La nariz de los gatos domésticos podría funcionar como un eficaz equipo de análisis químico
Los paralelismos entre las narices de gato y la cromatografía de gases aportan nuevos conocimientos sobre la evolución de los mamíferos
Una nueva simulación por ordenador de la nariz de los gatos domésticos sugiere que las enrevesadas estructuras nasales implicadas en su sentido del olfato funcionan de forma similar a los cromatógrafos de gases en espiral paralelos, equipos de laboratorio utilizados para el análisis altamente eficiente de la composición química de las sustancias. Zhenxing Wu, de la Universidad Estatal de Ohio (EE.UU.), y sus colegas presentan estos hallazgos en la revista de acceso abierto PLOS Computational Biology el 29 de junio de 2023.
Los vertebrados utilizan la nariz tanto para respirar como para oler, y los receptores del interior de la nariz detectan los olores del aire inhalado. Algunos estudios previos sugieren que la detección de olores en vertebrados puede funcionar de forma similar a la cromatografía de gases básica, en la que, esencialmente, la sustancia analizada se vaporiza y es transportada por un flujo constante de gas a través de un tubo. Los distintos componentes químicos de la sustancia interactúan con el tubo de distintas maneras a lo largo de su longitud, lo que permite la identificación de cada componente.
En los anfibios ya se han observado paralelismos entre la cromatografía de gases y la función nasal. Sin embargo, pocos estudios han examinado estos paralelismos en narices de mamíferos, que tienen canales más enrevesados por los que pasa el aire para permitir la detección de olores.
Para arrojar nueva luz, Wu y sus colegas desarrollaron un modelo computacional tridimensional anatómicamente preciso de la nariz de un gato doméstico. Para ello se sirvieron de diversas técnicas, como escáneres micro-TC de alta resolución de la nariz de un gato real y modelos de dinámica de fluidos computacional.
La simulación del flujo de aire y olores a través de la nariz virtual del gato demostró que parece funcionar de forma similar a un cromatógrafo de gases en espiral paralelo, en el que la eficacia de la técnica básica se ve aumentada por el uso de múltiples tubos que se ramifican a partir de una corriente de gas de alta velocidad.
En otras palabras, si la nariz de un gato sólo tuviera un tubo recto para la detección de olores, tendría que ser más largo de lo que permite el tamaño físico de la cabeza para que la detección de olores fuera tan eficaz como parece ser en realidad. Tener varios canales complejos parece ser 100 veces más eficaz que tener un solo tubo recto, que es lo que tienen la mayoría de los anfibios.
Estos hallazgos profundizan en la comprensión de cómo la evolución de canales más enrevesados permitió a los mamíferos -especialmente a los gatos- mejorar su sentido del olfato.
Los autores añaden: "La evolución de los canales enroscados de los cornetes olfativos en la nariz de los mamíferos se asemeja notablemente a la de otro órgano sensorial, la cóclea en espiral, que también es exclusiva de los mamíferos. En las aves y otros vertebrados no mamíferos, el órgano auditivo interno, a pesar de llamarse "cóclea", es en cambio un tubo de extremo ciego. Si bien sabemos que la evolución de la cóclea de los mamíferos mejora nuestra sensibilidad auditiva y nuestra gama de frecuencias, aquí creemos que la "cóclea olfativa" de los mamíferos puede mejorar de forma similar el sentido del olfato al servir como un cromatógrafo en espiral paralelo. El hallazgo revela mecanismos novedosos que favorecen un alto rendimiento olfativo, lo que amplía nuestra comprensión del éxito de la adaptación de las especies de mamíferos, incluido el gato, un importante animal de compañía, a diversos entornos."
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