איך חתול מצליח להתהפך באוויר ולנחות על רגליו? השאלה הזו מעסיקה מדענים כבר יותר ממאה שנה, וכעת מחקר חדש מאוניברסיטת ימאגוצ'י ביפן שופך אור נוסף על אחת התופעות המפורסמות בעולם החי.
בשנת 1969 הצליחו חוקרים להראות באמצעות מתמטיקה כי חתולים אינם מפרים את החוק, אלא מסובבים חלקים שונים בגופם באופן שמאפשר להם לשנות את מנח הגוף תוך כדי תנועה באוויר. כעת, המחקר היפני החדש מעמיק עוד יותר בהבנת המנגנון.
לפי החוקרים, היכולת של חתול לנחות על רגליו קשורה בחלקה להבדלים בגמישות לאורך עמוד השדרה שלו. לצורך המחקר ניתחו החוקרים את עמודי השדרה של חמישה פגרי חתולים. הם הפרידו בזהירות בין עמוד השדרה החזי, באזור הגב העליון והאמצעי, לבין עמוד השדרה המותני, באזור הגב התחתון, ובדקו כל אחד מהאזורים מבחינת חוזק, גמישות והתנגדות לסיבוב. הרצועות והדיסקים הבין-חולייתיים נותרו במקומם במהלך הבדיקה.
בנוסף, השתמשו החוקרים במצלמות מהירות כדי לתעד שני חתולים שנפלו על כרית רכה. כל אחד מהם הופל שמונה פעמים מגובה של כ-3.3 רגל, והחוקרים עקבו אחר תנועת חלקי גופם, ובהם הכתפיים והירכיים.
מגמישות ליציבות: איך עמוד השדרה של החתול מבטיח נחיתה בטוחה?
ממצאי המחקר העלו כי חלקים שונים בעמוד השדרה נעים בדרכים שונות כדי לאפשר לחתול לנחות בבטחה. עמוד השדרה החזי נמצא גמיש יותר, בעוד עמוד השדרה המותני קשיח יותר. החוקרים מצאו כי לעמוד השדרה החזי יש "אזור ניטרלי" - טווח תנועה שבו נדרש כוח מזערי בלבד כדי להתחיל לנוע - והוא יכול להסתובב כמעט 50 מעלות בלי מאמץ רב. מנגד, האזור המותני מסייע בעיקר ליציבות.
במהלך הנפילה, כך לפי החוקרים, החתול מתקן את מנח גופו תחילה באמצעות סיבוב הראש והרגליים הקדמיות לעבר הקרקע. מכיוון שהחלק הקדמי של הגוף קל וגמיש יותר, והוא כולל את אזור עמוד השדרה החזי, הוא מוביל את התנועה. לאחר מכן עוקב אחריו החלק האחורי של הגוף. הפער בין סיבוב החלק הקדמי לבין החלק האחורי נמדד בכ-94 אלפיות השנייה אצל חתול אחד ובכ-72 אלפיות השנייה אצל השני.
החוקרים מסבירים כי עמוד השדרה המותני מספק יציבות, ומאפשר לחתול לסובב את חלקו הקדמי מבלי לאבד שליטה על כיוון הגוף כולו. לדבריהם, התוצאה היא תנועה הדרגתית: קודם מסתובב החלק הקדמי של הגו, ורק אחריו החלק האחורי.
עם זאת, החוקרים מציינים גם מגבלה מסוימת במחקר: בבדיקת פגרי החתולים היה צורך לחתוך דרך כלוב הצלעות, דבר שעשוי היה להשפיע במידת מה על תנועת עמוד השדרה החזי. לדבריהם, מחקרים עתידיים על עמוד השדרה עשויים לסייע לא רק להבנת חתולים, אלא גם להעמקת הידע על יונקים בכלל ועל יכולות התנועה שלהם.