پاسخ تحقیقات جدید به سؤال «چرا گربه‌ها، بعد از سقوط، همیشه روی پاهایشان فرود می‌آیند؟»

شهرآرانیوز؛ در سال ۱۸۹۴، فیزیولوژیست فرانسوی، اتین-ژول ماری، تلاش کرد تا یک پرسش آزاردهنده خاص در علم را حل کند: چطور گربه‌ها هنگام سقوط همیشه به نظر می‌رسد روی پاهایشان فرود می‌آیند؟ او با استفاده از فیلم‌های ابتدایی آن دوران، به طور قطعی نشان داد که گربه‌ها، هنگامی که از ارتفاع رها می‌شوند، قادرند خود را در هوا، بدون کمک، اصلاح و راست کنند.

این یافته‌ها جامعه علمی را شوکه کرد، اما رمز و راز چگونگی دستیابی گربه‌ها به این شاهکار همچنان حل‌نشده باقی ماند.

در مقاله‌ای که ماه گذشته در نشریه The Anatomical Record منتشر شد، محققان نگاه جدیدی به گربه‌های در حال سقوط ارائه کردند. شواهد آن‌ها بینش‌های جدیدی درباره مسئله موسوم «به گربه در حال سقوط» ارائه می‌دهد، به ویژه اینکه گربه‌ها بخش بسیار انعطاف‌پذیری در ستون فقرات خود دارند که به آن‌ها اجازه می‌دهد جهت‌گیری خود را در میان هوا اصلاح کنند.

گرگ گیبور، فیزیکدان و متخصص سقوط گربه‌ها در دانشگاه کارولینای شمالی در شارلوت که در این مقاله مشارکتی نداشت، گفت این مطالعه اولین موردی است که به بررسی «آنچه ساختار ستون فقرات گربه درباره چگونگی چرخش این حیوان هنگام سقوط به ما می‌گوید» پرداخته است. او افزود که این تحقیق جزئیات قابل توجه زیادی درباره نحوه مانور گربه‌ها هنگام سقوط آشکار کرده است.

مردم احتمالاً به اندازه‌ای که این حیوانات با انسان‌ها زندگی کرده‌اند، درباره گربه‌های در حال سقوط کنجکاو بوده‌اند، اما روش‌شناسی توانایی‌های آکروباتیک آن‌ها همچنان مرموز است. یاسوئو هیگوراشی، فیزیولوژیست در دانشگاه یاماگوچی ژاپن و نویسنده ارشد این مطالعه توضیح می‌دهد که بخشی از دشواری این است که آناتومی گربه به طور دقیق مطالعه نشده است.

راسلان بلیایف، جانورشناس در مؤسسه اکولوژی و تکامل سورتسوف در مسکو که در این مطالعه مشارکتی نداشت، گفت: «فیزیک‌دانان سعی کرده‌اند این رفتار را در معادلات نسبتاً ساده بررسی کنند، اما گربه واقعی هر چیزی هست به جز ساده.»

تحقیقات مدرن مسئله «گربه در حال سقوط» را به دو مدل تقسیم کرده است:

اولین مدل، «پا‌های به داخل، پا‌های به خارج»، نشان می‌دهد که گربه‌ها مسیر سقوط خود را با ابتدا کشیدن اندام‌های عقبی و سپس جمع کردن آن‌ها اصلاح می‌کنند، و با استفاده از یک پیچش متوالی قسمت بالایی و سپس پایینی تنه، حالت مناسب را در هنگام سقوط آزاد به دست می‌آورند.

مدل دوم، «جمع کردن و چرخیدن»، نشان می‌دهد که گربه‌ها قسمت‌های بالایی و پایینی بدن خود را در حرکات متقارن همزمان می‌چرخانند.

در مطالعه جدید، دکتر هیگوراشی و همکارانش بخش‌های مختلف ستون فقرات گربه را به دقت بررسی کردند. آن‌ها همچنین آزمایش‌های رهاسازی را روی یک جفت گربه زنده، از ارتفاع حدوداً نود سانتی‌متری انجام دادند.

دکتر هیگوراشی گفت: «برای جلوگیری از آسیب، یک بالشتک ضخیم و نرم در محل فرود قرار دادیم. یکی از دانشجویان لیسانس ما کار رها کردن را انجام داد.»

تیم او همچنین دستگاهی برای آزمون فیزیکی انعطاف‌پذیری ستون فقرات ساخت. پس از خارج کردن ستون فقرات از اجساد، آن‌ها به صورت سیستماتیک بخش‌هایی از مهره‌ها را با چنگال‌های مکانیکی خم کردند و پیچ‌وتاب دادند و میزان چرخش را اندازه‌گیری کردند.

آنها مشاهدات خود را با فیلم‌های گرفته‌شده از گربه‌های زنده مقایسه کردند. ضبط‌ها به صورت فریم به فریم تحلیل شدند.

محققان دریافتند که ستون فقرات گربه‌سانان در مهره‌های قفسه سینه بالایی بسیار انعطاف‌پذیر است، اما در مهره‌های کمری پایینی سفت‌تر و سنگین‌تر است. این کشف با شواهد ویدیویی که نشان می‌دهد گربه‌ها ابتدا پا‌های جلویی و سپس پا‌های عقبی خود را می‌چرخانند مطابقت دارد. نتایج نشان می‌دهد که گربه با چرخاندن سریع تنه بالایی انعطاف‌پذیر خود به سمت زمین، می‌تواند ببیند تا بقیه بدنش را به درستی برای تطابق بچرخاند.

دکتر هیگوراشی گفت: «ستون فقرات قفسه سینه گربه می‌تواند مانند گردن ما بچرخد.»

او می‌گوید آزمایش‌ها روی ستون فقرات نشان می‌دهد که مهره‌های بالایی می‌توانند به شکل شگفت‌انگیزی ۳۶۰ درجه بچرخند، که به گربه‌ها کمک می‌کند این حرکات اصلاحی را به آسانی انجام دهند. دکتر هیگوراشی می‌گوید نتایج با مدل «پا‌های به داخل، پا‌های به خارج» سازگار است، اما تعیین قطعی اینکه کدام مدل صحیح است به کار بیشتری نیاز دارد.

نتایج همچنین منجر به کشف دیگری شد: به نظر می‌رسد گربه‌ها، مانند بسیاری از حیوانات، یک سوگیری به سمت راست دارند. یکی از گربه‌های رها شده، هشت‌بار از هشت‌بار با چرخش به راست خود را اصلاح کرد، در حالی که دیگری شش بار از هشت‌بار به راست چرخید.

اگرچه این مطالعه مسئله «گربه در حال سقوط» را حل نمی‌کند، دکتر بلیایف گفت که این تحقیق «بینش‌هایی برای فیزیک‌دانان درباره نحوه تنظیم مدل‌های مکانیکی خود برای هماهنگی بهتر با ویژگی‌های واقعی یک گربه» فراهم کرده است.

در تحقیقات آینده، دکتر هیگوراشی و همکارانش قصد دارند داده‌های بیشتری درباره گربه‌های در حال سقوط جمع‌آوری کنند تا مدل‌های ریاضی و سه‌بعدی به‌روزشده‌ای بسازند. شاید آن مدل‌ها پرونده «گربه در حال سقوط آزاد» را حل کنند.

در ادامه حتما بخوانید پیری انسان غیرخطی است | چرا بدن پس از ۵۰سالگی ناگهان سریع‌تر پیر می‌شود؟