На протяжении сотен лет ученые пытались разгадать одну из самых популярных загадок природы: почему кошки почти всегда приземляются на лапы.
Ваши гипотезы?
Эти животные обладают удивительной способностью быстро переворачиваться в воздухе и приземляться правильно независимо от того, как их уронили. Как это происходит?
Что говорит наука?
Исследователи из Университета Ямагути в Японии считают, что наконец нашли объяснение этому феномену. По их данным, ключ к кошачьей акробатике скрыт в особо гибком участке позвоночника.
В исследовании, опубликованном в журнале The Anatomical Record, ученые изучили позвоночники пяти умерших кошек. Эксперимент показал, что грудной отдел позвоночника, расположенный в средней части спины, почти в три раза гибче, чем поясничный отдел в нижней части.
Благодаря этой гибкости кошка может быстро вращать верхнюю часть тела, подобно фигуристу во время вращения, и буквально за доли секунды повернуться к земле.
Загадка так называемой «падающей кошки» обсуждается учеными еще с XIX века, когда физики впервые заметили, насколько легко кошки переворачиваются в воздухе.
Главная проблема заключалась в том, что это движение, казалось, противоречит законам физики. Согласно закону сохранения углового момента, объект не может начать вращаться без внешнего воздействия. Тем не менее наблюдения показывают, что кошки способны свободно вращаться в воздухе.
За последние два столетия появилось три основных объяснения этого явления: Теория хвоста-пропеллера
Согласно ей, кошка размахивает хвостом в одну сторону, создавая импульс, который разворачивает тело в другую сторону.
Модель изгиба и скручивания
В этом случае кошка сначала сильно сгибает тело вбок, почти под прямым углом, а затем вращает переднюю и заднюю часть тела в разные стороны.
Модель «поджать и повернуть»
Эта теория предполагает, что кошка попеременно поджимает и вытягивает лапы, изменяя распределение массы и помогая телу вращаться.
Чтобы понять, какой механизм работает на самом деле, исследователи провели два эксперимента.
Сначала они изучили позвоночники кошек, пожертвованных университету для научных исследований. Анализ показал, что позвоночник кошки не одинаково гибок по всей длине: наибольшая подвижность наблюдается в грудном отделе возле передних лап.
Затем ученые проанализировали видео, на которых две взрослые кошки падают с высоты одного метра. Видео показали, что при падении передняя половина тела кошки поворачивается раньше задней, примерно на несколько десятых миллисекунды.
Оба эксперимента указывают на то, что наиболее вероятным объяснением является модель «поджать и повернуть». Когда кошка поджимает передние лапы, она уменьшает инерцию верхней части тела и может быстро повернуть ее. В то же время задние лапы остаются вытянутыми, увеличивая инерцию нижней части тела и замедляя ее вращение.
После того как голова и передняя часть тела повернулись к земле, кошка выполняет обратное движение: поджимает задние лапы, вытягивает передние и разворачивает нижнюю часть тела.
Поскольку верхняя и нижняя части тела вращаются в противоположных направлениях, общий угловой момент не меняется. Благодаря этому кошки могут переворачиваться в воздухе, не нарушая законов физики, и почти всегда приземляться на лапы.