Oamenii de ştiinţă au descoperit un fel de „carte de identitate” chimică ascunsă în urina pisicilor – o semnătură care le-ar putea permite să se recunoască între ele mult timp după ce mirosul a fost lăsat în urmă, scrie Science Daily.
Se pare că pisicile se identifică reciproc printr-o „carte de vizită” chimică surprinzător de rezistentă, formată din 13 acizi graşi neobişnuiţi prezenţi în urina lor. Aceste substanţe par să fie legate de nişte picături de grăsime misterioase din rinichi şi ar putea reprezenta un sistem de recunoaştere prin miros comun întregii familii a felinelor.
Pisicile se bazează foarte mult pe miros pentru a afla informaţii unele despre altele şi adună adesea date din urină şi din alte semne odorante lăsate în jur. Aceste urme chimice pot continua să „comunice” mult timp după ce animalul care le-a lăsat a plecat mai departe.
Iar de aici apare o problemă. Multe molecule de miros se evaporă, se descompun sau se modifică în timp. Dacă un miros se schimbă permanent, cum poate un alt animal să îşi dea seama cine l-a lăsat, de fapt?
Cercetători din Japonia, Germania şi Spania, coordonaţi de Universitatea Iwate, ar fi găsit o parte din răspuns studiind pisicile domestice. Experimentele lor indică un grup de acizi graşi neobişnuiţi care ar putea funcţiona ca o semnătură chimică de durată în urina pisicilor.
Oamenii de ştiinţă au identificat 13 acizi graşi cu catenă ramificată (BFA). Amestecul şi proporţiile acestor substanţe variau de la o pisică la alta, dar rămâneau relativ constante la acelaşi animal. Testele comportamentale au arătat, de asemenea, că pisicile puteau sesiza diferenţele dintre profilurile de BFA atunci când cercetătorii controlau celelalte grăsimi din urină.
Concluziile sugerează că aceşti acizi ar putea funcţiona ca o „carte de vizită” chimică durabilă, care ajută la păstrarea informaţiilor despre identitatea fiecărui individ. Studiul urmează să fie publicat în revista Current Biology.
Pisicile ţin minte mirosurile individuale
Înainte de a căuta substanţele implicate, cercetătorii au trebuit mai întâi să confirme că pisicile pot deosebi urina provenită de la indivizi diferiţi.
Când pisicile întâlneau în mod repetat aceeaşi mostră de urină, petreceau treptat tot mai puţin timp cercetând-o. În schimb, când li se prezenta urina altei pisici, interesul creştea din nou şi miroseau mai mult.
În mod remarcabil, pisicile continuau să reacţioneze mai slab la mirosurile de urină întâlnite anterior chiar şi după pauze de câteva luni. Acest tipar sugerează că pisicile ar putea păstra amintiri de lungă durată ale anumitor mirosuri de urină.
Cercetătorii au studiat şi aşa-numitul reflex flehmen – expresia caracteristică, cu gura întredeschisă, pe care pisicile o afişează adesea când cercetează anumite mirosuri. Pisicile manifestau acest reflex mai des atunci când miroseau urină necunoscută decât atunci când miroseau propria urină.
Pe măsură ce aceeaşi urină le era prezentată iar şi iar, reflexul flehmen apărea tot mai rar. Când li se prezenta însă urina altei pisici, reacţia creştea din nou.
„După ce am confirmat că pisicile pot distinge mirosurile individuale de urină, am folosit reflexul flehmen drept indiciu pentru a identifica moleculele din urină care ar putea contribui la recunoaşterea individuală prin miros”, a explicat profesorul Masao Miyazaki de la Universitatea Iwate, coordonatorul proiectului de cercetare.
13 acizi graşi neobişnuiţi, care formează profiluri distincte
Ghidându-se după comportamentul pisicilor, oamenii de ştiinţă şi-au restrâns căutarea la o fracţiune lipidică din urină care conţinea acizi graşi ramificaţi neobişnuiţi.
Într-un final, au identificat 13 astfel de substanţe. În urma unei analize a literaturii ştiinţifice existente, cercetătorii nu au găsit nicio menţiune anterioară a aceloraşi BFA în excreţiile sau secreţiile mamiferelor.
Ceea ce a ieşit în evidenţă nu a fost doar prezenţa substanţelor, ci tiparul pe care îl formau. Fiecare pisică avea un profil de BFA definit de combinaţia şi de cantităţile relative ale diferiţilor acizi graşi.
Aceste profiluri variau considerabil de la un animal la altul, rămânând în schimb relativ stabile atunci când aceleaşi pisici erau testate la date diferite.
Genetica părea, de asemenea, să joace un rol. Pisicile înrudite aveau, în general, tipare de BFA mai asemănătoare, deşi fiecare animal îşi păstra un profil propriu, care putea fi deosebit chiar şi în cadrul aceleiaşi familii.
Substanţele s-au dovedit, totodată, destul de rezistente. Multe dintre substanţele volatile responsabile de mirosul urinei încep să se modifice rapid după ce urina este lăsată. BFA, în schimb, sunt semi-volatile şi se evaporă mai lent.
În mostre îmbibate cu urină şi păstrate la 25°C, profilurile distincte de BFA asociate fiecărei pisici au rămas relativ stabile timp de cel puţin 24 de ore.
Pisicile sesizează diferenţele chimice
Cercetătorii au verificat apoi dacă pisicile pot, într-adevăr, să deosebească aceste tipare de BFA.
Ei au menţinut neschimbate celelalte componente lipidice din mostrele de urină şi au modificat doar fracţiunea care conţinea BFA provenit de la donator. Pisicile care se obişnuiseră deja cu mostra iniţială au început să miroasă din nou mai mult atunci când fracţiunea de BFA era schimbată.
Această schimbare de comportament a oferit dovada că pisicile pot percepe diferenţele dintre compoziţiile individuale de BFA.
Rezultatul întăreşte ideea că aceşti acizi graşi ar putea purta informaţii relevante despre identitate, în loc să fie simple produse chimice secundare, lipsite de sens.
Un mister vechi de un secol legat de rinichii pisicilor
Investigaţia a scos la iveală şi un indiciu neaşteptat, legat de rinichi.
Cercetătorii au detectat BFA în rinichi, dar nu şi în celelalte ţesuturi analizate. Lipidele care conţineau BFA se regăseau, de asemenea, printre lipidele neutre depozitate în interiorul unor picături din cortexul renal.
Aceste picături de grăsime din rinichi îi nedumeresc pe oamenii de ştiinţă de mai bine de un secol. Se ştie că pisicile au un număr mare de astfel de picături, însă rolul lor biologic a rămas neclar.
Noile descoperiri ridică posibilitatea ca aceste picături să funcţioneze ca un rezervor de depozitare pentru lipidele care conţin BFA.
Un asemenea rezervor ar putea contribui la menţinerea relativ constantă a semnăturii chimice a pisicii, chiar şi atunci când alimentaţia sau starea fiziologică se modifică temporar. Amortizând aceste fluctuaţii de scurtă durată, rinichiul ar putea ajuta la păstrarea unui profil chimic individual mai stabil în urină.
„Picăturile de grăsime din rinichiul pisicii sunt cunoscute de mai bine de un secol, dar de ce au pisicile atât de multe a rămas un mister”, mai spune Miyazaki. „Descoperirile noastre sugerează că una dintre funcţiile lor ar putea fi aceea de a susţine o semnătură chimică stabilă în urină. Modul în care BFA depozitaţi în lipidele renale ajung, în cele din urmă, să fie eliberaţi în urină este o întrebare importantă pentru cercetările viitoare”.
O chimie asemănătoare, întâlnită în toată familia felinelor
Cercetătorii au privit şi dincolo de pisicile domestice, pentru a vedea dacă aceleaşi trăsături apar şi la alte feline.
Compuşi înrudiţi cu BFA au fost detectaţi în urină şi în picăturile de grăsime din rinichi la mai multe specii de feline, printre care lei, tigri, leoparzi, jaguari, râşi şi pisica de Iriomote.
Profilurile exacte de BFA difereau însă de la o specie la alta. Cercetătorii au observat diferenţe şi în privinţa cantităţii şi a distribuţiei picăturilor de grăsime din rinichi.
Au fost sesizate diferenţe chiar şi între pisica de Iriomote şi pisica-leopard de Tsushima, două forme ale pisicii-leopard izolate geografic şi întâlnite în Japonia.
Împreună, aceste observaţii sugerează că mecanismele chimice legate de BFA şi fiziologia rinichilor ar putea fi larg răspândite în întreaga familie Felidae, dar că s-au şi modificat şi diversificat pe parcursul evoluţiei felinelor.
Rămâne însă de demonstrat dacă leii, tigrii şi alte feline sălbatice folosesc, într-adevăr, aceste substanţe pentru a recunoaşte anumiţi indivizi.
Cum poate un miros în schimbare să păstreze identitatea
Descoperirea răspunde şi unei probleme mai ample din comunicarea dintre animale.
Semnele odorante trebuie să transmită informaţii utile, deşi chimia lor începe să se modifice imediat ce sunt lăsate. Cum reuşeşte un animal să lase în urmă un semnal stabil al identităţii sale, în ciuda acestei schimbări chimice, este de multă vreme o întrebare fundamentală.
Şoarecii oferă una dintre soluţiile cunoscute. La ei, nişte proteine urinare majore ajută la păstrarea informaţiilor individuale în urină. Oamenii de ştiinţă nu au stabilit însă un sistem de identificare bazat pe proteine similar la multe alte mamifere.
Pisicile ar putea folosi o altă strategie.
În loc să se bazeze în principal pe proteine, ele ar putea produce combinaţii distincte de molecule semi-volatile derivate din lipide. Pentru că aceste substanţe dispar mai lent şi ar putea fi susţinute de un rezervor de lipide din rinichi, ele ar putea contribui la păstrarea în timp a identităţii chimice a fiecărui individ.
Posibile utilizări ale chimiei mirosului de pisică
Dedeocamdată, lucrarea rămâne cercetare fundamentală şi nu duce imediat la un produs sau la o tehnologie nouă. Cu toate acestea, concluziile deschid mai multe direcţii posibile de aplicare în viitor.
O mai bună înţelegere a BFA ar putea contribui, în cele din urmă, la metode de gestionare a mirosului de urină de pisică.
Descoperirile legate de rinichi i-ar putea ajuta pe cercetători să înţeleagă de ce acumularea de grăsime este, în anumite situaţii, o trăsătură fiziologică normală, în timp ce în altele este asociată cu boala.
Ar putea exista chiar implicaţii pentru conservarea faunei sălbatice. Dacă cercetătorii vor putea demonstra că profilurile de BFA identifică în mod sigur acelaşi animal în mai multe mostre de urină, atunci urina colectată din mediu ar putea oferi o metodă neinvazivă de monitorizare a felinelor sălbatice rare, fără a fi nevoie de capturarea sau de observarea lor directă.