Рефлекс выпрямления в воздухе, который демонстрируют кошки, — это сложный маневр, позволяющий им избежать серьезных травм при падении. Во время этого кувырка позвоночник животного скручивается таким образом, что это, на первый взгляд, противоречит законам физики: объект, не имеющий опоры, не может произвольно изменить свою ориентацию в пространстве. Команда японских ученых поставила перед собой задачу выяснить, как именно кошкам удается этот трюк.
В ходе работы, результаты которой были опубликованы в издании The Anatomical Record, исследователи применили комплексный подход. Они изучили позвоночники пяти кошек, отделив грудной отдел (верхняя и средняя часть спины) от поясничного (нижняя часть спины). С помощью механических испытаний специалисты измерили гибкость, прочность и сопротивление скручиванию каждой части. Дополнительно ученые использовали высокоскоростные камеры, чтобы заснять падение двух здоровых кошек на мягкую подушку. На плечи и бедра животных были нанесены специальные метки, позволяющие отследить траекторию движения каждой части тела.
Анализ полученных данных показал, что позвоночник кошки не обладает равномерной гибкостью. Грудной отдел позвоночника оказался чрезвычайно подвижным. У него есть так называемая нейтральная зона — диапазон, в котором он может скручиваться почти на 50 градусов, прилагая минимум усилий. Поясничный же отдел, напротив, гораздо жестче и выполняет роль стабилизатора. Такое анатомическое устройство позволяет кошке во время падения последовательно выполнять поворот: сначала, используя гибкость грудного отдела, она поворачивает голову и передние лапы по направлению к земле, а затем, опираясь на жесткий поясничный отдел как на надежную опору, разворачивает заднюю часть тела. Это позволяет контролировать вращение и завершить маневр безопасным приземлением.
Понимание биомеханики кошачьего позвоночника способно улучшить математические модели движения животных, помочь ветеринарам в разработке более эффективных методов лечения травм позвоночника, а также найти применение в робототехнике при создании более маневренных механизмов.
Ранее Наука Mail рассказывала, почему кошки склонны к заболеваниям почек.
