根据一项新的研究,惊人的犬鼻子比我们想象的要令人印象深刻,证明了能够从远处检测到微弱的红外辐射的能力。
一项新的研究表明,鼻孔(狗鼻子的冷,湿,裸露的尖端)能够感应微弱的热辐射。今天发表在《科学报告》上。因此,犬鼻子除了吸收气味外,还可以有效地用作热辐射传感器。代替通过传导(表面之间的直接接触)或对流(通过介质(例如,通过空气传递的热量))来检测热量,鼻子可能能够直接检测由温暖的物体或物体通过光子释放的微弱红外辐射。可以想象,此功能将帮助食肉动物发现温血猎物。瑞典隆德大学和匈牙利埃特沃斯·洛兰德大学的合作团队发现了这种能力,他们是第一个在狗或任何食肉哺乳动物中报告这种能力的动物。
其他哺乳动物,例如鼠和浣熊,都患有鼻炎,它们被用于增强触觉敏感性。但是,这种敏感性在患有冷鼻炎的哺乳动物(如狗)中降低了,这导致科学家们怀疑犬鼻鼻窦除了用于触觉之外还用于其他用途。
就是说,动物界有一个例外:坑蛇,有时被称为十字花科蛇。这些爬行动物在每只眼睛和鼻孔之间都有敏感的坑状器官,它们在低温下的运行效果更佳,从而使蛇能够以极高的准确性打击猎物。
隆德大学的安娜·巴林特领导的研究人员受到毒蛇的启发,想知道猎杀大型哺乳动物的狼和其他食肉动物是否也可能具有探测来自温暖猎物的微弱红外信号的能力。
现在,远程感测热量的能力似乎并不重要。握着手在火炉上方的人最能感觉到热量。根据巴林特的说法,这里的差异与热传递的不同机制有关,其中至少存在三种基本类型:热传导,热对流和热辐射。
在传导中,热量通过两个物体之间的直接接触传递,而在对流中,热量通过诸如流体或气体的介质传递。对于辐射,热量通过光子以电磁辐射的形式传递,甚至可以在真空中发生,巴林特在一封电子邮件中告诉媒体。
“因此,我们的人以及狗在我们的皮肤中都有热感受器,并且我们可以通过各种热传递方式感觉到热量,”例如,我们“可以通过热辐射在皮肤上感受到太阳的温暖,”他写道。巴林 “这里的区别是,这是非常低强度的热辐射,或者是微弱的热辐射,因为发出它的哺乳动物身体的温度不是很高,例如与太阳不同。” 她告诉媒体,这意味着动物必须具有“非常敏感的传感器才能检测到它”。
他和她的同事们还不知道这种感觉如何在狗中起作用,但是他们确实知道,在对热敏感的动物(例如蛇)中,“接受热辐射的机制与其他类型在质量上没有什么不同”她说。
为了检验食肉动物可能利用鼻虫检测弱热辐射这一假设,研究人员在狗中进行了两组测试,这些狗与现代狼具有最近的共同进化祖先。
第一次测试是在隆德大学进行的,涉及了三只经过训练以探测物体发出的热量的狗。这个物体的尺寸为102毫米(4英寸)宽,被加热到比环境温度高11到13摄氏度左右,这是为了模仿毛茸茸的哺乳动物的体温。第二个对象,即控件,具有等于周围环境的中性温度。
在测试过程中,这两个物体都距狗约1.6米(5.2英尺),研究人员称这是合理的狩猎距离。然后,狗不得不从这个距离探测到温暖的物体。重要的是,这些物体在视觉上是无法区分的-都被同一根黑色的电工胶带覆盖,操作人员本身也不知道两个物体中哪一个是正确的(因此,即使在不知不觉中,它们也无法影响到狗)。
这项研究表明:“三只狗都能在双盲实验中检测到微弱的热辐射刺激。”
测试的第二阶段在大学举行,看到了13只狗放在扫描仪中。在对它们的大脑进行扫描时,这些狗暴露于类似的物体(一个温暖,另一个处于环境温度)。当暴露于温暖的物体上时,大脑中的左侧体感皮层会发光,这表明对温暖的热刺激的神经反应增强。
“证明皮层中有一个区域对温暖的物体比对环境温度更敏感,这补充并为行为结果提供了进一步的支持,”巴林特说。
综上所述,该证据表明,狗以及可能患有冷鼻炎的狼和其他食肉动物能够从远处检测到微弱的热辐射,并且该信息可能有助于狩猎。蝙蝠是仅有的具有类似能力的其他哺乳动物,它们使用此技能来发现富含血液的皮肤区域。
研究人员称,鼻息肉被认为是最有可能负责此功能的器官,因为没有其他任何犬科动物解剖结构(如眼睛)被认为具有这种能力。
该研究的合著者,隆德大学研究员罗纳德·科格在给媒体的电子邮件中写道:“狗的脸上只有两块裸露的皮肤可能会吸收热量:眼睛和鼻腔。” “眼睛不适合接收红外辐射,因为敏感结构隐藏在厚厚的一层组织后面。”
重要的是,研究人员没有进行测试以查看这种新发现的能力是否真的帮助狗找到了猎物。狗能够在1.6米的距离内检测到温暖的物体,这似乎是一个相对较近的距离。这项功能如何在现实世界中的狩猎场景中提供帮助仍然是一个悬而未决的问题。
同时,在新的研究中没有发现可归因于这种能力的细胞或分子机制,研究人员也没有测量狗敏感的确切波长。也就是说,克罗格怀疑,铑中的特殊细胞对红外光子敏感,最有可能是波长小于7微米的红外光子。
巴林特对媒体表示:“热接收的确切机制尚不清楚。” “狗鼻腔的结构不同于已知的对红外敏感的器官,例如克雷塔林蛇的对红外敏感的小窝器官,因此潜在的细胞分子机制可能不同。”
现在,未来的研究应关注这些差距,并考虑其他哺乳动物。展望未来,巴林特说,她的团队希望确定这种感觉的极限和阈值,研究该过程的分子细节,并测试其他物种的能力。
确实,狗可能会感觉到微弱的热辐射是一个令人着迷的发现,当然值得进一步研究。下次您的狗用她那不舒服的,潮湿的鼻子戳您时,也许您会更好地欣赏工作中的物理原理。
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