La réponse qui vient à l'esprit en premier, face à une telle question est bien sûr: l'odorat.
Tout le monde sait que l'odorat d'un chien, par exemple, est bien meilleur que celui d'un être humain. Toutefois, les recherches effectuées dans ce domaine ne donnent pas une réponse aussi tranchée.
On sait, par exemple, que l'être humain sent, et à très basse concentration, des odeurs que le chien ne sent pas. Par exemple le trichloroanisole qui donne au vin l'essentiel du "goût de bouchon" (en fait, l'odeur de bouchon). Ou encore, l'odeur de violette.
Le siège de l'odorat est une petite partie du cerveau, située juste au-dessus du nez, que l'on appelle les bulbes olfactifs. L’idée que notre odorat est si mauvais a été énoncée par le célèbre neuro-anatomiste français Paul Broca (1824-1880), qui a suggéré que les lobes frontaux du cerveau humain, le siège de notre intelligence et de notre libre arbitre, étaient devenus beaucoup plus grands que ceux d’autres espèces, et tout cela aux dépens d’autres capacités plus "animales" de notre cerveau.
Les bulbes olfactifs (il y en a 2) du cerveau humain, qui sont situés juste au-dessous de lobes frontaux, se seraient donc réduits pour faire de la place aux lobes frontaux très développés.
Les humains ont en effet des bulbes olfactifs relativement petits par rapport au volume global de leur cerveau. En comparaison, les souris ont des bulbes olfactifs 200 fois plus grands et les chiens, 40 fois plus grands que ceux des humains.
Convaincus que la taille était en corrélation avec la capacité, Broca et d’autres ont jeté les bases de la notion d’une capacité olfactive diminuée.
D'une manière plus générale, chacun des cinq sens, tant de l'être humain, que des animaux, repose sur la même architecture neurophysiologique. Elle comporte trois niveaux:
1) Un capteur: il s'agit d'une cellule de type spécialisé, qui transforme le stimulus en provenance de l'environnement (lumière, son, substances chimiques, pression, température...) en impulsions électriques;
2) une structure neurologique intermédiaire, qui traite l'information brute fournie par le capteur, puis l'envoie au cerveau;
3) une région spécialisée du cerveau, qui reçoit l'information et l'intègre avec d'autres données en mémoire.
Pour que l'un des cinq sens soit plus développé dans une espèce donnée, les améliorations que l'on peut imaginer sont multiples. Dans le cas de l'odorat, si l'on veut améliorer le capteur, on peut imaginer une espèce dotée de très nombreuses cellules spécialisées, ou bien chez laquelle toutes les cellules spécialisées seraient sensibles au même composé. C'est le cas par exemple des antennes de certains papillons de nuit mâles, qui leur servent à détecter exclusivement les phéromones émises par un papillon femelle de la même espèce.
La structure neurologique intermédiaire ainsi que la région spécialisée du cerveau peuvent aussi bénéficier d'améliorations, notamment par l'entraînement.
Une hypothèse intéressante pour expliquer la différence d'odorat entre l'être humain et le chien est que le comportement inné de ces deux espèces est différent. Le chien aura tendance à utiliser son odorat beaucoup plus que l'être humain et ce, depuis sa naissance. Et plus une capacité est utilisée, plus elle se développe.