Tutti i cani sono molecolari, e possono essere eroi.1.

E possono essere eroi.

Chi è appassionato di podcast true crime e gialli, avrà sicuramente sentito parlare di “cani molecolari”.

Una frase del tipo “..e poi è arrivata sulla scena la cinofila con i cani molecolari”.

Ma cosa sono i cani molecolari? Micro-cani? Cani capaci di sentire molecole speciali?

No, i cani molecolari sono…CANI!

Era il 2015 quando a Teramo, Katia, di 2 anni, scompare. Tutte le ricerche sembrano essere inutili fino a quando, dopo 16 ore, i cani della squadra cinofila del soccorso alpino trovano una traccia. I titoli saranno “Bambina salva grazie ai cani molecolari”.

Il termine cani molecolari infatti è un neologismo nato dal lessico giornalistico.

I cani sono animali macrosmatici (hanno un super olfatto).

Animali con super fiuto

Gli animali macrosmatici sono mammiferi con un senso dell’olfatto estremamente sviluppato, fondamentale per la percezione del mondo, la sopravvivenza e la comunicazione. Sono caratterizzati anatomicamente da una superficie dell’epitelio olfattivo estesa, bulbi olfattivi cerebrali sviluppati e, nei cani, fino a 300 milioni di recettori olfattivi (rispetto ai 5 milioni umani). Altri animali macrosmatici sono il lupo, coyote, topi, e anche il maiale, che possiede un olfatto superiore a quello del cane.

Si oppongono agli animali microsmatici (come l’uomo e i cetacei), che basano la vita più sulla vista o altri sensi.

Nei mammiferi l’olfatto funziona grazie a due parti specializzate.
La prima è l’epitelio olfattivo principale, cioè una zona della mucosa nasale ricca di cellule sensoriali capaci di riconoscere le molecole odorose. Si trova nella parte alta e posteriore del naso.
La seconda è l’organo vomeronasale, una struttura allungata situata tra naso e bocca, sopra il palato. Questo organo è collegato alla bocca tramite un piccolo canale dietro agli incisivi superiori e serve soprattutto a percepire segnali chimici particolari (come i feromoni).

Quando il cane annusa, l’aria che entra nel naso non segue un unico percorso. Una piccola parte dell’aria (circa il 12–13%) viene deviata direttamente verso l’epitelio olfattivo: qui le molecole odorose si depositano e non vengono subito espulse. Il resto dell’aria va verso la gola e i polmoni, lo stesso percorso usato per l’espirazione. In questo modo, durante l’uscita dell’aria, gli odori restano più a lungo a contatto con i recettori olfattivi.

La forma interna del naso crea inoltre turbolenze nel flusso d’aria: questo aiuta a riscaldare, umidificare e a indirizzare una parte del flusso verso la zona olfattiva. Infine, i cani possono usare le due narici in modo parzialmente indipendente: ciascuna raccoglie informazioni diverse sull’odore, permettendo al cervello di confrontarle e di capire meglio da dove proviene una traccia odorosa.

Le razze migliori

Poiché i cani hanno moltissime razze diverse, i ricercatori hanno studiato se esista un legame tra genetica e capacità olfattiva delle singole razze.

Uno studio ha analizzato le variazioni genetiche (polimorfismi) dei recettori olfattivi, che sono il primo “anello” della via dell’olfatto. I risultati hanno mostrato che alcune varianti genetiche sono tipiche di determinate razze o molto rare nella popolazione canina generale, mentre in alcune razze diventano addirittura predominanti. Questo indica che ogni razza può avere una “firma genetica” olfattiva diversa.

Un altro studio ha osservato che un alto livello di variabilità genetica nei recettori è collegato a una maggiore capacità di legare molecole odorose. Questo potrebbe spiegare perché alcune razze siano più adatte di altre al lavoro come cani da ricerca e da fiuto.

Tuttavia, gli studi non concordano su quali siano le razze con l’olfatto migliore: ricerche diverse indicano razze diverse come le più “dotate”. Questo suggerisce che la genetica da sola non basta a spiegare le capacità olfattive. Contano molto anche fattori comportamentali, come la motivazione, la voglia di imparare, la facilità di addestramento e la capacità di collaborare con l’uomo.

Un esempio chiaro dell’importanza di questo equilibrio tra genetica e comportamento è la creazione dei cani Sulimov. Per le linee aeree Aeroflot, lo scienziato Klim Sulimov ha incrociato cani domestici (Lapponian Herders) con lo sciacallo dorato. L’obiettivo? Unire l’olfatto sovrumano e la resistenza al clima estremo dello sciacallo selvatico con la docilità e la capacità di concentrazione del cane domestico. Il risultato è un ibrido capace di individuare esplosivi o narcotici con una precisione che supera i migliori nasi elettronici esistenti.

I cani della cinofila

Il termine “molecolare” nel linguaggio forense si riferisce spesso al Mantrailing. A differenza della ricerca generica (dove il cane cerca “qualsiasi” odore umano), il cane da mantrailing riceve un “testimone d’odore” (un vestito, una chiave, un oggetto toccato dal soggetto).

L’odore umano non è una singola molecola, ma un bouquet complesso composto da:

Cellule epiteliali: Perdiamo circa 40.000 cellule della pelle al minuto.
Batteri: La flora batterica sulla nostra pelle produce gas specifici mentre “consuma” le nostre secrezioni.
Prodotti metabolici: Ormoni, sudore e persino i farmaci che assumiamo.

Il cane deve filtrare questo rumore chimico in un ambiente contaminato. Alcune unità d’élite possono seguire tracce in centri urbani densamente popolati fino a 48 ore dopo il passaggio.

Tuttavia, oltre le 24-48 ore, la traccia degrada a causa di raggi UV, pioggia e vento, rendendo il risultato meno attendibile per un tribunale.

Per questo motivo, non esistono prove scientifiche solide che dimostrino l’affidabilità del mantrailing su tracce più vecchie di 24 ore. Anche tracce fresche possono risultare difficili da seguire con una precisione sufficiente da poter usare i risultati come prova in tribunale. Tuttavia, nella ricerca di persone scomparse o fuggitive, il mantrailing può essere comunque utile, anche se il tasso di successo non è elevato, soprattutto quando l’obiettivo è salvare una vita o localizzare una persona.

In ambito operativo, il mantrailing può avere senso finché non produce conseguenze legali dirette. Il problema principale è che il comportamento del cane durante la ricerca viene spesso interpretato dagli operatori anche quando il risultato è incerto, rischiando di indirizzare erroneamente le indagini. Per questo motivo, l’impiego di cani mantrailer su tracce più vecchie di 24 ore è generalmente sconsigliato, soprattutto in contesti investigativi formali.

I cani sono utilizzati anche per individuare altri organismi viventi, soprattutto in ambito di sicurezza ambientale e agricola. Nell’isola di Guam per esempio, cani addestrati sono stati utilizzati per dare la caccia ad un serpente (Boiga irregularis) velenoso ed invasivo introdotto nel territorio intorno agli anni 40.

Altri esempi includono la ricerca di uova di insetti invasivi nei boschi, dove i cani hanno raggiunto percentuali di successo intorno al 70%, e l’individuazione di termiti sotterranee negli Stati Uniti, con un’accuratezza che arriva fino al 95%. In questi casi, i cani risultano spesso più efficaci dei rilevatori elettronici, riuscendo anche a distinguere le termiti da altri insetti simili e a identificare il legno già danneggiato. Questo dimostra che l’olfatto canino, unito a un addestramento mirato, è uno strumento estremamente potente e versatile in molti campi applicativi.

Selezione e addestramento

Un cane da ricerca o da rilevamento è addestrato in modo specifico per usare soprattutto l’olfatto e individuare sostanze particolari, come il sangue.

Ma non tutti i cani sono adatti a questo compito.

Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, un cane da rilevamento del sangue non deve essere “molto intelligente” in senso generale: un’eccessiva curiosità o autonomia può renderlo più facilmente distraibile.

Sono preferiti cani di taglia media, con una personalità stabile, motivata e capace di mantenere a lungo l’interesse per il gioco. Il gioco (come una pallina o un tira-e-molla) è infatti la base dell’addestramento.

L’obiettivo dell’addestramento è far sì che il cane associ l’odore del sangue a una ricompensa, cioè al suo gioco preferito. All’inizio, il giocattolo viene impregnato dell’odore del sangue; col tempo, il cane impara che trovare quell’odore porta al gioco. In seguito, il cane deve essere esposto a molte situazioni diverse, così da riconoscere il sangue in ambienti e condizioni variabili. È inoltre fondamentale insegnargli a segnalare la scoperta in modo calmo (sedendosi o sdraiandosi): comportamenti come scavare, urinare o agitarsi potrebbero distruggere prove importanti.

mantrailing dog, cane per rintracciale le persone

L’uso dei cani per rilevare tracce ematiche (spesso chiamati cani da cadavere o da resti umani) è basato su un principio diverso: il drive predatorio. Per questi cani, trovare il sangue non è un lavoro, ma un gioco. L’obiettivo dell’addestramento è far sì che il cane associ l’odore del sangue a una ricompensa, cioè al suo gioco preferito. All’inizio, il giocattolo viene impregnato dell’odore del sangue; col tempo, il cane impara che trovare quell’odore porta al gioco. In seguito, il cane deve essere esposto a molte situazioni diverse, così da riconoscere il sangue in ambienti e condizioni variabili. È inoltre fondamentale insegnargli a segnalare la scoperta in modo calmo (sedendosi o sdraiandosi): comportamenti come scavare, urinare o agitarsi potrebbero distruggere prove importanti.

Questi cani sono incredibilmente efficaci: possono individuare una singola goccia di sangue lavata via con la candeggina o resti umani sepolti a metri di profondità o sommersi in acqua, con percentuali di successo che sfiorano l’85-90%.

Morbidezza al posto della biopsia

La capacità di rilevare molecole infinitesimali ha aperto le porte alla medicina. I tumori hanno un metabolismo alterato e rilasciano VOCs (Composti Organici Volatili) attraverso il fiato, l’urina o il sudore. Studi scientifici hanno dimostrato che i cani possono identificare campioni di pazienti con tumore al polmone o alla prostata con una precisione che spesso supera i test diagnostici tradizionali. Non si tratta di sostituire la medicina, ma di usare il cane come uno strumento di screening precoce non invasivo e a basso costo.