Кошки обладают способностью идентифицировать запахи других кошек, однако долгое время оставалось неизвестным, какие механизмы обеспечивают сохранение информации о конкретном животном в этих метках. Недавнее исследование позволило установить связь между индивидуальностью запаха не только с составом мочи, но и с уникальной системой хранения веществ в почках.

Запаховые метки служат для обмена информацией между животными, позволяя им узнавать о территории, возрасте, поле и других характеристиках сородичей. Тем не менее, существует сложность: химический состав этих меток постепенно трансформируется после попадания во внешнюю среду. На запах оказывают влияние испарение, погодные условия и поверхность, на которой оказалась моча. Кроме того, состав выделений одного и того же животного может варьироваться в зависимости от рациона питания, физиологического состояния и других факторов.

Таким образом, для надежной идентификации требуется определенный набор веществ, который одновременно отличается у разных животных и при этом достаточно стабильно сохраняется у каждой особи. Исследователи выявили такой набор у домашних кошек – это разветвленные жирные кислоты, особый класс молекул, присутствующих в моче. Их комбинации оказались уникальными для каждой кошки, сохранялись со временем и незначительно менялись после того, как моча попадала во внешнюю среду.

С целью установления того, содержат ли упомянутые соединения сведения об индивидуальных особенностях, специалисты в области биологии, химии и ветеринарии из японских университетов Ивате, Нихон и Кагосима провели серию поведенческих тестов. Различным породам кошек предлагалось обнюхать образцы мочи, которые отличались составом разветвленных жирных кислот, но при этом имели идентичный состав остальных липидов на восстановленном фоне. Описание результатов представлено в статье вышла в журнале Current Biology.

Проведенные эксперименты показали, что животные способны различать образцы по их происхождению, что подтверждает связь индивидуального химического сигнала с составом этих кислот, а не просто с общим различием между образцами мочи.

В дальнейшем ученые попытались определить причину такой устойчивости. Результаты анализа тканей показали, что разветвленные жирные кислоты ассоциируются с каплями жира, богатыми триацилглицеролами, которые локализованы в корковом слое почек. Таким образом, почки могли функционировать как своего рода внутренний резервуар для этих веществ.

Предложенная модель позволяет объяснить, почему химический состав метки со временем не подвергался значительным изменениям. Наличие запаса данных соединений в тканях могло нивелировать кратковременные колебания и обеспечивать относительно постоянное поступление определенного набора молекул в мочу. Следовательно, индивидуальный «почерк» кошек определялся не только различиями между отдельными особями, но и благодаря физиологическому механизму, поддерживающему эти отличия.

Исследователи также изучили распространенность данной системы среди кошачьих. Разветвленные жирные кислоты и связанные с ними липидные характеристики были выявлены у представителей семейства Felidae. Однако набор веществ и особенности их хранения в почках варьировались. Это указывает на то, что система не оставалась неизменной в процессе эволюции, а могла приобретать различные модификации у разных групп кошачьих.

Особый интерес представляет выявленный механизм для домашних кошек, поскольку он позволяет одновременно решать две взаимоисключающие задачи. Запаховая метка должна обладать достаточной изменчивостью, чтобы формироваться из небольших молекул и распространяться в окружающей среде, но при этом сохранять информацию об идентификации животного, оставившего ее. Предполагается, что резервуар, расположенный в почках, мог обеспечить такую стабильность.

Проведенное исследование также внесло ясность в понимание того, как животные способны кодировать индивидуальность посредством запахов. У некоторых видов млекопитающих эту функцию выполняют крупные белковые молекулы; так, у мышей индивидуальные особенности мочи во многом определяются белками семейства MUP (Microtubule-associated protein). В случае с кошками был обнаружен иной подход – использование небольших молекул, устойчивость которых поддерживается благодаря внутреннему резерву в ткани почек.

По мнению ученых, индивидуальный запах кошки представляет собой не произвольное сочетание веществ в моче. За его стабильностью стоит система, связанная с почками, которая способствует сохранению характерного химического состава выделений и обеспечивает узнаваемость запаховой метки для других особей.