Запахи, обоняние, чутье

Анатомия и физиология. Обоняние и чутье. Острота чутья. Утомление и заболевания. Запах человека. Выход запаха на поверхность. Диффузия и конвекция. Перенос запахов ветром. Другие метеорологические факторы.

Применение собак в поисково-спасательной службе целиком основано на поразительном чутье этих животных. С первых минут жизни, когда щенок еще слеп и глух, он ориентируется только при помощи обоняния. Запахи -главный источник информации, получаемой собакой из окружающей среды, и если без слуховой и зрительной информации животное сохраняет жизнеспособность, то без запаховой впадает в депрессивное состояние и обычно вскоре погибает. Легче всего вырабатываются, прочнее закрепляются у собаки условные рефлексы, связанные с запахами.

Однако физические и химические свойства запахов до сих пор еще недостаточно изучены. Нет пока и точных приборов, позволяющих определять их основные характеристики. Известно лишь, что материальным носителем запаха является газообразное вещество, молекулы которого способны растворяться в воде и жирах, так как обонятельный эпителий носовой полости млекопитающих покрыт слоем влаги и жироподобных веществ.

Анатомия и физиология. Носовая полость собаки делится раковинами на три хода (рис. 2). Обонятельная область расположена в глубине верхнего из них, примерно на уровне глаз. При спокойном дыхании животного струя воздуха до нее не доходит, и пахучие частицы, более 50 процентов которых адсорбируется необонятельным эпителием, проникают в нее лишь в небольшом количестве путем диффузии. При интенсивном же дыхании воздух вместе с пахучими частицами с силой втягивается в обонятельную область, покрытую обонятельным эпителием, в котором находятся обонятельные нервные клетки веретенообразной формы (рис. 3). От каждой клетки отходят два отростка. Один из них на поверхности эпителия заканчивается обонятельным пузырьком, покрытым тончайшими волосками, за счет которых площадь чувствительной поверхности, соприкасающейся с вдыхаемым воздухом, значительно увеличивается. Второй сливается с такими же отростками других клеток в нерв, проходящий через решетчатую кость в обонятельные луковицы мозга.

Рис. 2. Органы обоняния собаки: 1 - нижняя носовая раковина; 2-верхняя носовая раковина; 3 - обонятельная полость; 4 - мозговая полость

Толщина обонятельного эпителия собаки - 0,1 мм, а человека-лишь 0,006 мм; обонятельные луковицы собаки также гораздо крупнее, что свидетельствует о сильно развитом обонятельном аппарате животного.

Рис. 3. Слизистая оболочка обонятельной полости: а - вертикальный разрез; б-горизонтальный разрез; 1 - обонятельные клетки; 2 - обонятельные пузырьки; 3 - пограничная мембрана, 4 - опорные клетки

При соприкосновении с пахучими частицами в обонятельных клетках возникают нервные импульсы одинаковой силы, которые передаются по нерву в мозг. Считается, что сила ощущаемого запаха зависит от числа контактов вдыхаемых пахучих частиц с нервными окончаниями и, соответственно, числа поступающих в мозг импульсов. По поводу того, как отличает собака один запах от другого, единого мнения у ученых пока нет.

Наименьшая концентрация пахучего вещества, вызывающая ощущение запаха, называется пороговой. Она обычно выражается в количестве молекул вещества на 1 куб. см воздуха. В табл. 1 даны средние пороговые значения некоторых веществ для собаки и человека.

Обоняние и чутье - понятия близкие, но не идентичные. Обоняние - это физиологическая способность животного улавливать и различать запахи вообще. Чутье в широком смысле слова - способность животного обнаружить какой-либо источник запаха посредством органов чувств, преимущественно обоняния. В собаководстве под чутьем понимают способность собаки обнаружить совершенно определенный источник запаха - человека, дичи, минерала и т. д. Не всякая собака с хорошим обонянием отличается хорошим чутьем, поскольку чутье характеризуется способностью собаки улавливать в первую очередь нужные в ее службе запахи.

Так, собака розыскной службы, идущая по следу человека, должна выделить его запах из сотни других, которые могут быть более свежими, собака защитно-караульной службы - среди многих вещей выбрать предмет с запахом искомого человека.

Острота чутья. Систематическая, регулярная тренировка по нахождению источника запаха является лучшим средством для того, чтобы собака обладала хорошо развитым, острым чутьем. У тренированных собак эффективность поиска возрастает в несколько раз.

Острота чутья определяется величиной пороговой концентрации улавливаемого запаха и способностью дифференцировать искомый запах от остальных, найти его источник. А этот процесс зависит не только от чувствительности обонятельных клеток, но и от анализа запаховои информации в перерабатывающих отделах мозга. Потому-то точное определение остроты чутья по какой-либо шкале практически невозможно. В стационарных (лабораторных) условиях существует метод, который заключается в том, что железный «стакан» с источником запаха герметично накрывают определенным количеством стандартных фильтров, мешающих собаке уловить запах. По количеству наложенных фильтров можно судить о чувствительности обонятельных анализаторов животного.

Временное обострение обоняния собаки можно вызвать некоторыми приемами. Один из них заключается в том, что за несколько минут до начала поиска с собакой играют, бегают - повышают ее активность. Перед тем как подать команду «Ищи!», в течение нескольких секунд возбуждающе почесывают ее шерсть, произнося при этом ее кличку, и перед тем, как пустить собаку, ее ноздри прикрывают рукой, что побуждает потом сделать глубокий вдох. Эти приемы часто помогают собаке с места уловить запах даже подпороговой концентрации.

Можно дать собаке 0,01-0,02 г фенамина, что также временно обостряет ее обоняние и повышает ее активность. Действие фенамина начинается через тридцать - сорок минут после приема и продолжается в течение нескольких часов. В определенных случаях применяют смесь фенамина с кофеином или бромом. Но прибегать к фармацевтическим средствам рекомендуется только в исключительных случаях, при работе в трудных условиях, так как частое их применение отрицательно действует на нервную систему собаки, ухудшает ее обоняние.

Утомление и заболевания. Если собака подвергается длительному воздействию одного и того же запаха, она перестает его ощущать. Происходит адаптация (приспособление) к данному запаху. Чтобы ликвидировать этот эффект, необходимо вывести животное на некоторое время из зоны действия запаха. От адаптации следует отличать общее утомление животного после долгого интенсивного поиска в связи с большой физической и нервной нагрузкой. Поэтому во время продолжительной работы через каждые 50 мин собакам надо несколько минут отдыхать.

Отрицательно влияет на чутье собак засорение органов дыхания грунтовой или снежной пылью, а также запах дыма. Еще более вредное действие оказывают газы и аэрозоли ядовитых химических соединений, вызывающие функциональные расстройства нервной системы. Например, вдыхание собакой даже в течение недолгого времени выхлопных газов автомашин резко ухудшает ее чутье, может привести к заболеванию и гибели. При рините и других заболеваниях дыхательных путей заставлять собаку работать не стоит, так как эффективность поиска снижается, а напряжение больных органов приводит к обострению заболевания.

Установлено, что значительно ослабляет чутье отсутствие в пищи собак витамина А, избыток острых приправ (перец и т. д.). Обонятельный аппарат собаки чрезвычайно чувствителен. Даже несколько съеденных кусочков острого сыра могут временно повлиять на ее способность улавливать запахи. С собакой ПСС необходимо обращаться крайне бережно, как с точнейшим прибором.

Запах человека включает в себя как индивидуальный запах, так и бытовые и производственные примеси, остающиеся главным образом на одежде и обуви. Индивидуальный запах - совокупность запахов, выделяемых при легочном и тканевом дыхании, потовыми и сальными железами и т. д. Его изменение зависит от количества и соотношения компонентов, на которое, в свою очередь, влияет температура воздуха, интенсивность обмена веществ в организме, различные заболевания, накопление и разложение кожных выделений.

При работе с собакой следует иметь в виду, что шерстяные и шелковые ткани дольше сохраняют запах человека, чем бумажные и синтетические. Его запах хорошо адсорбируется почвой, сухой древесиной, еще лучше -древесным углем.

Запах человека отличается от запаха, оставленного им на предметах. Разница объясняется тем, что компоненты индивидуального запаха человека специфичны и в силу своей летучести долго оставаться на предметах не могут. На них остаются лишь наиболее стойкие запахи, среди которых могут преобладать бытовые и производственные. Запахи же выделений человека устойчивы, но со временем качественно изменяются.

О том, насколько отличается запах человека от запаха его трупа, свидетельствует следующий случай. Два врача констатировали смерть человека, попавшего в снежную лавину. Однако проводник собаки, обнаружившей его, утверждал, что пес может быстро отыскать только живого человека. По настоянию проводника пострадавший был отправлен в больницу, где он проявил признаки жизни.

Выход запаха на поверхность. Для того чтобы собака учуяла запах человека, оказавшегося под снежным или грунтовым завалом, запах должен сначала пройти сквозь среду, обладающую определенной плотностью и пористостью. Для практической работы можно условно выделить три основных типа таких сред в зависимости от их состава.

1. Руины строений, лесные завалы. Обломки разрушенных зданий, стволы деревьев, перемешанные между собой в результате землетрясения или урагана. В такой толще остаются крупные щели, и запах человека свободно выходит по ним. В руинах собаку может отвлекать обилие предметов с запахом человека, дым от пожаров.

2. Комбинированные завалы. Обломки разрушенных строений, стволы деревьев, перемешанные с мокрым грунтом или снегом в результате схождения селевого потока, а иногда влажной лавины. Выход запаха происходит по щелям возле крупных выступающих обломков дерева или камней. Работу затрудняет быстрое уплотнение грязевой массы и смерзание снега.

3. Лавинный вынос, снежный занос. В структуре снежного слоя под влиянием температуры воздуха и других факторов постоянно происходят преобразования. Так, кристаллы лавинного снега, промчавшись с большой скоростью по склону, деформируются. Остановившись, снежная масса начинает быстро перекристаллизовываться. Одновременно происходит уплотнение (смерзание) снега. Чем влажнее снег и ниже температура воздуха, тем быстрее протекает этот процесс. Остановившаяся лавина - это твердое тело, поэтому толща снега над засыпанным человеком не оказывает на него давления. На поверхности лавинного выноса могут ходить люди и приземляться вертолеты.

Снежный слой, образовавшийся после обильного снегопада, легче пропускает запахи, так как процесс уплотнения происходит значительно медленнее. Свежевыпавший снег, в зависимости от содержания в нем свободной воды, бывает сухим, влажным или мокрым, что влияет на его пористость и связность. Он может быть совершенно не связным, сыпучим как песок, и называется «диким», когда состоит из ледяных иголочек. Наиболее благоприятным для выхода запаха на поверхность является не влажный и не смерзшийся, а комковатый пористый снег. Затрудняют прохождение запаха: большая влажность и плотность, пылевидная структура, ледяная корка.

Метели обычно образуют связный слой снега, называемый ветровым настом, который иногда бывает настолько плотен, что по нему можно ходить, не оставляя следов.

Диффузия и конвекция. Для того чтобы собака уловила запах на каком-то расстоянии, его концентрация в воздухе между источником и собакой должна быть не ниже пороговой. При полном отсутствии движения воздуха, которое наблюдается крайне редко, запах распространяется в воздухе путем диффузии равномерно во все стороны. Скорость его распространения зависит от множества факторов - атмосферного давления, температуры воздуха, молекулярного веса пахучих частиц и т. д. Распространение запаха при отсутствии ветра происходит также и путем конвекции, т. е. вертикального перемещения воздуха между верхними и нижними слоями атмосферы в результате их неравномерного нагревания.

Перемещение воздуха с запаховыми частицами вверх уменьшает их количество в приземном слое, мешает собаке уловить запах.

Перенос запахов ветром. Обыкновенно даже в безветренную погоду возникают локальные, неупорядоченные перемещения воздуха, усложняющие собаке поиск. При сильном же ветре происходит механическое рассеивание запаховых частиц. Кроме того, в приземных слоях воздуха образуется озон, который способствует их химическому преобразованию. С другой стороны, иногда при сильном ветре собака может издали почуять запах. Но для этого необходима ровная, открытая местность с невысоким растительным покровом. В местности с пересеченным рельефом воздушный поток, натыкаясь на препятствия, дробится на отдельные течения, образует завихрения (рис. 4).

Рис. 4. Завихрения, вызванные движением воздушного потока вдоль каньона, - воздушные течения (Из кн.: Барри Р. Г. Погода и климат в горах. - Л., 1984.)

Воздух вместе с запаховыми частицами может приобрести циркулярное движение, образуя своего рода «воздушный мешок» (рис. 5). Собака, даже проходя рядом с этим местом, не сумеет учуять запах.

Рис. 5. Потоки воздуха, натолкнувшись на препятствие, образуют 'воздушные мешки'

Другие метеорологические факторы. Установлено, что повышенная влажность воздуха благоприятна для работы собаки. Специалисты считают, что при повышенной влажности воздуха запаховые частицы менее активно срываются с поверхности предметов и за счет этого диффундируют в воздух в течение более длительного срока. Кроме того, влажный воздух не иссушает слизистую оболочку носовой полости собаки. При мелком моросящем дожде результаты работы собак не снижаются. При грозе же происходит смывание запаховых частиц с поверхности предметов, образование в воздухе большого количества озона, но выход запаха из глубины грунта на поверхность не прекращается.

Высокая температура поверхности почвы способствует более активному протеканию химических реакций окисления запаховых частиц. Кроме того, от нагретой почвы нагревается приземной слой воздуха, происходит активная конвекция и уменьшение концентрации запаха у поверхности земли. В жаркую погоду может произойти перегревание организма собаки, что вызывает одышку и утомление, иссушение слизистой оболочки носа. Установлено, что повышение температуры воздуха от 0 до +30° С снижает показатели работы собак по следу почти в два раза.

Температура воздуха ниже -20° С по ряду причин также отрицательно влияет на улавливание запаха.

На эффективность поиска влияет и время суток. Как правило, хуже работают собаки днем (особенно с 11 до 15 ч). Наиболее благоприятны для работы ночные часы, когда снижается обычно скорость ветра, температура воздуха и почвы, уменьшается количество озона в атмосфере. Не случайно многие хищные животные охотятся именно ночью.

На запаховые частицы, их концентрацию в воздухе влияет также радиационный баланс, т. е. соотношение между солнечной энергией, поглощаемой земной поверхностью и излучаемой ею, и многие другие явления.

Разумеется, на поисково-спасательных работах проводник не будет определять, по какому закону выходит запах. Его задача - постараться понять эти законы, не действовать вслепую и не требовать от собаки невозможного - обнаружить запах там, где его нет. В безнадежной ситуации иногда следует прекратить безрезультатные поиски, направить собаку туда, где пострадавших еще можно обнаружить и спасти.

Купить цилиндрический мотор редуктор по доступной цене.