I děti vědí, že kočky při pádu z velké výšky nejčastěji dopadnou na tlapky bez zranění. Ale až donedávna ani vědci nemohli pochopit, jak přesně to dokázali – a když byly získány první fotografie padajícího kočičího těla, akademici rozhodli, že to porušuje fyzikální zákony. Catherine Wu hovořila s výzkumníky a veterináři o tom, jak se kočkám podařilo najít mezeru v těchto zákonech, zda jsou takové triky pro zvířata skutečně bezpečné a proč může být pád ze třetího patra nebezpečnější než pád z třicátého třetího.
V říjnu 1894 na zasedání Francouzské akademie věd slavný fyziolog Etienne-Jules Mary ukázal sérii fotografií, které uvrhly jeho kolegy do rozhořčení. Jeden z účastníků konference uvedl, že Mary představila vědecký paradox, který porušuje základní zákony pohybu objektů.
Kočka byla v centru sporu. Přesněji padající kočka, která se zkroutila ve vzduchu, aby přistála na tlapách.
Po celá léta vědci teoretizovali, že kočky mohou přistát na nohou, pouze pokud se nejprve odtlačí od povrchu. Tato myšlenka vychází z fyzikálního konceptu zachování momentu hybnosti, podle kterého tělesa, která se zpočátku neotáčejí, mohou začít rotovat pouze pod vlivem vnější síly. Bez zatlačení neměla kočka žádnou páku – a nic jiného, co by ji mohlo donutit otočit se správnou cestou nahoru.
Ale na Maryiných fotografiích se kočka začala ohýbat hned poté, co byl ve vzduchu, a bez zjevného důvodu se otočil.
V následujících desetiletích vědci navrhli mnoho vysvětlení této záhady a mnoho z nich se ukázalo jako zcela nepravdivé. Lidé se stále hádají o podrobnostech převrácení koček, říká Greg Gbur, fyzik z University of North Carolina v Charlotte a autor knihy Falling Cats a Fundamental Physics. Odborníci se ale shodují, že kočky (možná bohužel) fyzikálním zákonům nevzdorují, ale pouze je chytře využívají k přežití i za zdánlivě nemožných okolností.
Gbour mi řekl, že zmatení fyzici z Francouzské akademie věd přemýšleli o momentu hybnosti kočky příliš primitivním způsobem. Moment hybnosti může být zachován uvnitř rotujícího objektu (tj. kočky), pokud se polovina těla otáčí jedním směrem, zatímco druhá polovina se otáčí druhým směrem, jako v mlýnku na pepř. Tyto dvě části těla se pak vzájemně chovají jako opěrné body, přičemž si navzájem dávají stejnou a opačnou tlačnou, rotační sílu. Což se zřejmě u koček stává. “Kostra kočky je neuvěřitelně flexibilní,” říká Barbro Filliquist, veterinární chirurg na University of California, Davis. Kočky dokážou vyklenout páteř tak ostře, že vlastně rozdělí své tělo na dvě části. Je to, jako by měli „jakýsi kolenní kloub v horní části zad,“ říká David Hu, strojní inženýr z Georgia Tech.
Když kočka padá hlavou napřed, přední polovina těla se obvykle převalí jako první. Aby k tomu došlo, musí se tato polovina otáčet rychleji než zadní polovina – k tomu kočka přitáhne přední tlapky k břichu (asi jako když krasobruslaři natahují ruce a rychle se točí kolem své osy), zatímco zadní tlapky zůstat rozprostřeny. Kočka pak uvolní přední tlapky a zároveň stiskne zadní tlapky. Zadní část se pak začne otáčet rychleji, čímž se přední část těla dostane do polohy pravou stranou nahoru.
Mezitím ocas, překvapivě, může fungovat jako druh vrtule, která urychluje rotaci těla. I když to už je luxus, poznamenal Gbur: Manské kočky perfektně padnou i bez ocasu.
K převrácení dochází překvapivě rychle, říká fyzik Hanno Essen, který modeloval proces pohybu kočky při pádu. Kočky dokážou po ulétnutí maximálně půl metru změnit polohu těla – ve zlomku vteřiny se zorientují v prostoru. Právě tento impuls pomohl essenské kočce jménem Musche bezpečně přistát po pádu z okna ve výšce 10–12 metrů od země.
Navzdory své hbitosti kočky stále čelí obrovským rizikům při pádu z velkých výšek – zvláště když se moderní budovy staly vyššími. Podle Carly Fox, vedoucí veterinární lékařky Schwarzman Animal Medical Center v New Yorku, byla téměř čtvrtina zranění domácích zvířat za posledních sedm let důsledkem pádů z výšky. Pády z výšek mohou kočkám způsobit krvácení z nosu, rozbitá ústa, zhroucené plíce, zlomené nohy a dokonce i prasklé vnitřní orgány.
Čím výše kočka padá, tím je přistání riskantnější – alespoň do určitého bodu. Někteří vědci tvrdí, že pokud kočka spadne z výšky větší než šest nebo sedm pater, může se míra zranění stabilizovat nebo dokonce snížit. Je to vědecky zvláštní, říká fyzik Rhett Alleyne, který o fenoménu napsal článek pro Wired.
“Možná máme co do činění s nespolehlivými údaji.” Když majitelé přivedou své kočky k veterináři, jejich tvrzení může být obtížné ověřit. Jiné studie ukázaly zcela opačné výsledky. S tak řídkými a protichůdnými údaji jednoduše nevíme, zda je to pravda, nebo ne,“ vysvětluje Michael Cato, veterinář pro naléhavou a kritickou péči v Kalifornii.
To je však v souladu s šokující odolností některých koček při pádu z velmi vysokých výšek. Gbur jednou viděl kočku skočit z dvacetimetrového stromu a Fox nedávno ošetřoval kočku, která přežila pád z devatenáctého patra. Kočka jménem Sabrina jednou letěla třicet dva pater, přistála na betonu a přežila. A kočka jménem Jommie spadla z dvacátého šestého patra, prorazila střechu stanu a vůbec se nezranila.
„Viděla jsem kočky padat ze sedmého, osmého, devátého, desátého patra a měly tržné rány, někdy i zlomenou nohu, ale časem se to zahojí,“ říká Christine Rutterová, veterinářka z Texaské univerzity. .
Výzkum ukazuje, že míra přežití koček padajících z výšek je trvale nad 90 %, „což mi zní šíleně vzhledem k tomu, že pracuji na pohotovosti a na jednotce intenzivní péče,“ říká Sofia Amirsultanová, veterinářka pro naléhavou a kritickou péči na State University. North Karolíně.
Tajemstvím může být, že kočky proklouzávají další mezerou ve fyzikálních zákonech. Během prvních pár metrů pádu se kočičí tělo zrychlí, což zvyšuje náraz, který pocítí, když se konečně dotkne země. Pro kočky, které spadají do dvou až pěti pater, mohou být následky zničující. Po prolétnutí pěti pater však 11kilogramová kočka dosáhne konečné rychlosti asi 70 kilometrů za hodinu – a bez ohledu na to, jak je její výchozí bod vyšší, dopad bude stejný. Možná, jak mi řekla Ilen, neexistuje žádný limit pro výšku, ze které může kočka skočit a přežít.
Dosažení maximální rychlosti může vytvořit příjemný pocit beztíže a dokonce způsobit, že se mozek kočky „přestane bát“, což způsobí, že se zvířecí tlapky uvolní, navrhl Rutter. Úder bude mít stejnou sílu, ale bude méně ostrý a rovnoměrnější po těle kočky. To by mohlo vysvětlovat, proč zranění, která Kato a jeho kolegové nacházejí u koček, které padají z výšky sedmi nebo více pater, jsou častěji na trupu a čelistech než na končetinách.
Zdá se, že králíci se také docela dobře kroutí ve vzduchu. Kromě toho vědci zjistili, že některé druhy gekonů se mohou bezpečně vznést k zemi máváním svých velmi tlustých ocasů. Ale snad jen domácí kočky dosáhly dokonalosti, protože mají úžasný smysl pro rovnováhu, který jim umožňuje okamžitě vědět, kdy se převrátit, a navíc bleskurychlé reflexy, ohebná záda a neuvěřitelně elastické končetiny, říká Mairin Balisi, paleontolog Alfa muzeum paleontologie v Kalifornii. Ale psi se po pádu necítí tak dobře, říkají veterináři. Dokonce i některé větší druhy koček moc dobře nepřistávají, řekla Balisi.
Zeptal jsem se Gbura, zda by se lidé mohli naučit napodobovat kočičí gyroskopická salta. Možná, odpověděl mi, už víme, jak na to. Nejlepší potápěči a gymnasté se umí točit stejně dobře jako kočky. NASA také bere lekce od koček, aby naučila astronauty, jak se pohybovat ve vesmíru, kde není gravitace. Ale kočky nepřekonáme, řekl mi Gbur. Snad nikdo to nevěděl lépe než Mary, přední dodavatelka fotografií opuštěných koček: časopis Nature publikovaný měsíc po konferenci z dobrého důvodu zaznamenal „výraz pobouřené důstojnosti“ na tváři tématu navždy zvěčněného na film. .
Není vůbec překvapivé, že případní sebevrazi raději skáčou z výšek. Toto je pravděpodobně nejspolehlivější způsob. Pokud si vezmete prášky na spaní, může se vám udělat nevolno; když stisknete spoušť, může se vám třást ruka; když skočíš z římsy, nic tě nezachrání.
V tomto ohledu představují kočky a lidé výrazný kontrast. Kočkám jsou výšky absolutně lhostejné, která většinu lidí děsí. Kočky často přežijí pády, které by zabily každého z nás. Nejde o to, že padají jen zřídka. Naopak na Manhattanu, kde je mnoho výškových budov, kočky padají mnohem častěji, protože si hrají a pronásledují se ve výškách zcela nebojácně. Veterináři přivážejí padlé kočky tak často, že se v jejich terminologii objevil zvláštní výraz, který charakterizuje obecný obraz zranění u koček: „Syndrom z vysoké nadmořské výšky u koček“.
Navzdory predispozici koček k pádům je následkem mnohem méně úmrtí než u lidí. A nejde jen o to, že kočky na rozdíl od lidí vydrží pád z 6patrových budov. Zarážející je skutečnost, že kočky ve většině případů přežijí po pádu na asfalt z mrakodrapů. Rekordmanem (alespoň v New Yorku) je zřejmě kotě Sabrina, které spadlo na chodník z 32. patra a utrpělo lehké zranění: vyražený zub a lehce zraněný hrudník. Zní to paradoxně, ale čím vyšší je budova (od určité výšky), tím menší je pravděpodobnost, že kočka zemře. Schopnost odolat tak hrozným pádům je hlavním faktem, na kterém je založeno přesvědčení, že kočka má devět životů.
Kočičí pasematologie (z řeckého “pasema” – “pád”), věda o kočičích pádech nemusí zpočátku podnítit zájem o objevy, které vynesou Nobelovu cenu. Tato věda má však určitou hodnotu a každý felofil (milovník koček) to chápe. Tato věda může být zajímavá i pro medicínu: odhalení tajemství přežití koček by nám mohlo pomoci snížit zranění ve velkých výškách.
Syndrom kočičí vysoké nadmořské výšky byl poprvé popsán v roce 1976 Dr. Gordon Robinson, veterinář z nemocnice ASPCA v New Yorku. Každý rok mu asi 150 majitelů přineslo padlé kočky. Další významný krok učinili o 11 let později dva veterináři, Dr. Wayne Whitney a Cheryl Mehlhaff z Manhattan Animal Medical Center. Během jediného pětiměsíčního období léto-podzim byl shromážděn soubor dat o 132 kočkách, které se nechaly zlákat pohledem na otevřená okna, spadly z výšky minimálně 2. patra a skončily v jejich nemocnici. Většina koček spadla v průměru z výšky 4 a více pater – z výšky 5,5 plus minus 0,3 patra. Maximální výška byla 32 pater (slavná Sabrina). Většina obětí narazila na betonový chodník. Veterináři museli z rozboru vyřadit 17 koček, které byly na žádost majitelů utraceny – nejčastěji ne kvůli vážnému stavu, ale protože majitelé podle nich nemohli zaplatit léčbu. Ze zbývajících 115 koček pouze tři zemřely po příjezdu do nemocnice a 8 zemřelo během následujících 104 hodin. Všech XNUMX koček, které přežily první den, zůstalo naživu. Tím pádem, k uzdravení došlo v 90 % případů, což potvrzuje přesvědčení o devíti životech kočky.
Pokud jde o poškození, s nímž se kočky setkávají, jsou velmi odlišné od lidí. Lidé nejčastěji umírali na poranění lebky a vnitřní krvácení. Dále jsou to zlomené páteře a hrudní koše. U koček bylo nejčastějším poraněním krvácení z nosu. Když jsem stál na vratkých nohách na vrcholu Eiffelovy věže a představoval si sebe rozprostřené na asfaltu, poslední věc, na kterou jsem myslel, bylo nebezpečí krvavého nosu. Kočky měly také tržné rány na obličeji, vylámané zuby, zlomená patra a spodní čelist a rány na hrudi.
Pouze tři kočky měly zlomené obratle a čtyři měly zlomená žebra (což je velmi časté u lidí, kteří spadli). Stejně jako lidé si i kočky často lámou končetiny, ale vzorec zlomenin je jiný. U dospělých se nejčastěji lámou nohy, u dětí ruce; U koček se stejně často lámou zadní i přední nohy.
Toto jsou fakta. Abychom porozuměli těmto záhadným výsledkům, přejděme k nejvážnější fyzikální analýze, kterou vám může skromný biolog nabídnout. Fyzika učí, že výsledek pádu závisí na rychlosti srážky, měkkosti povrchu, oblasti dopadu a pěti vlastnostech padajícího tvora: jeho hmotnosti, ploše, měkkosti, kvalitě kostí a tlumení nárazu klouby a svaly.
