Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Высокоскоростная съемка помогла раскрыть секрет кошачьей акробатики
Каждый, кому доводилось держать кошку на руках, знает: если она вдруг сорвется вниз, то почти всегда приземлится на четыре лапы. Это происходит за доли секунды. Тело животного вращается в воздухе и словно само находит правильное положение. Не одно десятилетие ученые пытаются понять, как кошки проделывают этот трюк. Теперь исследователи приблизились к разгадке.
Способность кошек приземляться на лапы интриговала людей с давних времен. Что касается научного интереса к феномену, то он возник в конце XIX века — после опытов и хронофотографий французского физиолога Этьена‑Жюль Маре, которые впервые позволили покадрово увидеть, как тело кошки поворачивается в падении. Тогда физики и биологи стали систематически изучать и обсуждать механизмы, объясняющие явление. С тех пор в популярной и научной литературе сформировалось несколько основных гипотез.
Согласно первой гипотезе, которую называют «пропеллерный хвост», кошка вращает хвостом в одну сторону, заставляя тело поворачиваться в другую, что помогает ей приземляться на четыре лапы. Однако в последующих экспериментах выяснилось, что хвост играет вспомогательную, а не ключевую роль. Кошки без хвоста или с укороченным хвостом тоже успешно выполняли этот маневр.
Вторая гипотеза — «сгибание и скручивание» — предполагает, что животное резко сгибает тело, после чего передняя и задняя половины корпуса поворачиваются в противоположные стороны. Благодаря этому передние и задние лапы практически одновременно занимают правильное положение в воздухе.
Третья гипотеза — «группировка и поворот». Согласно этой идее, кошка действует поэтапно. Сначала вытягивает задние лапы и прижимает передние к груди, поворачивая переднюю часть корпуса. Затем, поменяв положение, она вытягивает передние конечности, поджимает задние и доворачивает таз. Так одна пара лап оказывается в нужном положении раньше другой.
Ученые долго спорили, какая из этих моделей верна. Им хотелось найти простое и элегантное объяснение, но природа, как всегда, оказалась хитрее.
Окончательно разобраться в вопросе попыталась команда японских исследователей под руководством Ясуо Хигураси (Yasuo Higurashi) из Университета Ямагути. Они провели два необычных эксперимента.
Сначала изучили позвоночники пяти умерших кошек: аккуратно скручивали разные участки позвоночника и измеряли, насколько сильно каждая часть способна поворачиваться без повреждений. Особое внимание уделили двум зонам: грудному отделу (середина спины) и поясничному отделу (область ближе к тазу).
Измеренный диапазон вращения грудного отдела позвоночника в среднем оказался примерно в три раза больше, чем диапазон поясничного отдела. Иными словами, грудной отдел позвоночника намного гибче поясничного, и эта гибкость позволяет кошке быстрее и легче поворачивать переднюю часть тела во время падения.
Затем ученые сняли на высокоскоростную камеру падение двух взрослых кошек с высоты одного метра и проанализировали последовательность движений животных. Запись позволила рассмотреть движения тела с точностью до миллисекунд.
Оказалось, передняя часть тела кошки поворачивалась на десятки миллисекунд раньше, чем задняя. То есть движение происходило последовательно, а не одновременно. Сперва кошка выравнивала передние лапы и только спустя десятки миллисекунд доворачивала задние. Этот трюк совершается очень быстро, поэтому со стороны кажется, что кошка переворачивается в воздухе всем телом.
Ранее многие специалисты отдавали предпочтение второй гипотезе («сгибание и скручивание»), предполагающей одновременный поворот частей тела. Однако результаты нового исследования показали, что в основе кошачьей акробатики лежит последовательный механизм, описываемый третьей гипотезой, — «группировка и поворот». Животное сначала группируется, затем поочередно разворачивает разные части тела, используя гибкость грудного отдела позвоночника.
Стоит отметить, что исследование имеет некоторые ограничения. Ученые наблюдали только двух живых кошек и снимали их падение с высоты один метр. Это не позволяет с полной уверенностью утверждать, что все кошки ведут себя одинаково при падении с разных высот или в разных условиях. Также эксперименты с умершими животными показывают лишь пределы гибкости позвоночника, но не учитывают активную работу мышц живой кошки в воздухе.
Во время экспериментов обнаружилась еще одна любопытная деталь. При падении обе кошки поворачивались вправо. Одна из них делала так всегда, другая — в шести случаях из восьми. Почему это происходит, пока неясно. Возможно, дело в асимметрии внутренних органов. Их расположение способно слегка смещать центр масс и облегчать поворот в определенную сторону.
Научная работа опубликована в журнале The Anatomical Record.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Микробиологи вырастили неизвестный ранее вид Асгард-архей из гиперсоленых микробных матов и впервые сделали 3D-снимки их прямого физического контакта с симбиотическими бактериями. Анализ томограмм показал встречное структурное движение: археи формируют сложную сеть из нитей и отпочковывающихся мембранных пузырьков, а бактерии прокладывают к этой сети прямые белковые нанотрубки. Визуализация подтверждает гипотезу о том, что эукариотические клетки возникли в результате тесного физического и метаболического переплетения двух микроорганизмов.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии