Котяча хімія

Задовго до того, як люди придумали пошту і газети, кішки обмінювалися інформацією за допомогою хімічних сигналів — неоціненного засобу комунікації для тих, хто веде одиночний спосіб життя. Так склалося, що дослідники приділяли нюшливим можливостям кішок набагато менше уваги, ніж собачим, тому у багатьох людей склалося враження, що нюх у кішок так собі. Ця думка помилкова.

Понюхати і відчути

У світі кішок запахи відіграють колосальну роль, забезпечуючи їх значною, щоб не сказати левовою часткою інформації про навколишній світ. Котяче тіло покрите особливими залозами, які синтезують і виділяють феромони — суміш кількох низькомолекулярних пахучих речовин. Ці залози знаходяться в тісному сусідстві з потовими і сальними залозами, сечовидними шляхами і анальним отвором, тому практично будь-яке виділення тварини служить феромоновою міткою. Ці мітки повідомляють іншим кішкам, хто їх залишив: знайомий звір або незнайомий, здоровий або не дуже, самець або самка, і впливають на багато важливих видів поведінки, включаючи агресію, материнську поведінку, доглядання і спарювання. Крім котячих феромонів світ сповнений звичайних, але не менш цікавих ароматів: пахнуть миші, птахи, собаки, люди, котяча м’ята, валеріана і безліч інших об’єктів.

Щоб сприймати і аналізувати весь цей нюхопис, необхідний розвинений нюльовий орган. У кішок їх два (рис. 1). Перш за все, це звичайний нюх, що функціонує одночасно з диханням. Приблизно третина повітря, вдихуваного через ніздрі, потрапляє з носової порожнини на нюх. Там знаходяться рецептори нюшливого епітелію, покриті слизом, яка захищає епітелій від прямого контакту з повітрям. Слиз виробляють боуменові залози, вкраплені між нюх клітинами. Пройшовши через шар, летючі молекули досягають нюшних рецепторів. Від них сигнали надходять до нюшних цибулин та інших областей мозку, що утворюють нюшну частку. Таким шляхом кішки відчувають і розрізняють запахи. Однак щоб сприймати інформацію, яку містять феромони, потрібна інша структура — вомероназальний орган (ЗНО). Про нього, як і про феромони, ми писали неодноразово, див., наприклад, «Хімію і життя» № 7, 2015.

Ріс. 1. У кішки два органи нюху

ЗНО — парний орган, розташований в нібній частині, в невеликих поглибленнях з боків носової перегородки. Він являє собою дві замкнуті еластичні трубочки, наповнені рідиною і з’єднані через носонебний канал з ротовою і носовою порожнинами. Всередині трубочок знаходяться рецептори і слизові залози. Рецептори взаємодіють з молекулами, що потрапляють до ЗНО разом з рідиною з ротової порожнини. Слиз містить білки, які мають спорідненість до молекулів феромонів, тобто допомагають їх вловлювати. Викликані феромонами стимули по вомероназальному нерву передаються в нюх цибулі, мигдалину і гіпоталамус. На відміну від звичайної нюхливої системи, ЗНО не пов’язаний з корою головного мозку.

Рис, 2. Флемен — гримаса сприйняття феромонів. Пащу відкрито, верхня губа піднесена, мова рухається. Фото: flickr.com / Malingering

Є у нього ще одна принципова відмінність: у той час як нюх поєднано з диханням, ЗНО при звичайному диханні малодоступний. Щоб феромони потрапили на відповідні рецептори, його треба спеціально розкрити. Для цього кішки, як і інші ссавці, які мають ЗНО, складають губи в гримасу, звану флемен: верхня губа піднімається, рот привідкритий, мова рухається (рис. 2). Підняття верхньої губи викликає скорочення гладких м’язів, що відкривають протоки ЗНО. Розширення протоків створює перепад тиску, рідина, що несе феромони, всмоктується з ротової порожнини в просвіт ЗНО, і сигнальні молекули отримують фізичну можливість зв’язатися з рецепторами. Через деякий час діаметр трубочок зменшується, слиз з феромонами з них видаляється в ротову порожнину, орган промит і готовий розпробувати нову порцію інформації.

Як тварини дізнаються, що треба відкрити ЗНО? Можливо, за запахом феромонів, який вони чують носом. Оскільки флемен звичайний і для кастрованих тварин, можна зробити висновок, що його викликають будь-які феромони, не тільки статеві.

ЗНО сприймає і звичайні запахи, для чого служать три типи рецепторів: V1R, V2R и FPR. У домашніх кішок досліджені тільки V1R. Існує кілька їх варіантів, і, згідно з однією з гіпотез, чим їх більше, тим краще тварина розрізняє запахи. У тигра, наприклад, 21 варіант рецепторів, а у домашньої кішки — 30. Звичайно, їм далеко до щурів зі 120 типами V1R, однак вони значно перевершили собак, у яких тільки 9 варіантів. Дві дослідниці котячого нюху з університету штату Орегон, Крістін Вітале Шрів і Моніка Юделл, пропонують використовувати кішок для пошуку наркотиків або вибухівки і людей під завалами або для діагностики за запахом раку або туберкульозу (Applied Animal Behaviour Science, 2017, 187, 69-76). Якщо собаки зі своїми дев’ятьма типами V1R на таке здатні, то кішки і поготів! Дослідниці вважають, що кішки завдяки своїй гнучкості, легкості, невеликим розмірам і здатності балансувати з пошуком людей впораються навіть краще собак. Правда, у кішок репутація важковчаних істот, однак Крістін Шрів запевняє, що їх можна багато чому навчити, якщо правильно взятися, і навіть відкрила при університеті школу для кошенят і їх власників. Про Юрія Куклачова вона, здається, не чула. Методику підготовки службових кішок дослідниця не розкриває. Можливо, її проект — лише тактичний хід для отримання гранту на дослідження.

Генератори ароматів

Отже, феромони. Їх виробляють пахучі залози, якими кішка покрита від вусів до хвоста і з ніг до голови (рис. 3).

Рис, 3. Пахучі залози на тілі кішки

Уздовж хвоста розташовані каудальні залози, і кішки іноді проводять з різних предметів витягнутим хвостом, проте в підставі хвоста залоз значно більше. Діаметр однієї залози близько міліметра, у самців вони більші, ніж у самок, і розташовані між протоками сальних залоз. Швидше за все, їх феромони регулюють відносини статей.

Навколо ануса знаходяться циркуманальні залози, які у кішок розвинені слабше, ніж у собак. Їх функції маловивчені, можливо, циркуманальні феромони беруть участь у соціальному житті. Є ще парні анальні мішечки, населені аеробними і анаеробними бактеріями, які переробляють секрет цих залоз, виробляючи аліфатичні кислоти і аміни, наприклад путресцин, кадаверин, метиламін триметиламін. У кішок анальні мішечки відкриваються в задній прохід, їх секрет виділяється з фекаліями, і він жирний, оскільки мішечки містять багато сальних залоз. У фекаліях присутній білок Fel d1, який виділяють сальні залози. Його також синтезують слинні залози і шкіра, саме цей білок викликає у людей алергію на кішок. Мабуть, у Fel d1 є і більш важлива функція — він пов’язує феромони і сприяє їх збереженню в зовнішньому середовищі.

Зазвичай домашні кішки свої фекалії закопують, але іноді залишають їх лежати і пахнути. Швидше за все, це територіальна мітка, хоча рідко використовувана. Коти і кішки довше досліджують фекалії незнайомих особин, ніж знайомих, демонструючи при цьому флемен. Аналогічним чином вони вивчають мітки, залишені сечею.

У кішок є пахучі залози, які відкриваються в сечоводні протоки, в цих залозах також мешкають бактерії. Уриною частіше позначають вертикальну поверхню: коти повертаються до неї задом і зрошують невеликою кількістю рідини. У самців розбризкування сечі — прояв сексуальної активності, але і самки під час еструсу можуть це робити. Урина містить інформацію про сексуальний статус або емоційний стан тварини. Є ще залози, розташовані навколо статевих органів котів і кішок, але вони погано вивчені.

На подушечках лап багато потових залоз, які активізуються, коли кішки налякані. Вони ж виробляють феромони небезпеки. Легко помітити, що місця, натоптаного переляканою кішкою, інші тварини уникають. Можливо, тому чотирилапі відвідувачі ветеринарних клінік відчувають сильний страх.

Рис, 4. Заточуючи кігті об гілку, кіт залишає на видному місці подряпини і пахучий секрет міжпальцевих залоз

Залози між пальцями служать для розмітки території. Кішки залишають пахучі мітки, коли точать кігті об різні предмети, найчастіше про вертикальні поверхні (рис. 4). Ці подряпини, як і плями сечі, добре помітні і подібні QR-коду на стінах історичних пам’яток. Побачив такий код, підійшов, зістроїв флемен і вважав інформацію. Дуже зручно!

Найбільше пахучих залоз на котячій мордочці (див. рис. 3). Кішка часто трется ними об’єкти. Якщо тварина подібним чином мітить людину або іншу кішку, така поведінка розцінюється як афіліативна (рис. 5). При цьому тварини обмінюються і тактильними, і хімічними сигналами. За даними Крістін Шрів, коти, зустрівшись, насамперед обнюхують один одного, на що йде до 30% часу, присвяченого спілкуванню. Очевидно, хімічна інформація полегшує їм подальше вибудовування відносин. До схожих висновків ще 40 років тому прийшли фізіологи Амстердамського університету Герда Верберн і Яп де Бур (Zeitschrift für Tierpsychologie, 1976, 42, 86-109). Вчені помітили, що взаємне обнюхування часто переходить в інші форми поведінки: тертя один про одного або флемен. Хто знає, раптом це заміна брудершафта, який, як відомо, «жоден кіт ніколи ні з ким не пив».

Детальніше за інших, хоча і явно недостатньо, вивчено п’ять лицьових феромонів (Veterinary Clinics of North America: Small Animal Practice, 2003, 33, 187–211). Їх склад відомий краще, ніж функції (див. таблицю).

Таблиця. Лицьові феромони кішки

Рис, 5. Зустрівши людину, треба її насамперед обнюхати і позначити. Фото: flickr.com / Lisa Brown

Феромони F2 виділяють коти, заявляючи про себе як про статевих партнерів. Вони труться мордочкою об різні об’єкти, розташовані поблизу сексуально активної самки, і таким чином імовірно посилюють ефективність своєї статевої поведінки. Феромон F3 часто залишають на різних об’єктах, і вчені вважають, що він допомагає кішці орієнтуватися в просторі. Це свого роду хімічна «нитка Аріадни». F4 використовують для мрії інших кішок, людей або представників інших видів. Це феромон миротворців, він знижує агресію і ймовірність виникнення конфлікту. Тварини часто залишають мітки F4 в присутності знайомих побратимів по виду. Функції F1 і F5 поки невідомі.

Дослідники давно помітили, що коти і кішки по-різному мітять територію і сприймають хімічні сигнали. Самці частіше самиць бризкають сечею і труться об різні предмети на своїй території. Обидві статі активно досліджують чужі мітки, хоча коти проявляють більше інтересу до розбризканої сечі і частіше демонструють флемен, ніж самки (Zeitschrift für Tierpsychologie, 1976, 42, 86-109).

Але щось ми всі про дорослих, між тим хімічна інформація необхідна і доступна навіть новонародженим кошенятам.

Острівець комфорту

Кошенята народжуються сліпими і глухими, проте з розвиненими тактильною чутливістю і нюхом. У перші два тижні життя вони сприймають навколишній світ виключно за запахом і на дотик. У цей час їм потрібні тільки турбота матері та її молоко. Біля кішки між двома рядами сосків розташовані сальні залози, які через 3-4 дні після пологів починають виділяти феромони, що містять олеїнову, пальмітинову і ліноєву кислоти. Це базові сполуки, однакові для всіх відомих навколомолочних феромонів, а є ще видоспецифічні добавки. У кішок це міристинова, лауринова і стеаринова кислоти в певних співвідношеннях. Значну роль відіграють сапрофітні бактерії, що мешкають у залізах, які переробляють нелетючі жирні кислоти в летючі ефіри. Синтез феромонів припиняється через 2-5 днів після того, як кошенята перестають смоктати молоко (їм у цей час виповнюється 6-12 тижнів).

Вже в перші два дні життя у кошенят виробляється стійка перевага певного соска — з іншого вони смокчуть значно гірше або зовсім до нього не прикладаються. «Сталість соска» зберігається до 32-го дня, після чого кошенята стають менш залежними від матері і можуть навіть смоктати молоко іншої кішки, якщо вона погодиться. На думку дослідників, до цього часу слабшає реакція кошенят на хімічні сигнали, що викликають залежність від певного соска.

У тому, що кошенята орієнтуються на запах соска, а не запам’ятовують його розташування, дослідники переконалися ще в 1960-х роках. У віці 2-6 днів малюкам видаляли нюхівні цибулини, і вони навіть через чотири доби не могли знайти потрібний сосок, при цьому операція не вплинула на їх здатність пити з пляшечки. Дослідники припустили, що функцію індивідуального хімічного маркера в даному випадку виконує слина. У кошенят вона пахне по-різному, через що кожен сосок набуває неповторного запаху.

Не менш важливий для виживання кошенят запах рідного дому. Кішка мітить гніздо секретами розташованих на тілі залоз, з їх запахами змішуються аромати вовни, сечі і кошенят. Кішкін будинок набуває характерного аміша, яке служить для кошенят орієнтиром. Позбавлені нюху, вони рідше знаходять дорогу додому, хоча і можуть орієнтуватися на слух, по м’яуканню матері і побратимів.

Не відчуваючи звичного домашнього запаху, кошенята відчувають стрес. Якщо забрати їх від гнізда, вони волають, і чим далі, тим голосніше. Коли домашній куточок миють, кошенята поводяться, як у незнайомому місці: відступають і піднімають крик. Запах будинку їх заспокоює, створює зону комфорту.

Не менш важлива ця зона і для дорослих кішок. Багато фахівців вважають, що кішки, будучи територіальними тваринами, відзначають межі ділянки, але є й інша гіпотеза, згідно з якою запахи допомагають тваринам орієнтуватися на місцевості. Хіларі Фелдман, етолог з Кембриджського університету, 16 місяців спостерігала за поведінкою двох груп кішок (один самець і п’ять самок), кожну з яких вона помістила на обгороджену ділянку площею 800 м² (Canadian Journal of Zoology, 1994, 72, 1093-1099). У кожної тварини на цій ділянці була своя територія. Обходячи її, вони кігтили дерева не по периметру ділянки, а по шляху прямування. Дерева вибирали з м’якою корою, щоб мітка була добре видна. Фекалії в основному закопували, хоча подекуди залишали на виду. Тварини також бризкали сечею і терлися об різні предмети, знову-таки всередині ділянки. І коти, вивчивши чужі мітки, їх не уникали. На думку Хіларі Фелдман, кішки використовують хімічні сигнали для того, щоб орієнтуватися на місцевості, подібно до того, як кошенята орієнтуються на запах гнізда.

У цього дослідження, на жаль, є один недолік. Всі учасники експерименту були добре знайомі один з одним і не відчували нестачі в їжі. Що було б, забреди на цю ділянку сторонній кіт або в разі нестачі їжі, невідомо.

Феромонотерапія

Благополуччя тварини залежить від того, наскільки природно воно може поводитися. Кішкам для комфорту потрібен їхній власний запах, що позначає безпечний простір. Отже, їм життєво необхідно мітити територію. Господарі домашніх кішок з умиленням спостерігають, як тварина третя об ніжку стільця або їх власну ногу, але коли вона кігтить диван або, що ще гірше, розбризкує сечу, така поведінка не зустрічає розуміння. Більш того, природне прагнення позначити будинок — основна причина, через яку домашні кішки опиняються в притулку або на вулиці. Люди, які шкодують свої меблі і мріють видалити кішці кігті (в деяких країнах таку операцію роблять), фактично позбавляють її права листування. Розумніше подарувати їй «блокнот» — поверхня, яку можна дряпати.

Що стосується розбризкування сечі в недозволених місцях, важливо зрозуміти, чому кішка це робить. Можливо, її лоток незручно розташований, а можливо, тварина відчуває стрес і мітить будинок, щоб заспокоїтися. Кішки воліють жити серед знайомих запахів. Якщо це так, звичайна в таких випадках рекомендація видалити запах, щоб запобігти повторній мрії, тільки посилить котячу тривогу і матиме зворотний ефект. Прибираючи будинок, господарям слід подбати про збереження звичного запаху, інакше кішка відчує себе на безлюдному острові і почне його обживати.

І нарешті, на допомогу приходить хімія. З’явилися синтетичні феромони, і першим вдалося створити аналог F3, який отримав комерційну назву Feliway. У природних умовах кішка, завдаючи цю мітку, третя підборіддя і шия. Препарат заспокоює кішок, пом’якшує стрес. Під впливом Feliway вони рідше залишають уринові мітки, менше дряпають меблі, припиняють безперервно вилизуватися, стають більш спокійними і грайливими. У кішок явно поліпшується настрій і апетит. Мабуть, запах F3 означає, що даний простір населено кішками, тобто включено в котячий світ, і турбуватися нема про що. Іноді синтетичним аналогом феромона просочують об’єкти, призначені для подряпання, що спонукає кішку залишати мітки саме в цьому місці.

Кімната, позбавлена котячих запахів, — це порожній, безлюдний простір. У такій ситуації і люди вели б себе насторожено, агресивно і прагнули б застовпити ділянки, як перші поселенці Дикого Заходу.

Синтетичний феромон F4 називається Felifriend і підвищує котячу дружелюбність. Зазвичай його використовують, коли кішку треба ввести в котяче суспільство. Він може бути корисним, якщо тварину знайомлять з новими господарями або везуть до ветеринара. У цьому випадку людина перед тим, як відкрити переноску, повинна обробити руки Felifriend, а потім кілька хвилин постояти спокійно і дати кішці можливість себе обнюхати. Коли кішки відчувають цей запах, вони сприймають чужих людей і кішок як знайомих і поводяться неагресивно. Натуральний F4 діє так само. Цікаво було б перевірити, чи не полегшує цей феромон контакт з іншими тваринами, наприклад з собаками.

Оскільки хімічна комунікація — ключовий елемент котячої соціальної поведінки, має сенс, перш ніж вводити тварину в нове суспільство, представити їй зразки запахів цього місця. Адже в природних умовах кішки саме так і знайомляться. Подібна тактика буде корисна, якщо тварину належить помістити в притулок або в будинок, де вже є кілька кішок, а якщо їх немає, то нехай познайомиться із запахом господарів. Це дозволить зменшити стрес, неминучий при зміні обстановки.

Запахи, як природні, так і синтетичні, можна використовувати для збагачення середовища, особливо якщо кішки замкнені в чотирьох стінах. Вони гостро потребують хімічних стимулів і з цікавістю обстежують деревяшку, об яку загубився інший кіт або позначив її своєю сечею. Кішок займають не тільки феромони. Кілька років тому фахівці Лінкольнського університету і Королівського університету Белфаста досліджували реакцію кількох десятків притулків і кішок на різні стимули (Applied Animal Behaviour Science, 2010, 123, 56-62). Їм пропонували шматки бавовняної тканини, просоченої запахом лаванди, котячої м’яти або фекалій і тіла домашнього кролика, на якого коти не проти поохотитися. Тканина, позбавлена запахів, котів не цікавила, зате котяча м’ята приваблювала їх надзвичайно. Вони довго возилися з цими клаптиками тканини, стали грайливими і активними, навіть запах кролика їх так не збудив. Правда, ефект з часом слабшає, тому що кішки поступово звикають до запаху. Дослідниці вирішили, що кішкам для комфортного життя важливий не стільки сам запах, скільки постійна їх зміна. Для цієї мети годяться і природні аромати, і синтетичні. Зрештою, навіть коту, який не покидає квартиру з міркувань безпеки, можна забезпечити місце, де він дихатиме свіжим повітрям, набираючись нюшних вражень (рис. 6).

Рис. 6. Ковток свободи. У заоконній клітці кіт може в повній безпеці відчувати зовнішні запахи. Фото: flickr.com / Lisa Brown

Розуміння того, як різні хімічні сигнали впливають на поведінку кішки та її особисте благополуччя, допоможе поліпшити взаємини людини і кішки і зробити більш приємним і безпечним її перебування в будинку. А чим комфортніше їй буде, тим пристойніше вона буде поводитися, тим легше ми з нею порозуміємося. Спіткавши механізм дії феромонів, ми зможемо використовувати їх для лікування розладів котячої поведінки.

Розпорошені в потрібний час у потрібному місці, феромони покращують емоційний статус тварини і коригують її поведінку, якщо вона неприйнятна для власника. Синтетичні аналоги феромонів — свого роду психотропні засоби для тварин. Вони не проникають в організм, тому не мають побічних ефектів і не токсичні, що дуже цінно. Однак феромонотерапія має свої складнощі. У природних умовах тварини не просто залишають пахучі виділення. Роблячи це, вони приймають характерну позу, наприклад демонструють анальний отвір; підкріплюють запах візуальною міткою (дряпають дерево), додають до запаху феромона свій власний аромат. У цих дій одна мета — спонукати адресата відкрити ЗНО. Люди не можуть поводитися подібним чином, але вихід є: щоб тварина сприйняла синтетичне послання, завдають більше феромона, ніж у природних умовах.

Так що хімія не тільки в справи людські простерла руки, але і в котячі проблеми грунтовно лапи запустила.