Биологи раскрыли анатомический механизм, позволяющий кошкам приземляться на четыре лапы. Исследование, опубликованное в научном журнале «The Anatomical Record», показало, что ключевую роль в этом процессе играет региональная специализация позвоночника. Исследователи установили, что средняя часть спины – грудной отдел от лопаток до окончания ребер – обладает значительно более высокой торсионной гибкостью по сравнению с поясничной зоной.
Такая архитектура скелета позволяет животному последовательно поворачивать сначала переднюю, а затем заднюю часть туловища непосредственно в процессе падения. В то время как грудной отдел обеспечивает необходимую амплитуду скручивания, поясничный отдел выступает в роли более жесткого блока, завершающего движение и стабилизирующего положение тела. Дополнительными факторами маневра служат отсутствие жесткой ключицы и вестибулярный аппарат внутреннего уха, работающий по принципу биологического гироскопа.
В ходе работы ученые проанализировали образцы позвоночников пяти животных, подвергая их контролируемому скручиванию в лабораторных условиях. Полученные механические параметры сопоставили с кадрами высокоскоростной съемки падающих кошек. Эксперимент подтвердил, что распределение торсионной жесткости костей полностью соответствует биомеханике движений. Ранее считалось, что позвоночник кошачьих обладает однородной гибкостью, однако новые данные указывают на то, что передняя часть туловища служит своего рода подвижным рулем.
Результаты работы представляют интерес не только для биологии, но и для робототехники. Инженеры уже используют данные о скручивании позвоночника для создания алгоритмов стабилизации автономных роботов. Вместе с тем ученые напоминают о рисках урбанизированной среды. Несмотря на эффективность врожденного рефлекса, в ветеринарной практике часто фиксируется синдром высотника. В условиях современных городов падения с большой высоты приводят к тяжелым травмам, поскольку природный защитный механизм не способен компенсировать энергию удара при столкновении с твердым покрытием.
