Секрет того, как кошки крутятся в воздухе, чтобы приземлиться на ноги

Когда падающие кошки поворачиваются вверх, прежде чем упасть на землю, у них есть секретный трюк: область их позвоночника, которая исключительно хорошо скручивается.

«Мы сравнили гибкость грудного отдела позвоночника и поясничного отдела позвоночника у кошек и обнаружили, что грудной отдел позвоночника очень гибкий», — говорит Ясуо Хигураши в Университете Ямагути в Японии.

Кошки, как известно, всегда приземляются на ноги. Если держать кошку вверх ногами и уронить, животное быстро извьется в воздухе и уверенно приземлится на ноги.

То, как кошки достигают этого, уже более 100 лет бросает вызов ученым. Возникли три основные идеи.

Один из них — хвост-пропеллер: кошка поворачивает хвост в одну сторону, заставляя ее тело вращаться в другую сторону. «Хвост, кажется, наименее важен, потому что, даже если у него нет хвоста, он все равно может перевернуться», — говорит Грег Гбур в Университете Северной Каролины в Шарлотте, автор Падение кошек и фундаментальная физика.

Другая идея, модель изгиба и поворота, предполагает, что кошка сгибает свое тело почти под прямым углом, затем поворачивает переднюю половину в одну сторону, а заднюю — в другую. Это означает, что передние и задние ноги одновременно занимают правильное положение.

Или кошка может сначала повернуть вперед, а затем назад, пригибая и поворачивая. Для этого он вытягивал задние ноги, сохраняя при этом передние согнутыми, и поворачивал переднюю половину. Затем он менял местами так, что передние ноги вытягивались, а задние сжимались, и поворачивал заднюю половину. Это будет означать, что одна пара ног ориентирована правильно перед другой.

Чтобы выяснить, что на самом деле делают кошки, Хигураши и его коллеги провели два эксперимента. В первом они исследовали позвоночники пяти умерших кошек и крутили их, чтобы увидеть, насколько каждый участок может вращаться, не ломаясь. Они сосредоточились на грудном отделе позвоночника, со стороны середины спины, и поясничном отделе позвоночника, со стороны поясницы. Оказалось, что грудной отдел позвоночника имеет диапазон движений в три раза больше, чем поясничный.

Во-вторых, команда сняла высокоскоростное видео двух взрослых кошек, падающих с высоты 1 метр. В обоих случаях кошки закончили вращать переднюю часть на десятки миллисекунд раньше задней.

«Мое общее впечатление таково, что изгиб и поворот является наиболее важным, но эта статья на самом деле заставляет меня немного переоценить и придать немного больше доверия к изгибу и повороту», — говорит Гбур. Очень гибкий грудной отдел позвоночника наводит его на мысль, что передняя часть тела кошки может вращаться сильнее. Более того, в живых экспериментах «действительно похоже на верхнюю [front] в первую очередь правильно ориентируется часть тела».

Гбур подчеркивает, что модели не исключают друг друга. «Физики особенно любят искать простые модели того, как все работает, тогда как природа склонна искать наиболее эффективный метод, который может быть непростым», — говорит он. «Кошки — сложные существа, совершающие сложные движения».

Исследование также выявило странную деталь. Обе живые кошки поворачивались вправо при падении: одна делала это каждый раз, другая — в шести из восьми попыток. Гбур говорит, что один из слушателей на одном из его выступлений заметил, что кошки в его видео тоже поворачиваются вправо. «Похоже, что, по крайней мере, анекдотично, кошки, похоже, имеют четкое представление о том, в какую сторону они поворачиваются», — говорит он. Непонятно почему; возможно, асимметрия в расположении внутренних органов кошек означает, что им легче повернуть в одну сторону, чем в другую.