Le nez du chat est aussi performant qu’un analyseur chimique de haute technologie
Des scientifiques ont découvert le code qui sous-tend l’impressionnante capacité des chats à sentir la nourriture, leurs amis et leurs ennemis. Une simulation informatique suggère que les structures nasales impliquées dans leur odorat fonctionnent comme des chromatographes en phase gazeuse enroulés en parallèle, des appareils de laboratoire très sensibles utilisés pour l’analyse de la composition chimique des substances.
Jusqu’à présent, le mécanisme complexe par lequel le nez des mammifères détecte les odeurs restait insaisissable. Bien que de précédentes études aient suggéré la similitude entre le nez et un appareil de chromatographie en phase gazeuse en termes de détection d’odeurs dans l’air inhalé, les parallèles spécifiques n’étaient pas clairs.
Selon l’équipe de recherche, le changement évolutif de la structure nasale des chats, dû à leur petite tête, a donné naissance à un système labyrinthique de voies respiratoires qui non seulement s’adapte, mais aussi permet aux chats de s’adapter à divers environnements.
Pour Kai Zhao, auteur de l’étude et professeur d’oto-rhino-laryngologie à la faculté de médecine de l’État de l’Ohio :
C’est une bonne conception si l’on y réfléchit bien.
Zhao et son équipe avaient déjà mis au point des modèles de nez de rat et d’homme pour étudier les schémas de circulation de l’air. Mais cette fois, ils se sont surpassés en produisant un modèle de nez de chat très détaillé, différent de tout ce qui avait été présenté jusqu’à présent. Cette avancée a été réalisée grâce à la microtomographie aux rayons X du crâne d’un chat, ce qui a permis d’identifier les types de tissus présents dans les cavités nasales du félin.
A partir de l’étude : Tomodensitogrammes présentant des coupes transversales de la cavité nasale chez a) un humain, b) un rat et c) un chat domestique. Les espaces sombres sur les scanners sont les voies respiratoires nasales. Lorsque l’air odorant est aspiré dans le nez, il passe par ces structures labyrinthiques. (Z. Wu et col./ PLOS Computational Biology)
Selon Kai Zhao :
Nous avons passé beaucoup de temps à développer le modèle et à effectuer des analyses plus sophistiquées pour comprendre l’avantage fonctionnel de cette structure. Le nez du chat a probablement un niveau de complexité similaire à celui du chien, et il est plus complexe que celui d’un rongeur, ce qui soulève la question suivante : pourquoi le nez a-t-il évolué pour être aussi complexe ?
La réponse a été trouvée grâce à des simulations informatiques de la respiration. Zhao et son équipe ont observé deux zones distinctes d’écoulement de l’air. La première zone comprend l’air respiratoire qui subit une filtration et se disperse progressivement sur le palais avant d’atteindre les poumons. La seconde zone, en revanche, passait par un passage central et atteignait la région olfactive à l’arrière de la cavité nasale.
La simulation a révélé une autre découverte intrigante : l’air dirigé vers la région olfactive circule ensuite dans des canaux parallèles à son arrivée. Cette découverte inattendue a surpris Zhao, qui a déclaré :
C’est comme si vous renifliez, et que l’air repartait rapidement vers cette région, subissant un traitement pendant une durée significativement plus longue.
Les chercheurs sont les premiers à quantifier les différences d’efficacité de la chromatographie en phase gazeuse entre les mammifères et les autres espèces. Ils estiment que le nez des chats est plus de 100 fois plus efficace pour détecter les odeurs que le nez d’un amphibien dans un crâne de taille similaire.
Nous nous doutions tous que les chats avaient un nez vraiment performant, et cette étude le confirme.
Selon Zhao :
Nous en savons beaucoup sur la vision et l’audition, mais pas autant sur le nez. Ces travaux pourraient permettre de mieux comprendre les voies évolutives qui sous-tendent les différentes structures du nez et leur fonction.
L’étude publiée dans la revue PLOS Computational Biology : Domestic cat nose functions as a highly efficient coiled parallel gas chromatograph et présentée sur le site de l’Université de l’état de l’Ohio : How the cat nose knows what it’s smelling.
