Котките са майстори на изкривяването — и на законите на физиката — което им помага при приземяването им.
Котката има няколко начина да изкриви тялото си по време на падане, за да се приземи на лапите си.
Когато котките падат, те се обръщат с дясната страна нагоре с привидно малко усилие - което обърква учените от десетилетия. Нашите котешки приятели изглежда се противопоставят на законите на физиката, като се преконфигурират във въздуха без намеса от друга сила. И така, как го правят?
Няколко фактора влияят върху това как една котка може да се приземи на четири крака, но просто казано, има две основни сили в играта: физика и неврология.
„Една от причините, поради които физиците бяха изненадани, че котките могат да се въртят и винаги да се приземяват на краката си, е запазването на ъгловия импулс“, каза Грег Гбър, физик от Университета на Северна Каролина в Шарлот, пред Live Science.
По същество това означава, че ако нещо се завърти по часовниковата стрелка, нещо друго трябва да се завърти обратно на часовниковата стрелка. Представете си котка, падаща от неподвижно положение с главата надолу. Като се огъва в кръста, котката може да завърти предната половина на тялото си в една посока и задната половина в обратната посока. Докато се разгъне в кръста, котката е с дясната страна нагоре. Гбър нарекъл това модел на „огъване и усукване“ в книгата си „Падащи котки и фундаментална физика“ (Yale University Press, 2019).
Но има и други техники, които могат да помогнат на котките да се изправят във въздуха и е вероятно да използват повече от една. При метода на "прибиране и завъртане" котката изпъва предните си крака и прибира задните си крака, придавайки на задната страна по-нисък инерционен момент, което означава по-ниско съпротивление срещу промените във въртеливото движение. След това прави обратното, прибира предните си крака и изпъва задните. Има ефект, подобен на въртящ се фигурист: широко разпънатите ръце увеличават инерционния момент, докато приближаването на ръцете до тялото го намалява. Това обратно корелира със скоростта. С нарастването на инерцията скоростта намалява и обратно. Котките също могат да използват това, което Гбър нарича „опашката на витлото“, което работи по подобен начин. Докато опашката се върти в едната посока, тялото може да се върти в другата.
Такива изкривявания са възможни благодарение на гъвкавата лумбална област на котките - пространството между таза и гръдния кош - каза Джон Хътчинсън, професор по еволюционна биомеханика в Кралския ветеринарен колеж към Лондонския университет, пред Live Science. Котките имат слаби прешлени, което ги прави по-гъвкави от другите четириноги гръбначни животни.
Тази способност за приземяване на четири крака също има невроанатомично обяснение: изправящият рефлекс. За разлика от обикновения рефлекс, като коляното, изправянето при животните е сложен рефлекс, което означава, че е свързано със съзнателния мозък, каза Гбър.
Изправянето е поведенчески отговор на гравитацията, който разчита на вестибуларната система, която контролира баланса. Полукръгли канали и сензори, наречени отолити във вътрешното ухо на котка, откриват промени в нейното ускорение и позиция спрямо земята, подтиквайки мускулите й да се движат по начин, който й помага да се приземи на лапите си. Интересното е, че експерименти през 50-те години на миналия век показват, че тази изправяща реакция не е просто вкоренена в котките от раждането. Когато възрастни котки и новородени котенца били пуснати в условия на нулева гравитация, котенцата не успяли да се изправят, но възрастните котки го направили. Тъй като отолитите са изградени от плътна кост, възможно е те да трябва да се се развият напълно, преди животното да може да ги използва правилно, отбеляза Хътчинсън, но учените не са напълно сигурни.
Има значение обаче и височината на падане. Проучванията показват, че котките се приземяват с по-малко щети, когато падат от по-висок от седмия етаж, например, отколкото от по-ниски височини. Това се дължи най-вече на съпротивлението на въздуха, което забавя тялото на котката достатъчно, за да й позволи да се обърне. Освен това е малко вероятно котките да се обърнат правилно от по-малко от 0,3 до 0,6 метра, според изследване, публикувано в Annals of Improbable Research. (Не е безопасно за собствениците на котки нарочно да изпускат котките си, за да тестват изправящата им реакция; те могат да се наранят, особено ако имат вестибуларно заболяване.)
Правилните реакции не са уникални само за домашните котки. Много диви котки проявяват същото поведение, както плъховете и зайците. За котките най-правдоподобното еволюционно обяснение е склонността им да се катерят по дървета и други места високо над земята. За зайците хищничеството е вероятната еволюционна сила. Когато ястребът се хвърля към заек хоризонтално, например, заекът ще скочи нагоре вертикално, карайки ястреба да се опипва за заека, събаряйки го от линейния му път. Така заекът еволюирал начин да се приземява изправен и невредим.
За поведение, което учените някога са смятали само за инстинкт в продължение на много години, Гбър казва, че множество техники могат да бъдат отговорът.
„Имаме нещо вградено в нашата ДНК да търсим най-простото решение на проблем, но природата просто се грижи за най-ефективното решение“, каза той. "Всичко, което ги изправя на крака по-бързо, е по-добро."
Източник за статията
Когато котките падат, те се обръщат с дясната страна нагоре с привидно малко усилие - което обърква учените от десетилетия. Нашите котешки приятели изглежда се противопоставят на законите на физиката, като се преконфигурират във въздуха без намеса от друга сила. И така, как го правят?
Няколко фактора влияят върху това как една котка може да се приземи на четири крака, но просто казано, има две основни сили в играта: физика и неврология.
„Една от причините, поради които физиците бяха изненадани, че котките могат да се въртят и винаги да се приземяват на краката си, е запазването на ъгловия импулс“, каза Грег Гбър, физик от Университета на Северна Каролина в Шарлот, пред Live Science.
По същество това означава, че ако нещо се завърти по часовниковата стрелка, нещо друго трябва да се завърти обратно на часовниковата стрелка. Представете си котка, падаща от неподвижно положение с главата надолу. Като се огъва в кръста, котката може да завърти предната половина на тялото си в една посока и задната половина в обратната посока. Докато се разгъне в кръста, котката е с дясната страна нагоре. Гбър нарекъл това модел на „огъване и усукване“ в книгата си „Падащи котки и фундаментална физика“ (Yale University Press, 2019).
Но има и други техники, които могат да помогнат на котките да се изправят във въздуха и е вероятно да използват повече от една. При метода на "прибиране и завъртане" котката изпъва предните си крака и прибира задните си крака, придавайки на задната страна по-нисък инерционен момент, което означава по-ниско съпротивление срещу промените във въртеливото движение. След това прави обратното, прибира предните си крака и изпъва задните. Има ефект, подобен на въртящ се фигурист: широко разпънатите ръце увеличават инерционния момент, докато приближаването на ръцете до тялото го намалява. Това обратно корелира със скоростта. С нарастването на инерцията скоростта намалява и обратно. Котките също могат да използват това, което Гбър нарича „опашката на витлото“, което работи по подобен начин. Докато опашката се върти в едната посока, тялото може да се върти в другата.
Такива изкривявания са възможни благодарение на гъвкавата лумбална област на котките - пространството между таза и гръдния кош - каза Джон Хътчинсън, професор по еволюционна биомеханика в Кралския ветеринарен колеж към Лондонския университет, пред Live Science. Котките имат слаби прешлени, което ги прави по-гъвкави от другите четириноги гръбначни животни.
Тази способност за приземяване на четири крака също има невроанатомично обяснение: изправящият рефлекс. За разлика от обикновения рефлекс, като коляното, изправянето при животните е сложен рефлекс, което означава, че е свързано със съзнателния мозък, каза Гбър.
Изправянето е поведенчески отговор на гравитацията, който разчита на вестибуларната система, която контролира баланса. Полукръгли канали и сензори, наречени отолити във вътрешното ухо на котка, откриват промени в нейното ускорение и позиция спрямо земята, подтиквайки мускулите й да се движат по начин, който й помага да се приземи на лапите си. Интересното е, че експерименти през 50-те години на миналия век показват, че тази изправяща реакция не е просто вкоренена в котките от раждането. Когато възрастни котки и новородени котенца били пуснати в условия на нулева гравитация, котенцата не успяли да се изправят, но възрастните котки го направили. Тъй като отолитите са изградени от плътна кост, възможно е те да трябва да се се развият напълно, преди животното да може да ги използва правилно, отбеляза Хътчинсън, но учените не са напълно сигурни.
Има значение обаче и височината на падане. Проучванията показват, че котките се приземяват с по-малко щети, когато падат от по-висок от седмия етаж, например, отколкото от по-ниски височини. Това се дължи най-вече на съпротивлението на въздуха, което забавя тялото на котката достатъчно, за да й позволи да се обърне. Освен това е малко вероятно котките да се обърнат правилно от по-малко от 0,3 до 0,6 метра, според изследване, публикувано в Annals of Improbable Research. (Не е безопасно за собствениците на котки нарочно да изпускат котките си, за да тестват изправящата им реакция; те могат да се наранят, особено ако имат вестибуларно заболяване.)
Правилните реакции не са уникални само за домашните котки. Много диви котки проявяват същото поведение, както плъховете и зайците. За котките най-правдоподобното еволюционно обяснение е склонността им да се катерят по дървета и други места високо над земята. За зайците хищничеството е вероятната еволюционна сила. Когато ястребът се хвърля към заек хоризонтално, например, заекът ще скочи нагоре вертикално, карайки ястреба да се опипва за заека, събаряйки го от линейния му път. Така заекът еволюирал начин да се приземява изправен и невредим.
За поведение, което учените някога са смятали само за инстинкт в продължение на много години, Гбър казва, че множество техники могат да бъдат отговорът.
„Имаме нещо вградено в нашата ДНК да търсим най-простото решение на проблем, но природата просто се грижи за най-ефективното решение“, каза той. "Всичко, което ги изправя на крака по-бързо, е по-добро."
Коментари
Публикуване на коментар