Обонятельная ориентация служебных собак и влияние метеорологических факторов на их работу

Знание особенностей обонятельной ориентации служебных собак в зависимости от их пола и возраста, факторов внешней среды представляет практический интерес для специалистов служебного собаководства. С целью изучения этих вопросов были проведены опыты на собаках породы немецкая (восточноевропейская) овчарка в возрасте от 2 до 10 лет. Для проработки запаховых следов человека и выборки предметов по запаху было использовано 19 розыскных собак, предварительно прошедших полный курс общей дрессировки (ОКД) и специальной подготовки. Следы для проработки и предметы для выборки предлагали собакам по общепринятым в служебном собаководстве методам.

Работа собак оценивалась как положительная, если при следовой работе она правильно обнаруживала запаховый след и прорабатывала его от начальной до конечной точки, т. е. находила разыскиваемого человека (допускалась незначительная помощь дрессировщика - хозяина животного), а при выборке правильно выбирала предметы по заданному запаху не более, чем со второго подхода (пуска) на выборку. Если же при следовой работе собака с трудом обнаруживала запаховый след человека, часто с него сбивалась и, несмотря на значительную помощь дрессировщика-хозяина, прорабатывала менее половины запахового следа и не находила разыскиваемого человека, а при выборках не могла обнаружить (выбрать) предмет по заданному запаху или же выбирала его более, чем со второго подхода (пуска) на выборку,- работу собаки оценивали как отрицательную. В таблицах показаны результаты опытов.

Таким образом, в работе по проработке следа самцы собак допускают на 8-9 процентов ошибок меньше, чем самки. При выборке предметов соотношение обратное - самки допускают на 4-6 процентов ошибок меньше, чем самцы. Собаки разных полов при выборке предметов и проработке следов показывают в совокупности примерно одинаковые результаты. Дело в том, что самцы физически крепче и выносливее самок. Они способны более длительно вести преследование добычи по ее запаховому следу. У самцов больше развито чувство поиска полового партнера, что также способствует развитию более верной ориентации на следе. В то же время, самцы менее тщательно обнюхивают предложенные для выборки предметы и допускают больше ошибок. Самцы лучше приспособлены для поиска передвигающегося источника запаха, оставляющего на земле пахучий ?лед, чем для опознания предмета с запахом.

Указанные особенности необходимо учитывать при решении вопроса об использовании собак разного пола. Самцов целесообразно применять для поиска человека по следам, а самок необходимо чаще использовать при выборке предметов. В то же время следует помнить, что собаки обоего пола способны успешно нести розыскную службу.

Из таблицы видно, что более высокие результаты по проработке следов показывают собаки в возрасте четырех, пяти и шести лет. Более низкие результаты, показанные собаками в возрасте двух и трех лет, по-видимому, свидетельствуют об отсутствии должного навыка в следовой работе, а не о слабом развитии обонятельного анализатора. Понижение результатов у собак в возрасте семи и восьми лет, вероятно, можно объяснить не столько снижением чувствительности обонятельного анализатора, сколько уменьшением физических возможностей животных при длительном беге.

О том, что с увеличением возраста собак чувствительность обонятельного анализатора остается достаточно высокой, свидетельствуют опыты по выборке вещей, когда животные имеют достаточно времени для анализа запахов на предметах. Результаты, показанные собаками в возрасте девяти-десяти лет, мало отличаются от результатов, показанных собаками других возрастов. Следовательно, для выборки предметов с запахом человека могут успешно использоваться собаки девяти-десятилетнего возраста. Теперь рассмотрим влияние метеорологических факторов на работу собак.

Из таблицы 3 видно, что наиболее высокие результаты по проработке следов человека и выборке предметов собаки показывают при скорости ветра до 0,5 м/с. С увеличением скорости ветра наблюдается плавное снижение результатов, однако и при скорости ветра около 3 м/с собаки верно выбрали две трети предложенных предметов и проработали более половины следов. В практике дрессировки служебных собак отрицательное влияние ветра замечено давно, хотя нет специальных исследований по этому вопросу. Указывается одна причина ухудшения работы при ветре - запаховые частицы следа уносятся потоками воздуха.

Не отрицая этого положения, считаем, что есть и другие факторы, способствующие ухудшению работы собак, особенно при проработке следов.

Во-первых, при ветре происходит интенсивное перемешивание воздушных масс, а при их перемешивании увеличивается скорость протекания химических реакций, в том числе и реакций окисления запаховых веществ кислородом воздуха.

Во-вторых, в приземном слое при движении воздуха (ветре) образуется озон, причем количество образованного озона прямо пропорционально скорости ветра. Поэтому можно предположить, что озон, являясь сильным окислителем органических соединений, способствует также быстрому разложению запаховых меток человека.

Следовательно, наряду с механическим уносом запаховых частиц от места их нанесения, при ветре усиливается еще и химическое преобразование этих веществ озоном и кислородом воздуха. В этом мы видим объяснение ухудшения работы собак при наличии ветра, особенно при проработке следов.

Заметного влияния колебании атмосферного давления на результаты работы собак не обнаружено (табл. 4). Отмечено лишь некоторое повышение результатов с увеличением атмосферного давления, но эти различия статистически недостоверны. Однако можно предположить, что при большем перепаде давления (в наших опытах перепад составил около 30 мм рт. ст.), например при работе в горных условиях,

возможно заметное снижение результатов, полученных на высокогорье по сравнению с результатами в долинах и у подножий гор.

Опыты показали, что с увеличением относительной влажности результаты работы собак улучшаются. Влажность воздуха является одним из наиболее изменчивых параметров атмосферы. В своих измерениях мы часто сталкивались с явлением, когда в течение очень короткого времени показатели влажности значительно отличались друг от друга в одном месте Или же были различными в одно и то же время на различных участках трассы. Влажность внутри травяной растительности на 10-15 процентов выше показателей влажности над травяным покровом. Это весьма важно для успешной работы собак, так как запаховые частицы, нанесенные ногами человека на поверхность почвы, попадают во влажную среду, которая способствует более длительному сохранению этих частиц на поверхности предметов и почвы.

Вероятно, с повышением влажности воздуха замедляется процесс десорбции, то есть запаховые молекулы менее активно покидают поверхность предметов и поэтому в течение более длительного срока диффундируют в воздух, где и улавливаются органами обоняния собаки. Не исключено также, что при низкой влажности воздуха происходит "подсыхание" слизистой оболочки носовой полости собак и это Обстоятельство отрицательно сказывается на результативности поиска.

Влияние атмосферных осадков на результаты работы собак изучалось рядом исследователей. Имеется мнение, что длительный дождь смывает запаховые молекулы со следа. Некоторые считают, что при моросящем дожде дальность причуивания увеличивается. В наших опытах мы не наблюдали отрицательного влияния на результаты работы собак, в том числе при проработке следов, мелкого моросящего дождя любой продолжительности. Сильный дождь, даже небольшой продолжительности, резко снижает процент верных действий собак при работе по следу. На результаты выборки предметов сильный дождь почти не влияет. Особенно низкие результаты получены при работе собак по следу в грозу. При выборке предметов и в этом случае собаки дают более двух третей верных ответов.

Считаем, что это объясняется следующими причинами. При мелком моросящем дожде всегда очень высока влажность воздуха, ветер отсутствует полностью или он очень слабый. Небольшие капли воды, имея незначительную энергию падения и соприкосновения с поверхностью предметов, не в состоянии смыть запаховые следы человека, имеющие в своем составе молекулы жиропота, которые слабо растворимы в воде при обычной температуре. При сильном дожде капли воды имеют значительные размеры, поэтому имеют большую скорость и энергию. Падая на поверхность предметов с довольно значительной скоростью, капли разбиваются на мелкие части и разлетаются в стороны. В таком случае капли дождя способны механически смыть часть запаховых молекул с предметов и с последующими потоками воды унести их на значительное расстояние от места нанесения. Сильный дождь часто сопровождается значительными порывами ветра, что также способствует дезодорации запаховых молекул. Однако поверхности предметов, защищенные от непосредственного воздействия дождевых капель (например, нижние стороны листьев), вероятно, содержат запаховые вещества в количестве выше пороговых значений для собак, что и дает им возможность почти в 50 процентах случаев прорабатывать следы до конца даже при наличии сильного дождя.

При грозе, наряду с интенсивным действием крупных капель и, как правило, наличием порывистого ветра, в воздухе образуется большое количество озона. Причем, последнее происходит раньше появления первых сильных электрических разрядов (молний) и главную роль здесь имеют тихие разряды, приходящие с вершин деревьев, кустов и даже травы. Как ранее отмечено, озон образуется и при ветре, который сопутствует грозе. Кроме того, увеличение количества озона в приземном слое при грозе происходит, видимо, в связи с наличием мощных вертикальных перемещений воздушных масс, когда к земле опускается более холодный воздух из вышележащих слоев, более богатых озоном. Указанные обстоятельства и являются главными причинами снижения концентрации запаховых частиц ниже пороговых значений для собак и, как результат, неспособности собак прорабатывать следы человека в грозу.

На работу собак влияет и радиационный баланс земной поверхности. Радиационный баланс указывает на получение земной поверхностью солнечной энергии, с одной стороны, и излучение энергии земной поверхностью в атмосферу, с другой стороны, то есть является важнейшим показателем энергетического баланса земли в какой-то конкретной точке. От величины радиационного баланса зависят почти все другие явления в атмосфере и, в конечном счете, погода в определенном районе. Радиационный баланс поверхности земли в дневное время положителен, а ночью отрицателен вследствие отсутствия приходящей солнечной радиации.

Проведенные исследования показали, что влияние величины радиационного баланса земной поверхности на результаты работы собак довольно значительно (табл. 7). В наших опытах наилучшие результаты собаки показали при низких и особенно при отрицательных степенях радиационного баланса. Так, при отрицательном радиационном балансе результаты работы собак по выборке и по проработке следов высоки - выше 97 процентов. Наоборот, при радиационном балансе выше 0,4 кал/см2 мин собаки верно проработали менее половины предложенных следов, С величиной радиационного баланса земной поверхности непосредственно связаны такие показатели, как температура почвы и воздуха.

Как видно из таблицы 8, с увеличением температуры поверхности почвы происходит плавное снижение результатов работы собак.

Высокая температура поверхности почвы способствует более быстрому протеканию химических реакций окисления запаховых веществ, закрепившихся на почве. Кроме того, от нагретой поверхности почвы происходит нагревание приземного слоя воздуха, что приводит к вертикальным перемещениям воздушных масс, при которых нагретые порции воздуха, содержащие запаховые частицы, поднимаются вверх, уменьшая их концентрацию в приземном слое. Эти факторы в конечном счете приводят к более быстрому уменьшению количества запаховой информации и, следовательно, к ухудшению работы собак, особенно при проработке следов.

С повышением температуры воздуха ухудшаются показатели работы собак как по выборкам, так и при работе по следу (табл. 9).

Можно предположить, что при высокой температуре воздуха наряду с более быстрыми потоками воздуха, направленными вверх, и более быстрыми химическими реакциями по дезодорации запаховых молекул заметную роль играет

перегревание организма собаки, что вызывает одышку и переутомление, особенно при длительном беге, и как результат, снижение показателей и отказ собаки от работы.

В своих опытах величину вертикального градиента температуры (изменение температуры воздуха с высотой на единицу расстояния по вертикали) мы определяли, вычитая показания термометра на высоте 2, 0 м из показаний термометра на высоте 0,5 м. Положительный градиент, когда температура воздуха с высотой понижается,- обычное явление в атмосфере. В таких случаях возникает конвекция - вертикальное перемещение объемов воздуха с одних высот на другие, обусловленное архимедовой силой: воздух более теплый и, следовательно, менее плотный, чем окружающая среда, перемещается вверх, а воздух более холодный и плотный - вниз. При слабом развитии конвекция имеет беспорядочный, турбулентный характер. При дальнейшем развитии конвекции вертикальная скорость восходящих потоков воздуха обычно порядка нескольких метров в секунду, но иногда может превышать 20-30 м/с. Условия для развития конвекции создаются летом в воздухе над прогретой сушей и во все времена года в воздухе, движущемся с более холодной на более теплую поверхность.

При градиенте, равном нулю, наблюдается более или менее устойчивое, на протяжении определенного времени, равновесие - изотермия, не приводящая к интенсивному перемешиванию воздушных масс и температура воздуха на разных уровнях одинаковая.

При отрицательном градиенте наблюдаются инверсии температуры - явления, когда температура с высотой возрастает, то есть у поверхности земли находится воздух более холодный и плотный. В этом случае не происходит вертикальных движений воздуха. Приземные инверсии температуры чаще всего образуются в безветренные ночи, при ясном небе (зимой иногда и днем) в результате интенсивного излучения земной поверхностью энергии, что приводит к охлаждению ее самой и прилегающего слоя воздуха.

Влияние вертикального градиента температуры на результаты работы собак очень характерно (табл. 10).

В наших опытах наиболее низкие результаты показаны собаками при положительном градиенте (конвекция), при изотермии результаты значительно выше, но наиболее высокие результаты показаны собаками при отрицательном градиенте (инверсия).

Таким образом, можно констатировать, что инверсии температуры являются очень благоприятными явлениями в атмосфере для проявления собаками хорошего чутья. Это и понятно - при отсутствии вертикальных движений воздуха запаховые частицы остаются внизу, в более холодном и плотном слое воздуха и органы обоняния собак способны их уловить и подвергнуть анализу. При изотермии запаховые частицы также почти не перемещаются вверх, а остаются на месте их нанесения. При инверсиях и изотермии ветер почти полностью отсутствует или его скорость невелика. Только конвекция приводит к резкому уменьшению количества запаховых частиц в приземном слое вследствие поднятия их вверх при турбулентном перемешивании воздушных масс. При этом перемешивании в приземный слой из верхних слоев атмосферы попадает озон, который принимает "участие" в дезодорации запаховых веществ. На основании этого анализа становится возможным объяснить улучшение работы собак с использованием чутья в вечерние, ночные и утренние часы, а также осенью и зимой, когда инверсии образуются особенно часто. Притом, зимой инверсии возникают и днем, что, видимо, и дает возможность охотничьим собакам успешно чуять запахи белки, куницы, соболя и птицы, находящихся на деревьях, так как запаховые частицы при инверсиях с воздухом опускаются вниз.

Наши наблюдения показали, что собаки больше всего ошибок совершают в дневные часы с 11 до 16 часов, особенно низкие результаты показаны в это время при работе по следу (табл. 11). Вечером, ночью и утром собаки работали успешнее. Однако не только отсутствие отвлекающих раздражителей является причиной хорошей работы собак в ночных условиях. Считаем, что этому способствуют следующие обстоятельства.

Ночью в воздухе содержится небольшое количество озона, после восхода солнца оно нарастает и достигает максимума около полудня или немного ранее, затем убывает до захода солнца. Ранее отмечено, что озон является сильнейшим окислителем органических соединений, в том числе и запаховых частиц следа. Кроме того, ночью скорость ветра, как правило, всегда значительно ниже, чем днем. А ветер, как ранее сказано, отрицательно влияет на результаты работы собак. По ночам наблюдается низкий или отрицательный радиационный баланс земной поверхности, что также способствует сохранению запаховых частиц на поверхности почвы. Ночью более низкие температуры почвы и воздуха, что, как ранее отмечено, способствует более результативной работе собак. Вечером, ночью и утром чаще возникают инверсии температуры, способствующие сохранению запаховых частиц на поверхности земли и предметов, а высокая относительная влажность воздуха дает собаке возможность проявить хорошее чутье. Помимо этого ночью не происходит дезодорации запаховых веществ солнечным светом, имеющем в своем спектре ультрафиолетовые лучи. В ночных условиях из зеленых частей растений не происходит выделения кислорода, который днем дезодорирует запахи, попадающие на листья.

Все перечисленные факторы действуют, в основном, не на собаку и ее орган обоняния, а на запаховые частицы, понижая днем их концентрацию в воздухе ниже пороговых значений для собак.

Таким образом, мы вправе считать, что суммарное действие всех перечисленных факторов способствует хорошей работе собак в ночных условиях. Видимо, по этим причинам большинство хищных животных предпочитает выходить на охоту в вечерние и ночные часы, так как охота в этих условиях проходит более удачно.

В наших опытах результат выборки предметов всегда был выше результатов работы по следу. Думаем, что это объясняется, во-первых, тем, что контакт человека с предметом, предлагаемым затем собаке для выборки, довольно длителен - от нескольких минут до нескольких суток и даже более (например, при выборке личных вещей человека). При следовой же работе контакт человека с поверхностью почвы и растительности исчисляется долями секунды. Очевидно, что количество запаховой информации в обоих случаях будет различным.

Во-вторых, при выборке предмета собака имеет много времени для обнюхивания предложенных вещей и тщательного анализа запаха. Следовая работа требует быстрого анализа запаховой информации на следе за очень короткое время, на значительной скорости движения. В-третьих, при выборке предмета собака всегда принюхивается с закрытой пастью, то есть весь воздух, богатый запаховой информацией, следует через носовую полость, вступая в контакт с обонятельным эпителием. При работе по следу собака большей частью бежит с раскрытой пастью, в связи с чем через носовую полость поступает значительно уменьшенная порция воздуха, содержащая к тому же запаховые вещества незначительной концентрации.

В-четвертых, на запаховый след человека, проложенный на местности, сразу же действует весь "букет" метеорологических и физических факторов, изменяя качество запаха. При выборке предметов многие из факторов внешней среды не действуют на предметы с запахом столь продолжительное время, как при работе по следу.

Таким образом, дрессируя собак для работы по запаховому следу и выборке вещей, необходимо помнить следующее.

1. Самцы собак превосходят самок в способности прорабатывать следы человека, но уступают им в способности выбирать предметы с запахом.

2. Наиболее высокие результаты по проработке следов человека показывают собаки в возрасте четырех, пяти и шести лет.

3. Способность собак выбирать предметы с запахом человека зависит от возраста в меньшей степени, чем способность прорабатывать следы, и сохраняется на высоком уровне до возраста девяти-десяти лет.

4. Результаты работы собак по выборке предметов и проработке следов снижаются при увеличении скорости ветра, при повышении радиационного баланса земной поверхности, повышении температуры почвы и воздуха, при положительном вертикальном градиенте температуры, низкой относительной влажности воздуха и при наличии грозовых осадков.

5. Как при выборке предметов, так и при проработке следов собаки в дневное время допускают больше ошибок, чем ночью.