Widok futrzastego czworonoga, który podczas upadku błyskawicznie obraca ciało i niemal bezbłędnie ustawia się do bezpiecznego lądowania, wydaje się przeczyć prawom fizyki. Choć zjawisko to od ponad stu lat stanowiło obiekt badań, to dopiero niedawno naukowcy znaleźli – a tak przynajmniej twierdzą – klucz do rozwiązania tej zagadki.
Czytaj też: To jeden z tych gadżetów, które wydają się dziwne. Dopóki pies nie zniknie
Badacze z Japonii przeprowadzili szczegółowe analizy budowy kociego kręgosłupa oraz obserwacje zachowania zwierząt podczas kontrolowanych upadków. Wyniki ich pracy sugerują, że sekret niezwykłej sprawności kotów tkwi w wyjątkowym połączeniu elastyczności i sztywności różnych części ich kręgosłupa. To właśnie ta cecha pozwala im wykonywać słynny odruch, dzięki któremu potrafią obrócić się w powietrzu i przygotować do lądowania.
Naukowcy od dawna wiedzieli, iż koty posiadają niezwykle rozwinięty zmysł równowagi. Narząd przedsionkowy znajdujący się w uchu wewnętrznym błyskawicznie informuje mózg o położeniu ciała. Zwierzę niemal natychmiast rozpoznaje, że znajduje się w niekontrolowanym locie i rozpoczyna serię skoordynowanych ruchów. Dotychczas nie było jednak jasne, jakie mechanizmy biomechaniczne umożliwiają wykonanie tak skomplikowanego manewru w ułamku sekundy.
Nowe badanie wszystko zmienia. Wiemy dzięki niemu, że kluczową rolę odgrywają różnice pomiędzy górną a dolną częścią kręgosłupa. Odcinek piersiowy, znajdujący się w środkowej części tułowia, jest wyjątkowo elastyczny i może wykonywać znacznie większe ruchy skrętne niż odcinek lędźwiowy. Ten drugi jest z kolei znacznie sztywniejszy i bardziej wytrzymały. Dzięki temu ciało kota nie obraca się jako jedna całość, lecz wykonuje ruch sekwencyjny.
W praktyce wygląda to tak, że najpierw obraca się przednia część ciała, obejmująca głowę i przednie łapy. Dopiero chwilę później podąża za nią tylna część tułowia. Ten pozornie niewielki szczegół ma ogromne znaczenie. Pozwala kotu zmieniać orientację w przestrzeni bez konieczności odpychania się od jakiejkolwiek powierzchni. Zwierzę wykorzystuje jedynie własną masę i odpowiednie rozłożenie momentu obrotowego między poszczególnymi częściami ciała.
Czytaj też: Twój kot próbuje z tobą rozmawiać. Tylko używa języka, którego jeszcze nie znasz
Aby potwierdzić tę teorię, naukowcy przeanalizowali nagrania wykonane przy użyciu szybkich kamer. Zarejestrowane sekwencje pokazały, że podczas spadania górna część tułowia rzeczywiście obraca się wcześniej niż tylna. Cały proces trwa zaledwie kilkaset milisekund, czyli mniej niż mrugnięcie oka. Mimo tak krótkiego czasu kot jest w stanie precyzyjnie skorygować położenie ciała i ustawić łapy w odpowiedniej pozycji do kontaktu z podłożem.
Przy okazji uczeni zweryfikowali inną teorię. Zakłada ona, że zwierzę naprzemiennie wysuwa i przyciąga kończyny, zmieniając moment bezwładności różnych części ciała. Dzięki temu kot może obracać się w powietrzu mimo braku zewnętrznych sił. Nowe wyniki sugerują, że taka strategia jest możliwa właśnie dzięki wyjątkowej konstrukcji kręgosłupa. Pomimo imponujących postępów w ekspertyzach, należy pamiętać, iż mechanika ruchu kota podczas upadku jest niezwykle złożona i prawdopodobnie obejmuje również inne czynniki, takie jak praca mięśni, koordynacja neurologiczna czy indywidualne różnice między zwierzętami. Jedno jest jednak pewne. Słynna zdolność kotów do lądowania na cztery łapy nie jest dziełem przypadku.
Źródło:The Anatomical Record