Този трик забавлява всеки стопанин на котка. Вдигаш я, обръщаш я с гръбнака надолу, пускаш я, и тя се неизменно успява да се извърти и да се приземи на краката си. Всеки път, дори от минимална височина. Можеш да опитваш до безкрай и резултатът ще е един и същ, или поне докато на котката не ѝ писне, не те одере и нахапе и не избяга.
Когато представителите на този животински вид се преобръщат във въздуха, изглежда лесно и елементарно. Но не е - т.нар. задача на падащата котка вълнува физиката от над един век, тъй като противоречи на физичните закони - едно тяло не може да започне да се върти само, ако няма външна сила или първоначално завъртане.
Ясно е защо котките се извъртат във въздуха - за да минимизират риска при падане от високо и да защитят главата и гръбнака си. Приземявайки се на крака, те разпределят удара по цялото тяло, а лапите действат като амортисьори. Това е и причината тези животни да оцеляват след полети от сериозни височини.
Въпросът обаче е как успяват да го правят.
Тази способност на котките се изследва още от края на XIX век, когато френски физиолог публикува фотографии, улавящи преобръщането на животно във въздуха и то без ротация в началото и в противоречие с физичния закон за запазване на ъгловия момент.
Чак в края на 60-те години на миналия век проучване показва математически, че котката може да промени посоката си във въздуха като усуква различни части на тялото си една спрямо друга. Това ѝ позволява да се завърти при запазване на ъгловия момент.
Това е възможно благодарение на анатомията на тези животни и изключително подвижните прешлени на гръбнака.
Ново проучване на японски изследователи изследва именно анатомичната част на задачата. То показва, че тези способности се дължат поне частично на различна гъвкавост в гръбнака.
При него специалисти от университета в Ямагучи са измерили въртящия момент, ъгъла на завъртане, твърдостта и диапазона на движение. Те са установили, че предната половина, т.е. гръдният отдел на гръбначния стълб, има по-широк диапазон на движение и се усуква много по-лесно от по-твърдия поясен отдел в задната половина.
Изследователите установяват, че "завъртането на тялото по време на въздушното изправяне при котките се случва последователно - първо се завърта предната част на тялото, след което задната, като гъвкавият гръден отдел и по-твърдият поясен отдел на гръбнака при усукване около оста са особено подходящи за това поведение".
Екип, воден от ветеринарния физиолог Ясуо Хигураши, е използвал гръбначни стълбове от пет дарени трупове на котки. Той и колегите му са разделили всеки гръбнак на на две области: гръдните прешлени и поясните прешлени. След това всяка от частите е поставена в уред за усукване, за да се провери на практика колко може да бъде извъртяна.
Разликата между гръдните и поясните участъци е била отчетлива.
Обхватът на движение при гръдния отдел е приблизително три пъти по-голям от този при поясния, а твърдостта на гръдния отдел е с около една трета по-ниска от тази на поясния.
Разликата се наблюдава и при петте гръбнака, което предполага, че гъвкавостта на гръдния отдел и твърдостта на поясния вероятно са обща характеристика на гръбнака на котките.
За да проверят дали отчетените свойства могат да се наблюдават и при усукването на котката по време на падане, специалистите изследват и две живи животни. Всяко от тях е пуснато осем пъти от височина около 1 метър върху мека възглавница, а процесът е заснет с високоскоростна камера.
Резултатите показват, че котките не се извъртат в едно плавно движение.
Първо се завърта предната половина на тялото, след което следва задната. Разликата във времето между двете половини е около 94 милисекунди при едната котка и 72 милисекунди при другата.
Изследователите предполагат, че падащите котки се изправят последователно, а не като едно цяло тяло. Предната част се завърта първа, защото гръбнакът там е по-гъвкав, а и предната половина на тялото на котката има приблизително половината от масата на задната. След това по-твърдата и по-тежка задна част следва движението.
Тази променлива гъвкавост вероятно е полезна и при движения като тичане в галоп и за бързи завои, при които способността различни части на гръбнака да се огъват независимо една от друга може да подобри пъргавината.
Проучването на японския екип е публикувано в The Anatomical Record.
