Кошачий выпрямляющий рефлекс

Рефлекс выпрямления кошки — это врожденная способность кошки ориентироваться при падении, чтобы приземлиться на ноги. Выпрямительный рефлекс начинает проявляться в 3–4-недельном возрасте и совершенствуется к 6–9-недельному возрасту. ^[1] Кошки способны на это, потому что у них необычайно гибкий позвоночник и отсутствие функциональной ключицы . Хвост, кажется, помогает, но кошки без хвоста также обладают этой способностью, поскольку кошки в основном поворачиваются, двигая ногами и поворачивая позвоночник в определенной последовательности. ^[2]

Хотя кошки являются наиболее известным примером этого рефлекса, они не единственное животное, которое, как известно, обладает способностью выпрямляться в воздухе. Подобные явления наблюдались и у других мелких позвоночных, таких как кролики . ^[3] крысы , ^[4] ящерицы и некоторые беспозвоночные хвостатые человекообразные (например, палочники ). ^[5]

Техника

Схематическая анимация задействованного движения

Кошки падают при нормальной гравитации и при отсутствии гравитации

Определив положение сверху вниз визуально или с помощью вестибулярного аппарата (во внутреннем ухе ), кошки умудряются повернуться лицом вниз, не меняя при этом своего суммарного углового момента . Они могут добиться этого с помощью следующих ключевых шагов:

Согнитесь посередине так, чтобы передняя половина их тела вращалась вокруг другой оси, чем задняя половина.
Подогните передние ноги, чтобы уменьшить момент инерции передней половины тела, и вытяните задние ноги, чтобы увеличить момент инерции задней половины тела, чтобы они могли повернуть переднюю часть на целых 90°, одновременно задняя половина поворачивается в противоположном направлении всего на 10°.
Вытяните передние ноги и подогните задние, чтобы они могли дальше вращать заднюю половину, а передняя половина меньше вращалась в противоположном направлении.

В зависимости от гибкости кошки и начального углового момента, если таковой имеется, кошке, возможно, придется выполнить второй и третий этапы несколько раз, чтобы совершить полный поворот на 180°. ^[6]^[7]^[8]

Конечная скорость

Помимо выпрямительного рефлекса, у кошек есть и другие особенности, снижающие ущерб от падения. Их небольшой размер, легкая костная структура и густой мех снижают их конечную скорость . Падая, кошка расправляет тело, чтобы увеличить сопротивление. ^[9] Кошка среднего размера с вытянутыми конечностями достигает конечной скорости около 60 миль в час (97 км/ч), что примерно вдвое меньше, чем у человека среднего размера, который достигает конечной скорости около 120 миль в час (190 км/ч). ^[10] Исследование кошачьего синдрома высотного подъема, проведенное в 2003 году , показало, что кошки «ориентируют [свои] конечности горизонтально после достижения максимальной скорости, чтобы удар более равномерно распределялся по всему телу». ^[11]^: 311

Рана

Благодаря своему выпрямляющему рефлексу кошки часто приземляются целыми и невредимыми. Однако это не всегда так, поскольку кошки все равно могут сломать кости или умереть в результате сильного падения. В исследовании 1987 года, опубликованном в Журнале Американской ветеринарной медицинской ассоциации , среди 132 кошек, которые были доставлены в Нью-Йоркский медицинский центр животных после падения со здания, было обнаружено, что травмы на одну кошку положительно увеличиваются с высотой, вплоть до высоты семь этажей, после чего количество травм уменьшилось. Одна кошка упала с высоты 40 этажей, не получив травм, очевидно, отскочив от навеса и упав в цветочный горшок. ^[12] Авторы исследования предположили, что после падения с пяти этажей кошки достигли предельной скорости, после чего они расслабились и расправили тела, чтобы увеличить сопротивление . Однако критики исследования поставили под сомнение вывод о том, что уровень смертности снижается с увеличением роста из-за систематической ошибки выживаемости ; падения, приведшие к мгновенной смерти, не были включены, поскольку умершую кошку не доставили к ветеринару. ^[12] Исследование, проведенное в 2003 году на 119 кошках, пришло к выводу, что «падение с седьмого этажа или выше связано с более тяжелыми травмами и более высокой частотой травм грудной клетки». ^[13]

См. также

Проблема падающего кота - математическая проблема объяснения физики рефлекса выпрямления кошки.
Синдром высотки - ветеринарная терминология для обозначения травм, полученных кошками, обычно вызванных падением со значительной высоты.
Парадокс кота с маслом - юмористическая комбинация двух наблюдений: рефлекса выпрямления кошки и феномена тоста с маслом.

Ссылки

^ Сехзера, Джери А.; Фольстейна, Сьюзен Э.; Гейгера, Эрик Х.; Мервиса, Рональд Ф.; Михана, Сюзанна М. (декабрь 1984 г.). «Развитие и созревание постуральных рефлексов у нормальных котят». Экспериментальная неврология . 86 (3): 493–505. дои : 10.1016/0014-4886(84)90084-0 . ПМИД 6499990 . S2CID 23606824 .
^ Нгуен, Хай Д. «Как кошке всегда удается приземлиться на ноги?» . Технологический институт Джорджии, Школа медицинской инженерии. Архивировано из оригинала 10 апреля 2001 г. Проверено 15 мая 2007 г.
^ Шенфельдер, Дж. (март 1984 г.). «Развитие возвратно-поступательного рефлекса у кроликов в послеродовом периоде» . Поведенческие исследования мозга . 11 (3): 213–221. дои : 10.1016/0166-4328(84)90213-4 . ISSN 0166-4328 . PMID 6721914 – через PubMed.
^ Ян, Синьпин; Окито, Казуёси; Ямагучи, Такаши (март 2010 г.). «Влияние абляции верхних холмиков на рефлекс выпрямления воздуха у крысы» . Журнал физиологических наук . 60 (2): 129–136. дои : 10.1007/s12576-009-0076-0 . ISSN 1880-6562 . ПМЦ 10717533 . ПМИД 20047100 .
^ Юсуфи, Адриан; Цзэн, Ю; Фулл, Роберт; Дадли, Роберт (19 сентября 2011 г.). «Воздушные опорные рефлексы у нелетающих животных» . Интегративная и сравнительная биология . 51 (6): 937–943. дои : 10.1093/icb/icr114 . PMID 21930662 – через Oxford Academic.
^ Финк, Харди (февраль 1997 г.). «Взгляд на биомеханику скручивания» . Техника . 17 (2). США, гимнастика . Архивировано из оригинала 28 мая 1998 г. Проверено 26 декабря 2007 г.
^ Калле, Карлос И. (10 октября 2001 г.). Суперструны и другие вещи: Путеводитель по физике . ЦРК Пресс . стр. 106, 107. ISBN. 9780750307079 . Проверено 4 июня 2008 г.
^ Кейн, Томас; Шер, член парламента (1969). «Динамическое объяснение феномена падающего кота». Международный журнал твердых тел и структур . 5 (7): 663–670. дои : 10.1016/0020-7683(69)90086-9 .
^ Хатчинсон, младший (11 января 1996 г.). «Полет позвоночных: планеризм и прыжки с парашютом» . Музей палеонтологии Калифорнийского университета . Проверено 22 декабря 2016 г.
^ Насау, Д. (25 марта 2012 г.). «Кто, что, почему: как кошки выживают при падении с большой высоты?» . Новости BBC онлайн . Проверено 22 декабря 2016 г.
^ Внук, Д.; Пиркич, Б.; и др. (18 июня 2003 г.). «Синдром кошачьих высоток: 119 случаев (1998–2001 гг.)» . J Feline Med Surg . 6 (5): 305–12. дои : 10.1016/j.jfms.2003.07.001 . ПМИД 15363762 . S2CID 40989939 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Адамс, Сесил (19 июля 1996 г.). «The Straight Dope: Всегда ли кошки приземляются на ноги целыми и невредимыми, независимо от того, как далеко они падают?» . Прямой наркотик . Архивировано из оригинала 15 августа 2000 г. Проверено 4 июня 2008 г.
^ Внук, Д.; Пиркич, Б.; Матичич, Д.; Радишич, Б.; Стейскал, М.; Бабич, Т.; Кресзингер, М.; Лемо, Н. (1 октября 2004 г.). «Синдром кошачьих высоток: 119 случаев (1998–2001 гг.)» . Журнал кошачьей медицины и хирургии . 6 (5): 305–312. дои : 10.1016/j.jfms.2003.07.001 . ПМИД 15363762 . S2CID 40989939 .

Дальнейшее чтение

Арабян, А.; Цай, Д. (1998). «Модель распределенного управления рефлексом выпрямления кошки». Биол. Киберн . 79 (5): 393–401. дои : 10.1007/s004220050488 . ПМИД 9851020 . S2CID 6443644 .
Даймонд, Дж. (1988). «Почему у кошек девять жизней». Природа . 332 (6165): 586–587. Бибкод : 1988Natur.332..586D . дои : 10.1038/332586a0 . ПМИД 3357516 . S2CID 4241224 .
Гбур, Грег (2019). Падение кошек и фундаментальная физика . Нью-Хейвен, Коннектикут. ISBN 978-0-300-24907-1 . OCLC 1122457477 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
Лаурис, Ю .; Калли-Лаури, Дж.; Шварце, П. (1990). «Постнатальное развитие реакции выпрямления воздуха у крыс-альбиносов. Количественный анализ нормального развития и эффекта предотвращения вращений шеи-туловища и туловища-таза». Поведенческие исследования мозга . 37 (1): 37–44. дои : 10.1016/0166-4328(90)90070-У . ПМИД 2310493 . S2CID 10542756 .
Лаурис, Ю.; Калли-Лаури, Дж.; Шварце, П. (1990). «Влияние измененной массы головы, грудной клетки и таза на постнатальное развитие реакции восстановления воздуха у крыс-альбиносов». Поведение. Мозговой Рес . 38 (2): 185–190. дои : 10.1016/0166-4328(90)90016-8 . ПМИД 2363837 . S2CID 8325481 .

Внешние ссылки

[1] Сехзера, Джери А.; Фольстейна, Сьюзен Э.; Гейгера, Эрик Х.; Мервиса, Рональд Ф.; Михана, Сюзанна М. (декабрь 1984 г.). «Развитие и созревание постуральных рефлексов у нормальных котят». Экспериментальная неврология . 86 (3): 493–505. дои : 10.1016/0014-4886(84)90084-0 . ПМИД 6499990 . S2CID 23606824 .

[2] Нгуен, Хай Д. «Как кошке всегда удается приземлиться на ноги?» . Технологический институт Джорджии, Школа медицинской инженерии. Архивировано из оригинала 10 апреля 2001 г. Проверено 15 мая 2007 г.

[3] Шенфельдер, Дж. (март 1984 г.). «Развитие возвратно-поступательного рефлекса у кроликов в послеродовом периоде» . Поведенческие исследования мозга . 11 (3): 213–221. дои : 10.1016/0166-4328(84)90213-4 . ISSN 0166-4328 . PMID 6721914 – через PubMed.

[4] Ян, Синьпин; Окито, Казуёси; Ямагучи, Такаши (март 2010 г.). «Влияние абляции верхних холмиков на рефлекс выпрямления воздуха у крысы» . Журнал физиологических наук . 60 (2): 129–136. дои : 10.1007/s12576-009-0076-0 . ISSN 1880-6562 . ПМЦ 10717533 . ПМИД 20047100 .

[5] Юсуфи, Адриан; Цзэн, Ю; Фулл, Роберт; Дадли, Роберт (19 сентября 2011 г.). «Воздушные опорные рефлексы у нелетающих животных» . Интегративная и сравнительная биология . 51 (6): 937–943. дои : 10.1093/icb/icr114 . PMID 21930662 – через Oxford Academic.

[Gymnastics-6] Финк, Харди (февраль 1997 г.). «Взгляд на биомеханику скручивания» . Техника . 17 (2). США, гимнастика . Архивировано из оригинала 28 мая 1998 г. Проверено 26 декабря 2007 г.

[CarlosICalle-7] Калле, Карлос И. (10 октября 2001 г.). Суперструны и другие вещи: Путеводитель по физике . ЦРК Пресс . стр. 106, 107. ISBN. 9780750307079 . Проверено 4 июня 2008 г.

[8] Кейн, Томас; Шер, член парламента (1969). «Динамическое объяснение феномена падающего кота». Международный журнал твердых тел и структур . 5 (7): 663–670. дои : 10.1016/0020-7683(69)90086-9 .

[berkeley-9] Хатчинсон, младший (11 января 1996 г.). «Полет позвоночных: планеризм и прыжки с парашютом» . Музей палеонтологии Калифорнийского университета . Проверено 22 декабря 2016 г.

[10] Насау, Д. (25 марта 2012 г.). «Кто, что, почему: как кошки выживают при падении с большой высоты?» . Новости BBC онлайн . Проверено 22 декабря 2016 г.

[vnuk-11] Внук, Д.; Пиркич, Б.; и др. (18 июня 2003 г.). «Синдром кошачьих высоток: 119 случаев (1998–2001 гг.)» . J Feline Med Surg . 6 (5): 305–12. дои : 10.1016/j.jfms.2003.07.001 . ПМИД 15363762 . S2CID 40989939 .

[NYmed-12] Перейти обратно: ^а ^б Адамс, Сесил (19 июля 1996 г.). «The Straight Dope: Всегда ли кошки приземляются на ноги целыми и невредимыми, независимо от того, как далеко они падают?» . Прямой наркотик . Архивировано из оригинала 15 августа 2000 г. Проверено 4 июня 2008 г.

[13] Внук, Д.; Пиркич, Б.; Матичич, Д.; Радишич, Б.; Стейскал, М.; Бабич, Т.; Кресзингер, М.; Лемо, Н. (1 октября 2004 г.). «Синдром кошачьих высоток: 119 случаев (1998–2001 гг.)» . Журнал кошачьей медицины и хирургии . 6 (5): 305–312. дои : 10.1016/j.jfms.2003.07.001 . ПМИД 15363762 . S2CID 40989939 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]