Το μυστικό του πώς οι γάτες περιστρέφονται στον αέρα για να προσγειωθούν στα πόδια τους
Όταν οι γάτες που πέφτουν γυρίζουν τον εαυτό τους σωστά πριν χτυπήσουν στο έδαφος, έχουν ένα μυστικό κόλπο: μια περιοχή της σπονδυλικής τους στήλης που είναι εξαιρετική στην περιστροφή.
«Συγκρίναμε την ευκαμψία της θωρακικής και οσφυϊκής μοίρας της σπονδυλικής στήλης σε γάτες, και διαπιστώσαμε ότι η θωρακική μοίρα είναι πολύ ευέλικτη», λέει ο Yasuo Higurashi στο Πανεπιστήμιο Yamaguchi στην Ιαπωνία.
Οι γάτες είναι διάσημες για το ότι προσγειώνονται πάντα στα πόδια τους. Αν κρατήσετε μια γάτα ανάποδα και την αφήσετε να πέσει, το ζώο θα κινηθεί γρήγορα στον αέρα και θα προσγειωθεί με αυτοπεποίθηση στα πόδια του.
Το πώς οι γάτες καταφέρνουν αυτό το κατόρθωμα δυσκολεύει τους επιστήμονες εδώ και πάνω από 100 χρόνια. Έχουν προκύψει τρεις κύριες ιδέες.
Η μία είναι η ουρά-προπέλα: η γάτα κουνάει την ουρά της προς μια κατεύθυνση, προκαλώντας το σώμα της να περιστραφεί προς την άλλη. «Η ουρά φαίνεται να είναι λιγότερο σημαντική, γιατί ακόμα κι αν δεν έχει ουρά, μπορεί να γυρίσει», λέει ο Greg Gbur στο Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας στο Charlotte, συγγραφέας του Falling Felines and Fundamental Physics.
Μια άλλη ιδέα, το μοντέλο “λυγίσματος-και-περιστροφής”, προτείνει ότι η γάτα θα λυγίσει το σώμα της σχεδόν σε ορθή γωνία, στη συνέχεια θα στρίψει το μπροστινό της μισό προς μια κατεύθυνση και το πίσω μισό προς την άλλη. Αυτό σημαίνει ότι τα μπροστινά και τα πίσω πόδια φτάνουν στην σωστή θέση ταυτόχρονα.
Ή η γάτα θα μπορούσε να περιστρέψει πρώτα το μπροστινό μέρος και μετά το πίσω σε μια κίνηση “μαζέματος-και-στροφής”. Για να το κάνει αυτό, θα επέκτεινε τα πίσω πόδια της ενώ κρατάει τα μπροστινά της μαζεμένα, και θα έστριβε το μπροστινό της μισό. Στη συνέχεια, θα άλλαζε θέσεις έτσι ώστε τα μπροστινά πόδια να είναι τεντωμένα και τα πίσω μαζεμένα, και θα έστριβε το πίσω μισό της. Αυτό θα σήμαινε ότι ένα ζεύγος ποδιών προσανατολίζεται σωστά πριν από το άλλο.
Για να διαπιστώσουν τι κάνουν πραγματικά οι γάτες, ο Higurashi και οι συνάδελφοί του πραγματοποίησαν δύο πειράματα. Στο πρώτο, εξέτασαν τις σπονδυλικές στήλες πέντε νεκρών γατών και τις στρίβαν για να δουν πόσο μπορούσε να περιστραφεί κάθε περιοχή χωρίς να σπάσει. Εστίασαν στη θωρακική μοίρα της σπονδυλικής στήλης, από το μέσο της πλάτης, και στην οσφυϊκή μοίρα, από το κάτω μέρος της πλάτης. Αποδείχθηκε ότι η θωρακική μοίρα της σπονδυλικής στήλης είχε ένα εύρος κίνησης τρεις φορές μεγαλύτερο από την οσφυϊκή μοίρα.
Δεύτερον, η ομάδα πήρε βίντεο υψηλής ταχύτητας από δύο ενήλικες γάτες που έπεφταν από ύψος 1 μέτρου. Και στις δύο περιπτώσεις, οι γάτες ολοκλήρωσαν την περιστροφή του μπροστινού τους μέρους δεκάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου νωρίτερα από το πίσω μέρος τους.
«Η γενική μου εντύπωση ήταν ότι το λύγισμα-και-περιστροφή είναι το πιο σημαντικό, αλλά αυτή η δημοσίευση με κάνει στην πραγματικότητα να επανεξετάσω λίγο τα πράγματα και να δώσω λίγο περισσότερη πίστη στο μάζεμα-και-στροφή», λέει ο Gbur. Η εξαιρετικά ευέλικτη θωρακική μοίρα της σπονδυλικής στήλης του υποδηλώνει ότι το μπροστινό μέρος του σώματος της γάτας μπορεί να περιστρέφεται περισσότερο. Επιπλέον, στα πειράματα με ζωντανά ζώα, «πραγματικά μοιάζει με το πάνω [μπροστινό] μέρος του σώματος να προσανατολίζεται σωστά πρώτα».
Ο Gbur τονίζει ότι τα μοντέλα δεν είναι αλληλοαποκλειόμενα. «Οι φυσικοί, ιδιαίτερα, αγαπούν να αναζητούν απλά μοντέλα για το πώς λειτουργούν τα πράγματα, ενώ η φύση τείνει να αναζητά την πιο αποτελεσματική μέθοδο, η οποία μπορεί να μην είναι απλή», λέει. «Οι γάτες είναι πολύπλοκα πλάσματα που κάνουν πολύπλοκες κινήσεις.»
Η μελέτη ανέδειξε επίσης μια περίεργη λεπτομέρεια. Και οι δύο ζωντανές γάτες περιστράφηκαν προς τα δεξιά καθώς έπεφταν: η μία το έκανε κάθε φορά, η άλλη σε έξι από οκτώ δοκιμές. Ο Gbur λέει ότι ένα μέλος του κοινού σε μια από τις ομιλίες του παρατήρησε ότι και οι γάτες στα βίντεό του έμοιαζαν να στρίβουν προς τα δεξιά. «Φαίνεται, τουλάχιστον ανεπίσημα, ότι οι γάτες έχουν μια χοντρική προτίμηση για την κατεύθυνση που περιστρέφονται», λέει. Δεν είναι σαφές γιατί· μπορεί να οφείλεται σε ασυμμετρίες στην τοποθέτηση των εσωτερικών οργάνων των γατών, καθιστώντας ευκολότερη την περιστροφή προς μια κατεύθυνση από την άλλη.