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Un nuovo studio aiuta a spiegare un comportamento scarsamente caratterizzato, ma comune tra gli animali e mostra che i mammiferi in cerca di cibo traggono vantaggio dalla fisica di come gli odori si muovono nell'aria e lungo il terreno.
La maggior parte delle persone ha familiarità con il vedere un coniglio che si ferma e in piedi sulle zampe posteriori per annusare l'aria o un cane che si alterna tra l'annusare il terreno e l'aria. Ma decifrare il motivo per cui gli animali si impegnano in questi comportamenti è una sfida per gli scienziati.
"Abbiamo utilizzato ciò che sappiamo su come l'odore viene trasportato dal vento e sul terreno per capire meglio perché gli animali si comportano in questo comportamento", spiega l'autore co-lead Nicola Rigolli, ricercatore post-dottorato presso il Machine Learning Genoa Center, Dipartimento di Chimica Civile Ingegneria Ambientale, Università di Genova, Italia. "Abbiamo quindi utilizzato tecniche di apprendimento automatico per identificare la strategia ottimale per individuare la fonte di un profumo".
Nei loro esperimenti, il team ha creato simulazioni al computer di come i profumi si muovono in un ambiente turbolento. Hanno quindi modellato i pro ei contro dei diversi approcci che un animale potrebbe adottare per rintracciare un odore. I modelli mostrano che un animale simulato al computer progettato per ridurre al minimo il tempo necessario per rintracciare un odore si alternerebbe tra annusare l'aria e lanciarsi lungo la superficie del terreno per trovare l'odore.
Quando un animale è molto sottovento rispetto all'odore, si fermerà e si innalzerà per annusare più frequentemente perché è più probabile che catturi un odore distante nell'aria. Quando si avvicinano alla fonte dell'odore, gli animali annuseranno più spesso il terreno e si fermeranno per annusare l'aria meno frequentemente.
"Gli odori nell'aria sono rari e più difficili da rintracciare rispetto agli odori lungo il terreno, ma si muovono più velocemente e su distanze maggiori. I vantaggi dell'annusare vicino al suolo o nell'aria variano quindi a seconda della distanza dell'animale dalla fonte dell'odore", spiega co-autore principale Gautam Reddy. Reddy ha condotto lo studio come ricercatore post-dottorato presso il NSF-Simons Center for Mathematical and Statistical Analysis of Biology dell'Università di Harvard a Cambridge, nel Massachusetts.
Le scoperte del team potrebbero applicarsi anche a creature marine come granchi o molluschi, che sembrano anche muovere i loro corpi a diverse altezze mentre tracciano una potenziale fonte di cibo. Ma gli autori hanno avvertito che il modello è una versione semplificata della vita reale. Non considera tutte le possibili variabili che possono influenzare il comportamento degli animali. Ad esempio, gli animali possono avere una capacità di ricordare le informazioni più limitata rispetto a un computer e le loro limitazioni di memoria possono influenzare il loro comportamento.
"Ci auguriamo che i nostri risultati ispirino altri scienziati a condurre esperimenti con cani, roditori e animali acquatici che possono aiutarci a conoscere meglio questi comportamenti in contesti del mondo reale", conclude l'autore senior Massimo Vergassola. Vergassola ha condotto lo studio mentre lavorava prima all'Università della California, San Diego come professore di fisica, e poi al Laboratoire de physique de l'École Normale Supérieure, Sorbonne Université, Parigi, in collaborazione con la collega autrice senior, Agnese Seminara, professore di fluidodinamica all'Università di Genova.
La ricerca è stata pubblicata su eLife . + Esplora ulteriormente
