Tema

Hundens sjätte sinne – värmesensor i nosen

Hundar och andra rovdjur använder inte bara dofter för att lokalisera andra djur. Lundaforskaren Ronald Kröger visar nu att nosen fungerar som en värmekamera. Upptäckten kan förändra vår syn på hur rovdjur jagar.

En morgon för snart sju år sedan nosade golden retrievern Kevin på husses hand. Det var en kall och blöt hundnos och en varm människohand som tillhörde Ronald Kröger, professor i funktionell zoologi vid Lunds universitet. Professorn som just hade gått upp och satt och åt frukost med sina barn, utropade då enligt egen utsago: ”Jag har en galen idé!”

Idén var kortfattat denna: För att uppfatta värme som strålar ut från varelser i sin omgivning, måste man själv vara kall. Denna sinnesbiologiska grundregel har många exempel från naturen. För att till exempel se en stjärna, måste det störande bakgrundsljuset som omger oss dagtid försvinna, eller för att urskilja svaga dofter kan man inte själv gå omkring och lukta soptipp. Ett sådant brus försvagar sinnets precision. Så kanske är det så, tänkte Ronald Kröger, att hundars och andra rovdjurs nosar är kalla just för att kunna upptäcka andra varma djur och byten. Och ju kallare nosen är, desto mindre kommer det omgivande temperaturbruset att störa ut.

Bild tagen med IR-kamera som visar värmestrålning från objekt. Svart är kallt, vitt/gult är varmt. BILD A: I vanlig rumstemperatur är testhunden Kevins nos kall. BILD B: Utomhus en varm dag i skuggan. Kevin flåsar lätt och lyckas därmed behålla nosen kall. BILD C: Hunden har sprungit ute och är varm. Energin går till att kyla ner framför allt hjärnan (med det respiratoriska epitelet i den långa hundnosen). Energin räcker här inte till att kyla ner nosen. BILD D: Hunden Kevin sover. Eftersom nosen inte är aktiv slösar inte hunden energi på att kyla den.

Hunden inte bara ett luktdjur

– Våra sinnen reagerar dessutom enligt en logaritmisk skala. Så för att vi ska uppfatta en ljuskälla som dubbelt så stark, måste ljusstyrkan tiodubblas. Liknande gäller för infraröd strålning och värmestrålning som kan sägas vara ett slags ljus eftersom också det är elektromagnetisk strålning, förklarar Ronald Kröger som leder den så kallade ”nosgruppen” vid biologiska institutionen som undersöker hur däggdjur uppfattar olika typer av sinnesinformation med den yttersta hårlösa delen av nosen: på latin benämnd rhinarium.

Men varför tyckte Ronald Kröger att idén var så himla galen? Enligt honom själv handlar det om den djupt rotade bilden av hunden som ett luktdjur. Att komma och påstå att hundens nos fungerar som en värmekamera, som kompletterar luktsinnet för att skanna av omgivningen, är lite som att på 1400-talet lägga fram tesen att jorden inte är platt, menar han.

– Att hunden framför allt är ett luktdjur är en helig ko. Att luktsinnet är väldigt betydelsefullt för hunden är det inget snack om. Men våra experiment visar att hundens nos kan göra mycket mer och känna av infraröd strålning.

Elektromagnetisk strålning är en vågrörelse som fortplantas i tid och rum. Elektromagnetisk strålning uppträder i många skepnader: som radiovågor, mikrovågor, infraröd strålning, synligt ljus, ultraviolett strålning, röntgenstrålning och gammastrålning. Det som skiljer är strålningens våglängd. Radiovågor har längst våglängd och gammastrålning kortast. Infrarött ljus ligger mellan radiovågor och synligt ljus.

Synligt ljus för människan ligger i våglängdsintervallet 0,4-0,75 mikrometer. Hundens nos är känslig för en typ av långvågig infraröd värmestrålning som ligger över sju mikrometer. Dessa vågors fotoner har så låg energi att varken hundens eller människans ögon förmår uppfatta dem. Då lågenergiska fotoner absorberas mycket bra i vatten, kan nosens fuktighet spela roll när det kommer till dess förmåga att fånga upp infraröd strålning.

Nosskanning när doften inte gick fram

Till att börja med valde Ronald Kröger och hans forskargrupp att studera hur hunden betedde sig vid ett möte med en annan hund på en vardaglig utomhuspromenad. I de få fall då hunden fick vittring på en mötande hund, alltså då vinden var fördelaktig, valde hunden direkt sniffning för avgöra om den mötande hunden var kompis eller konkurrent. Men i alla andra fall, alltså då doftpelaren inte gick i riktning mot hundens nos, uteblev sniffning. Istället kunde man observera en tydlig ”nosskanning” där hundens nos svepte likt en radar framför sig. En observation som stärkte dem i uppfattning att doft var hundens förstahandsval, men i övriga fall använder de nosen på annat sätt.

Ett forskarlag från Ungern vid Eötvös Lórand Uunviersitetet i Budapest, har identifierat den del av hjärnan som aktiveras när hundens nos stimuleras med värmestrålning, här markerad med grönt.

Vid denna tidpunkt, 2015, inledde Lundaforskarna ett samarbete med ungerska kollegor vid Eötvös Loránd-universitetet i Budapest som också de bedrev hundforskning. Den unga forskaren Anna Bálint, föreslog att man i de fortsatta experimenten borde koppla ihop matbelöning med värmesignalen, så att försöken blir intuitiva för hunden. Men eftersom mat inte kunde ha olika temperaturer, då det skulle påverka godbitarnas doftstyrka, kom man fram till följande lösning:

Experiment med värme och mat

Under två plattor placerades små skålar med mat. Om den ena plattan var varm på framsidan, var den andra alltid kall och den varma sidan var vänd bort från hunden.
Plattorna vreds hela tiden om slumpmässigt, så att värmsignalen kom från antingen höger eller vänster skål. Fram till respektive platta ledde en separat gång som hunden måste välja innan den kom fram till plattan. Hunden var alltså tvungen att ta beslutet på viss distans. Dessutom hade man placerat en fläkt vid gångarna så att matdoften puffades iväg i motsatt riktning.

Testanläggning i Biologihuset i Lund. Under två metallplattor placerades små skålar med mat. Om den ena plattan var varm på framsidan, var den andra alltid kall. Bara den varma gick att puffa undan med nosen, medan den kalla var blockerat.

Efter att först ha lärt hundarna att den varma plattan gick att puffa bort med nosen för att komma åt maten, var resultaten entydiga: efter en snabb skanning med nosen valde försökhundarna i ett signifikant antal av försöken alltid gången fram till den varma plattan.

Om det är fler djur än hunden som har denna inbyggda värmekamera i sin nos vet man ännu inte, men Ronald Krögers forskarlag har genomfört temperaturmätningar på arter i nio olika familjer i ordningen carnivora (ofta slarvigt benämnda karnivorer i betydelsen köttätare, vilket är fel eftersom många i ordningen är allätare och till och med vegetarianer) och konstaterat att samtliga har samma kalla nos.

Ny syn på rovdjuren beteende

Tidigare har man ansett att varg, lejon, tiger och andra klassiska predatorer, främst har luktat sig till sina byten. Upptäckten kan alltså förändra vår syn på rovdjurs beteende i allmänhet, särskilt när det kommer till hur de upptäcker och jagar sina byten.

– Jag frågade en österrikisk kollega och vargforskare om vi kunde genomföra tester hos dem. Han sa: ”Det är onödigt, om det gäller för hundar gäller det också för vargar, de är så pass närbesläktade”, säger Ronald Kröger.

Detta till trots har lundaforskarna kontaktat flera zoo med önskemål om att utföra liknande tester på andra kallnosiga rovdjur. Längst har man kommit med rödräven på Skånes djurpark där resultaten hittills är ”positiva”. Man har även för avsikt att testa den australienska vildhunden dingon som finns i Ölands djurpark.

Parallellt med denna forskning har Rolf Elofsson, zoolog inom jämförande anatomi, uttryckligen lagt hundens nos under lupp och studerat dess morfologi i detalj i mikroskop. Och där upptäckt flera intressanta saker, bland annat beträffande pigmentering, vars främsta funktion vanligtvis är att skydda cellernas DNA från UV-strålning.

Hos människan och andra däggdjur bildas pigmenten i det yttersta hudlagret (epidermis) medan det hos hunden bildas i underhuden där nervtrådarna ligger (dermis) för att sedan vandra upp till överhuden. Något som skapar andra egenskaper.

3D-rekonstruktion av hudpapill i hundens nos. Den gröna underhuden (dermis) där nervtrådarna ligger, skjuter på sina ställen upp i överhuden (epidermis).

– Det vanliga är att en djurnos endast kan känna av mekaniska stimuli genom så kallade mekanoreceptorer. Men hundens rhinarie tycks besitta även andra funktioner, säger 89-årige Rolf Elofsson, professor emeritus vid biologiska institutionen i Lund.

Han har även hittat nervtrådar som skjuter upp i huden och nästan sticker upp i dagen. I slutet av dess nervtrådar, alldeles nära hudytan, finns en struktur som mycket väl skulle kunna var hudorganet där värmestrålning överförs till nervsignaler.

– Vi vet ännu inte definitivt vad denna struktur har för funktion, men oavsett
kan vi konstatera att hundens och andra rovdjurs svarta lilla knapp (nosen, reds anm.) är ett långt mer komplicerat organ än vad man tidigare förstått, säger Rolf Elofsson.

Text: Magnus Erlandsson på uppdrag av forskning.se
Bilder: Lunds universitet

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Hundens sjätte sinne – värmesensor i nosen

 lästid ~ 7 min