Frank Rosell
L’incroyable odorat du chien UN SENS EXTRAORDINAIRE AU SERVICE DE L’HOMME
CHAPITRE 2
LE FLAIR On dit qu’un chien qui perd son flair n’est plus un chien. C’est une situation qu’a connue l’éducatrice canine Torun Thomassen. Elle avait un chiot berger allemand, Ometyst’s Arthur, né sans odorat. Il était incapable de faire quoi que ce soit d’utile avec sa truffe. Il était le plus grand de sa portée à la naissance, mais contrairement à ses frères et sœurs, il perdait du poids les premiers jours, car il était incapable de renifler pour trouver les tétines de sa mère et boire le lait. Au bout de quelques jours, il a trouvé une technique de secours. Il se couchait par-dessus un autre chiot, attendait que celui-ci lâche la tétine et s’accrochait ensuite à sa place. À la maison, il volait régulièrement des oignons crus ou des oranges, et quand toute la portée partait en vadrouille, c’était toujours Arthur qui mangeait quelque chose de dangereux et était malade, ou c’était lui qui se perdait. La première fois qu’il a rencontré un groupe important de gens, il n’a pas su quoi faire devant tant de jambes en mouvement, comme il ne pouvait pas sentir avec son nez quelles jambes appartenaient à sa maîtresse. Les jambes qu’il a suivies n’étaient hélas pas les bonnes ! La première sortie à côté d’un vélo a également posé problème. Il courait librement alors que sa mère était attachée au vélo. Ils étaient en haut d’une butte quand deux personnes sont arrivées. Arthur a regardé le vélo, puis sa mère et sa maîtresse, et ensuite les deux paires de jambes qui venaient vers eux. Après avoir évalué la situation un petit moment, il a choisi les paires de jambes et les a suivies. Sa maîtresse l’a rappelé, et il n’a plus jamais commis la même erreur. Mais quand il rencontrait d’autres chiens, il ne les reniflait jamais, il restait immobile pendant qu’eux le reniflaient, et quand ils avaient fini, il partait.
37
Avec des chiens inconnus, Arthur était socialement inadapté. Il ne sentait rien, et était incapable de communiquer convenablement avec eux. Il était pourtant souvent avec d’autres chiots de races différentes, et s’entraînait avec eux dans la forêt au pistage. Arthur avait beau être très motivé, il fallait pratiquement qu’il trébuche sur des morceaux de saucisse pour les trouver. Il était par contre excellent en termes d’obéissance et il adorait s’entraîner. De fait, il n’y avait jamais d’odeurs excitantes pour le distraire ! Arthur était un chien joyeux, jusqu’à ce qu’un jour, il se fasse attaquer par un autre chien. Après cet incident, il est devenu imprévisible : il pouvait même attaquer sa mère sans raison apparente. Il commençait aussi à se montrer agressif envers des chiens qui voulaient le renifler, y compris envers des mâles adultes. Thomassen n’a pas eu d’autre choix que de le faire euthanasier quand il a eu environ un an. Pourtant, c’était un chien adorable, qu’elle aimait beaucoup, mais elle ne pouvait pas courir le risque qu’il blesse quelqu’un ; il fallait aussi qu’elle protège la mère d’Arthur.
Le développement de l’odorat L’odorat de l’homme est bien inférieur à celui du chien, et à cause de cela il nous est difficile de comprendre et d’apprécier l’extraordinaire odorat du chien. Car l’odeur n’est pas visible. L’odorat du chien s’est développé pendant plusieurs milliers d’années, pour être le mieux adapté possible au milieu dans lequel l’animal évolue. L’odorat est important pour trouver de la nourriture, se reproduire, reconnaître des parents et appréhender des situations dangereuses. Les chiens avec le meilleur flair l’ont transmis dans leurs gènes depuis des générations. Le résultat est un flair extrêmement bien développé qui détecte et distingue différentes odeurs. Le chien a un flair exceptionnel qui lui permet de comprendre un très grand nombre d’informations olfactives. Quand le nez du chien est froid et humide, à cause de certaines glandes qui produisent un liquide un peu huileux, il les capte encore mieux. Pour comprendre comment le chien arrive à faire différentes tâches, il faut comprendre comment son nez fonctionne. Il a en fait deux organes importants : le système olfactif et le système voméro-nasal.
38 | l’incroyable odorat du chien
Le nez du chien et le système olfactif La cavité nasale du chien est une structure complexe et ses fonctions sont nombreuses et importantes. En plus d’être un organe olfactif, la cavité nasale va aussi tempérer, filtrer et humidifier l’air inspiré avant qu’il n’atteigne les poumons. Cette cavité nasale sert chez les chiens comme chez les humains, aussi bien pour respirer que pour renifler. La cavité nasale du chien est particulièrement bien organisée et elle est nettement plus sophistiquée que la nôtre. Quand le chien inspire par le nez, l’air passe par l’espace respiratoire dans son long museau, puis descend directement dans les poumons. Quand le chien renifle, l’air passe par une bifurcation et entre dans la cavité olfactive, qui se situe au fond de la cavité nasale. Les mammifères microsomatiques, comme les humains ou les primates, ont une cavité olfactive beaucoup moins développée. Le chien a aussi des narines mobiles qui se plient quand il renifle, ce qui ouvre un passage supérieur qui envoie l’air directement vers le fond de la cavité olfactive. L’air est lentement filtré avant de descendre dans les poumons. Le professeur Gary S. Settles, de la Pennsylvania State University aux États-Unis, l’a comparé à un filtre à l’huile dans un moteur. Le filtre à huile, tout comme la cavité olfactive, se trouve à côté du moteur. L’huile part rapidement vers le fond de ce filtre pour ensuite lentement retourner vers le moteur à travers le filtre.
Quand sa truffe est sèche, le chien fera comme Shib ici : il l’humectera avec sa langue. Ensuite, il sera à nouveau prêt pour travailler au flair.
le flair
| 39
Au fond de la cavité nasale se trouve l’épithélium olfactif, une muqueuse qui contient de très nombreux récepteurs olfactifs. Chacun d’eux est une protéine produite par un gène spécifique, ainsi que des cellules capables de recevoir les substances odoriférantes. L’épithélium olfactif s’étend sur un labyrinthe osseux qu’on appelle le cornet nasal inférieur (conche nasalis), couvert de millions de petits cils olfactifs. Ce sont ces cils qui détectent les molécules odoriférantes. Quand ces molécules gazeuses rencontrent la muqueuse, elles se dissolvent dans le mucus. Les substances odoriférantes doivent être dissoutes dans de l’eau ou dans la graisse pour passer le mucus dans lequel les cils baignent ; ainsi, les récepteurs reçoivent les substances odoriférantes dissoutes. Des substances odoriférantes qui se dissolvent facilement, comme les dinitrotoluènes (DNT), se déposent sur le devant de la cavité olfactive, tandis que des substances qui ne se dissolvent pas ou peu se déposent dans toute la cavité olfactive. La façon dont les substances se déposent joue donc un rôle dans la reconnaissance de celles-ci. On peut donc penser que le nez du chien n’est pas optimisé pour détecter des substances qui se dissolvent facilement, comme les explosifs par exemple, puisque celles-ci s’absorbent facilement en entrant dans la cavité nasale. La forme des substances odoriférantes détermine leur adaptation aux récepteurs du nez, un peu comme avoir la bonne clé pour ouvrir une porte. La formule chimique des substances odoriférantes et leur schéma vibratoire déterminent l’odeur. Certaines substances peuvent avoir une formule chimique très similaire, mais une odeur très différente. On peut comparer cela à nos empreintes digitales ou à notre ADN. Toutes les substances odoriférantes ne peuvent pas être identifiées par le nez. Une fois qu’elles ont passé les récepteurs olfactifs, elles sont transformées en un signal électrique qui passe par le nerf olfactif jusqu’au centre olfactif du cerveau où l’information est traitée. Mais toutes les substances odoriféQuand un chien inspire, l’air se partage en plusieurs passages. Le flux d’air rapide (en rouge) part vers l’épithélium olfactif (muqueuse olfactive, en vert), tandis que le flux d’air plus lent (en bleu) va directement aux poumons. Un pli de tissu aide à partager les deux flux. Source : Brent Craven.
40 | l’incroyable odorat du chien
rantes ne peuvent pas être identifiées avec le nez : l’oxygène, le nitrogène et le méthane n’ont par exemple pas d’odeur. L’épithélium olfactif varie selon les races, à l’intérieur d’une même race et avec l’âge. Le Berger allemand a la surface d’épithélium olfactif la plus grande, entre 96 cm² et 200 cm². Chez un Cocker, la surface est de 67 cm² et chez un Fox terrier, elle peut ne pas dépasser 11 cm². Plus la surface d’épithélium olfactif est grande, plus la capacité à capter des signaux odorants faibles est grande. Un chien a 872 récepteurs olfactifs fonctionnels, tandis que l’homme n’en a que 388. Si l’on compare avec d’autres animaux, le rat en a 1 234 et la souris 913. Le kakpoe, un oiseau rare de Nouvelle Zélande, a 667 récepteurs olfactifs fonctionnels. Stéphanie Robin, chercheuse en génétique, et ses collègues, de l’université de Rennes ont, en 2009, examiné les récepteurs olfactifs de différentes races de chien, et ont trouvé que, pour devenir chiens détecteurs, les Labradors et les Bergers allemands avaient un plus grand potentiel que les Lévriers et les Pékinois. On suppose que le nombre de ces récepteurs olfactifs détermine la capacité du chien à différencier des odeurs très ressemblantes. Le nombre de pseudo-gènes (des gènes qui n’ont pas de fonction) peut aussi déterminer la qualité du flair d’une race canine. Plus il y a de pseudo-gènes, plus l’odorat du chien est mauvais. Un Boxer a par exemple 20 % de pseudo-gènes, tandis qu’un Caniche en a 18 %. Nous supposons donc que l’odorat des Boxers est moins performant que celui des Caniches. Les humains ont, à titre de comparaison, 67 % de pseudo-gènes. Les récepteurs olfactifs dans le nez du chien couvrent une surface qui équivaut à la taille de sa peau, tandis que chez l’homme, la surface équivaut à celle d’un timbre. Le Limier est la race canine avec le plus grand nombre de cellules réceptrices olfactives : 300 millions ! Le Berger allemand en a 220 millions, le Fox terrier 147 millions et le Teckel 125 millions. Le chien peut découvrir des substances odoriférantes dans une concentration
La façon dont les substances odoriférantes entrent dans le nez et la structure du nez confère aux chiens leur odorat si efficace. La façon dont les substances odoriférantes avancent dans la cavité, et le fait que les chiens ont une cavité olfactive au fond de la cavité nasale (en vert) est important pour un bon odorat. Une cavité olfactive agrandie augmente sans doute aussi le flux d’air inspiré et expiré. La cavité olfactive est couverte d’un épithélium olfactif avec des récepteurs olfactifs. Les espaces de respiration sont colorées en rose. Source : Gary S. Settles
le flair
| 41
Le chien possède un odorat bien supérieur à celui de l’homme. En règle générale, le nez du chien est 100 000 à 1 million de fois plus sensible que celui de l’homme, tandis que le Limier, qui a le meilleur nez, a un nez entre 10 à 100 million plus performant que le nôtre. La partie olfactive du cerveau d’un chien est presque sept fois plus grande que chez l’homme. De plus, il est avéré que : • 33 % du cerveau du chien interprète des odeurs contre 5 % du cerveau humain • le chien possède 1 094 récepteurs olfactifs, tandis que l’homme n’en a que 802 • les chiens ont un épithélium olfactif de 67 à 200 cm², l’épithélium olfactif chez l’homme ne fait que 3 à 10 cm² • le chien peut avoir entre 125 et 300 millions de cellules olfactives, l’homme en a 5 millions • le chien a 100 à 150 cils olfactifs par cellule olfactive, l’homme en a 6 à 8 par cellule • un chien peut sentir des combinaisons à des concentrations aussi basses qu’1 par trillion (1 sur 1018) ; pour les hommes, le taux le plus bas est d’1 par milliard (1 sur 109).
Photo : Frank Rosell
(la quantité d’une substance dans un volume donné d’une solution ou d’un mélange) bien inférieure à nous. Il peut sentir des combinaisons avec des concentrations aussi basses qu’1 par trillion (1 sur 1018), ce qui est beaucoup plus bas que ce qu’on a trouvé chez l’homme. Pour mieux comprendre ce qui signifie 1 par trillion, on peut dire que c’est comme 3 secondes comparées à 100 000 années. On peut l’illustrer avec un autre exemple : 1 gramme d’acide butyrique contient 7 x 10 molécules. Si on répandait ces molécules de façon égale dans toutes les pièces d’un bâtiment de bureaux sur dix étages, nous sentirons à peine la substance dans l’une des pièces. Si le même gramme de cette même substance remplissait l’air au-dessus d’une ville comme Hambourg, les chiens le découvriraient à 92 mètres de hauteur.
42 | l’incroyable odorat du chien
Les facteurs pouvant influencer les performances olfactives du chien De nombreux facteurs peuvent influencer les performances olfactives d’un chien : des signaux non intentionnels du maître-chien, son régime alimentaire, sa quantité de sommeil, son état de santé, la façon dont il réagit avec les humains et son goût pour le jeu et les récompenses. Un environnement peu confortable et stressant peut aussi influencer les résultats, et bien entendu, beaucoup dépend du chien lui-même. Il y a de grandes différences individuelles au sein de chaque race. De plus, les chiens peuvent, comme nous, avoir de « mauvaises journées ». Les chiens jeunes semblent avoir plus de capacités pour apprendre. Plus le chien vieillit, plus la faculté de réussite et d’apprentissage diminue. La doctorante Lisa Wallis (précédemment étudiante en master sur les castors à l’UIT de Telemark et de Manchester Metropolitan University, en Grande-Bretagne), de l’université de médicine vétérinaire à Vienne, a mené en 2014 une étude qui démontre que les chiens à l’âge de la puberté (entre 1 et 2 ans) avaient de très grandes capacités pour apprendre et s’entraîner. Les chercheurs ont comparé les chiens à des adolescents, apprenant vite et avec efficacité une fois leur attention captée, ce qui n’est pas toujours facile. On a noté des différences de flair entre mâles et femelles. Les femelles ont un meilleur flair, mais il est moindre au moment des chaleurs. Chez les femelles, la curiosité augmente également avec l’entraînement. Des maladies, comme la maladie de Carré et la toux du chenil (virus para-influenza), diminuent le flair. On suppose également que l’acarien des cavités nasales, un parasite désagréable, réduit le flair car les sinus et la cavité nasale sont irrités, et occasionne parfois une inflammation et des sécrétions purulentes. On peut comparer cela à l’effet d’un rhume des foins sur l’odorat humain. En Norvège et en Suède, ces infections deviennent plus fréquentes et des chasseurs donnent souvent un traitement à leurs chiens avant la saison. Quand les chiens mangent moins de protéines et plus de gras, leur flair s’améliore. Des chiens qui suivent un régime avec beaucoup d’huile de blé découvrent par exemple plus facilement le nitrate d’ammonium et le 2,4,6-trinitrotoluène (TNT). C’est probablement parce que les matières grasses améliorent les fonctions de récepteurs olfactifs. Une autre éventualité est que lorsque la température corporelle des chiens baisse, ils halètent ainsi moins et améliorent de cette façon leur reniflement. Des nanoparticules de zinc vaporisées dans l’air aident aussi les chiens à découvrir des substances odoriférantes très faibles. L’imagerie par résonance magnétique (IRM) montre que certaines parties du cerveau augmentent leur activité en présence de ces particules de zinc. L’assemblage d’odeurs et la concentration de la substance que le chien recherche influenceront aussi les résultats olfactifs. Les chiens peuvent, comme nous, souffrir de fatigue olfactive s’ils sont exposés à la même
le flair
| 43
odeur trop souvent ou trop longtemps. Les conditions météorologiques, comme la température, l’humidité de l’air ou la force du vent, ainsi que la topographie du terrain et la densité de la végétation influencent aussi les résultats (voir le chapitre sur le chien de chasse).
Les narines sophistiquées du chien
Les chiens ont une valve en forme d’aile dans chaque narine qui s’ouvre ou se ferme pour laisser passer une partie du flux d’air, et qui en détermine la direction. Quand le chien inspire, l’air entre par une ouverture au-dessus et à côté de cette valve ( à gauche). Quand le chien expire (à droite), l’air sort par une ouverture sur les côtés du nez. Photo : Gary S. Settles.
En 2010, Brent A. Craven, professeur de mécanique, et ses collègues de Pennsylvania State University aux États-Unis, ont découvert que le flair extraordinaire du chien peut également être expliqué par le fait qu’il n’expire pas dans ce qu’il essaie de renifler. De cette façon, un chien peut renifler une odeur faible sans l’abîmer. En utilisant la strioscopie ou photographie Schlieren, une technique particulière qui enregistre comment des gaz avec des températures différentes réfractent la lumière, on peut obtenir des photos (jusqu’à 1 000 par seconde) qui montrent le flux d’air produit par le nez d’un chien. Contrairement à nous, le chien peut utiliser ses narines indépendamment l’une de l’autre. Quand un chien inspire, l’air à proximité est aspiré par la narine, et il sait dans quelle narine cet air entre. Les narines des chiens sont bien plus que de simples ouvertures : le chien a dans chaque narine une sorte de valve en forme d’aile qui s’ouvre et se ferme pour une partie du flux d’air. C’est cette valve qui détermine la direction du flux d’air qui entre et qui sort. Quand le chien expire, cette ouverture se ferme, et l’air est éjecté vers le bas et sur les côtés de cette valve par une autre ouverture, de sorte que le chien augmente sa collecte de nouvelles odeurs. L’air chaud, qui est expulsé, part en arrière et s’éloigne de l’odeur reniflée, et empêche cette odeur de se mélanger avec l’air expiré. Comme l’air est chaud, les substances olfactives sont réchauffées et se transforment plus facilement en gaz et augmentent ainsi la collecte d’odeurs. En ayant le nez près du sol et en reniflant rapidement, le chien peut faire monter les substances plus lourdes et non volatiles du sol, les faire entrer dans l’air, puis dans son nez.
Ouverture supérieure
44 | l’incroyable odorat du chien
Ouverture latérale
Plis cutanés
Le professeur de biologie norvégien Johan B. Steen et ses collègues, de l’université d’Oslo, ont dès 1996 observé qu’un chien peut renifler jusqu’à 210 fois par minute quand il chasse, et qu’il peut maintenir le reniflage de la substance odoriférante jusqu’à 40 secondes dans l’air. Quand un chien cherche l’odeur humaine, il renifle six fois par seconde, et plus la tâche est difficile, plus il renifle vite. Un chien inspire à peu près 6 ml à la seconde par le nez, et s’il renifle six fois par seconde, 360 ml chaque seconde. Le chien renifle encore davantage dans l’obscurité. Il est facile d’observer que la vitesse augmente : il suffit de tendre l’oreille quand vous présentez une odeur inhabituelle à votre chien. Même si ce n’est pas toujours aussi évident, le fait de renifler est toujours une procédure active pour le chien. Un chien renifle ou halète, et un chien qui n’est pas très en forme découvrira moins facilement ce qu’il recherche qu’un chien en pleine forme, ce qui devrait inciter tout propriétaire à sortir entraîner son chien ! Une augmentation du halètement réduit la vitesse de reniflage et donc la capacité olfactive. Quand il fait chaud, le chien halète davantage, et il se fatigue plus vite. C’est important de savoir que les chiens ne tolèrent pas tous la chaleur de la même façon, et qu’ils peuvent donc haleter avec une intensité variable dans le même environnement. Si les conditions sont sèches, le chien peut être déshydraté et avoir la truffe sèche, ce qui réduira sa capacité olfactive. La proximité de bétail, de gaz d’échappement et d’essence de voiture peut aussi perturber l’odorat. Certains éducateurs canins pensent que l’odeur d’essence peut bloquer l’odorat pendant plusieurs minutes et préconisent d’attendre 20 à 30 minutes après un transport en voiture avant de commencer des recherches. Quand le chien renifle, de petites quantités d’air sont expirées du nez pour être immédiatement aspirées à nouveau. L’air expulsé est humide et peut capturer des substances odoriférantes à l’extérieur du nez. Le même air est aspiré à nouveau. Quand le chien expire, il se crée un tourbillon qui conduit de nouvelles substances odoriférantes vers le nez, ce qui permet au chien de renifler pratiquement en continu. Quand nous expirons par le nez, nous renvoyons l’air par le chemin où il est entré. En élargissant leurs narines, les chiens peuvent influer sur le flux d’air et envoyer davantage d’informations vers l’épithélium olfactif. Le flux d’air qui passe par le nez quand le chien renifle est beaucoup plus important qu’au repos. Quand le chien renifle plus vite, le flux d’air dans la cavité nasale augmente. Ce flux est donc utile pour la perception des odeurs. Le cerveau est partagé en deux, chez les chiens comme chez les hommes. Certains d’entre nous sont gauchers, d’autres droitiers et nous avons généralement un œil dominant. Des recherches menées en 2011 par l’Italien Marcello Siniscalchi, de l’université de Bari Aldo Moroviste, ont démontré que les chiens utilisent leurs narines indépendamment l’une de l’autre selon les odeurs.
le flair
| 45
Aucun appareil de mesure n’égale l’odorat du chien ! Le chien possède un odorat bien supérieur à celui de l’homme : nos compagnons ont un nez 100 000 à 1 million de fois plus sensible que le nôtre ! Grâce à cette capacité olfactive, le meilleur ami de l’homme est aussi un compagnon de travail merveilleusement efficace. Le chien sait retrouver des personnes disparues, détecter des stupéfiants, des armes, des objets de contrebande, localiser des animaux nuisibles, trouver des espèces animales ou végétales menacées et même détecter des maladies, comme le diabète ou certains cancers à un stade très précoce. Le chien a un nez pour tout ! C’est ce que nous apprend Frank Rosell, spécialiste du comportement animal, dans ce livre consacré à l’extraordinaire univers olfactif des chiens, à travers de nombreuses et passionnantes expériences.
ISBN : 978-2-84138-881-3
,!7IC8E1-diiibd! PRIX TTC FRANCE : 24,90 €