Ученые наконец выяснили, почему кошки при падении приземляются на лапы

Способность кошек почти всегда приземляться на лапы давно привлекает внимание ученых. Впервые это явление подробно изучили еще в XIX веке, однако новые исследования показывают, что механизмы этого трюка до сих пор не полностью раскрыты. Японские ученые выяснили, что важную роль играет разная гибкость участков позвоночника кошки. Работа опубликована в журнале The Anatomical Record (AR).

Загадка "падения кошки" известна в науке более ста лет. В 1894 году французский физиолог Этьен-Жюль Марей впервые снял на высокоскоростную камеру, как кошка переворачивается в воздухе. На фотографиях животное начинает падение без вращения, но успевает развернуться и приземлиться на лапы, что долгое время казалось противоречием закону сохранения момента импульса.

Позже физики показали, что кошка может менять ориентацию в воздухе, вращая разные части тела относительно друг друга. Однако анатомические особенности, которые позволяют ей это делать, оставались изученными значительно хуже.

Группа исследователей под руководством физиолога Ясуо Хигураси из Университета Ямагучи решила изучить именно строение позвоночника кошек. Для этого ученые исследовали позвоночники пяти животных, сохранив межпозвоночные диски и связки.

Позвоночник разделили на две области - грудную и поясничную - и измерили их способность к скручиванию, жесткость и диапазон движения. Оказалось, что грудной отдел значительно более гибкий: его диапазон вращения примерно в три раза больше, а жесткость заметно ниже, чем у поясничного отдела.

Кроме того, грудной отдел позвоночника имеет так называемую "нейтральную зону" - участок движения, где позвоночник может вращаться почти без усилия. У поясничного отдела такой зоны практически нет.

Чтобы проверить, как это влияет на падение, исследователи сняли на высокоскоростную камеру падение двух живых кошек. Животных восемь раз аккуратно роняли с высоты около одного метра на мягкую поверхность.

Анализ показал, что кошка переворачивается не одним движением. Сначала поворачивается передняя часть тела, а затем с небольшой задержкой - задняя. Разница во времени составляла примерно 70–90 миллисекунд.

По словам ученых, это происходит потому, что передняя часть тела легче и связана с более гибким грудным отделом позвоночника. Задняя часть, более тяжелая и жесткая, следует за ней.

Исследователи считают, что такая особенность позвоночника помогает кошкам не только переворачиваться в воздухе, но и выполнять другие сложные движения - например, резко менять направление во время бега или прыжка.

Авторы работы отмечают, что для окончательных выводов необходимы дополнительные исследования. Тем не менее полученные результаты помогают лучше понять, как анатомия позвоночника влияет на ловкость и движения млекопитающих.