Учёные раскрыли секрет приземления кошек 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).

Загадке «кошачьего падения» — больше ста лет, и она по-прежнему ставит ученых в тупик. Еще в 1894 году французский физиолог Этьен-Жюль Марей впервые запечатлел на высокоскоростную камеру, как кошка переворачивается в воздухе. Кадры показали нечто поразительное: животное начинает падение без малейшего вращения, но за доли секунды успевает развернуться и приземлиться на лапы. Долгое время это казалось прямым нарушением закона сохранения момента импульса.

Позже физики доказали, что кошка способна менять ориентацию тела в полете, вращая разные его части относительно друг друга. Однако анатомические особенности, стоящие за этим маневром, оставались изученными куда хуже.

Команда исследователей под руководством физиолога Ясуо Хигураси из Университета Ямагучи взялась разгадать именно эту часть головоломки — строение позвоночника кошек. Ученые детально изучили позвоночники пяти животных, сохранив межпозвоночные диски и связки.

Позвоночник разделили на две ключевые области — грудную и поясничную — и тщательно измерили их способность к скручиванию, жесткость и диапазон движения. Результаты оказались неожиданными: грудной отдел продемонстрировал значительно большую гибкость — его диапазон вращения примерно в три раза превышает поясничный, а жесткость заметно ниже.

Более того, грудной отдел позвоночника обладает так называемой «нейтральной зоной» — участком, в пределах которого позвоночник вращается почти без усилия. У поясничного отдела такой зоны практически не обнаружено.

Чтобы проверить, как эта разница проявляется при реальном падении, исследователи засняли на высокоскоростную камеру полет двух живых кошек. Животных восемь раз аккуратно отпускали с высоты около одного метра на мягкую поверхность.

Покадровый анализ выявил захватывающую деталь: кошка переворачивается не одним слитным движением. Сначала разворачивается передняя часть тела, и лишь затем, с небольшой задержкой, — задняя. Разница во времени составляла всего 70–90 миллисекунд.

По словам ученых, секрет в том, что передняя часть тела легче и соединена с более гибким грудным отделом позвоночника. Задняя — более тяжелая и жесткая — следует за ней, словно подтягиваясь вслед.

Исследователи полагают, что эта уникальная особенность позвоночника помогает кошкам не только переворачиваться в воздухе, но и выполнять другие впечатляющие маневры — например, молниеносно менять направление на бегу или в прыжке.

Авторы работы подчеркивают, что для окончательных выводов необходимы дополнительные исследования. Тем не менее полученные результаты открывают новый взгляд на то, как анатомия позвоночника определяет ловкость и двигательные возможности млекопитающих.