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Physik: Geteilte Wirbelsäule soll altes Katzen-Rätsel erklären

Katzen können sich in der Luft drehen, um auf den Füßen zu landen – scheinbar entgegen den Gesetzen der Physik. Eine Besonderheit ihrer Wirbelsäule spielt wohl eine wichtige Rolle.
Ein kleines Kätzchen mit gestreiftem Fell klammert sich an ein rostiges, orangefarbenes Metallrohr. Es schaut aufmerksam zur Seite, während es im Freien auf einer grünen Wiese steht.
Junge Kätzchen müssen erst noch lernen, dass sie eine besondere Beziehung zu den Regeln des freien Falls haben.

Eine fallende Katze landet nahezu immer auf den Füßen, selbst wenn sie mit dem Bauch nach oben startet. Doch wie sie das macht, ist bis heute rätselhaft, denn sie scheint dabei ein grundlegendes physikalisches Gesetz zu verletzen. Sie muss ihren Körper im Fallen einmal um die Längsachse drehen, und weil der Drehimpuls erhalten bleiben muss, sollte das eine Rotation in entgegengesetzter Richtung auslösen. Eine Besonderheit ihrer Wirbelsäule könnte den Tieren helfen, dieses Problem zu umgehen, wie ein Team um Yasuo Higurashi von der Yamaguchi University in Japan nun berichtet. Die Brustwirbelsäule lässt sich demnach ohne nennenswerten Widerstand um bis zu 50 Grad in beide Richtungen um die Längsachse drehen, während die Lendenwirbelsäule in sich kaum drehbar ist, schreiben die Fachleute in der Fachzeitschrift »The Anatomical Record«. Sie vermuten, dass die Katze ihre Körperteile nacheinander dreht und so die entgegengesetzte Rotation möglichst gering hält.

Klar ist, dass Katzen, anders als zum Beispiel Eichhörnchen, dazu nicht ihren Schwanz verwenden. Es gibt derzeit zwei konkurrierende Modelle, wie sie ihren Körper in der Luft herumdrehen, ohne unkontrolliert zu rotieren. Laut dem einen Modell dreht die Katze ihren ganzen Körper gleichzeitig und beugt sich dabei, um den entgegengesetzten Drehimpuls zu neutralisieren. Im zweiten Modell dreht die Katze zuerst Kopf und Brust und anschließend den hinteren Bereich und nutzt dabei den Pirouetten-Effekt. Dabei streckt sie erst die Hinterbeine vom Körper weg, um die Gegenrotation des Hinterleibs zu verringern; anschließend zieht sie die Hinterbeine zur Körperachse und streckt die Vorderbeine aus, damit der vordere Teil des Körpers möglichst wenig rotiert.

Nach Angaben der Arbeitsgruppe spricht die mechanische Zweiteilung der Wirbelsäule, insbesondere die nahezu freie Rotation der Brustwirbelsäule, für das zweite Modell. Demnach nutzen Katzen die steife Lendenwirbelsäule und die Masse des Hinterleibs, der rund drei Viertel der Masse der Katze ausmacht, als Anker für die erste, schnelle Drehung des Oberkörpers. Sobald Oberkörper und Vorderbeine für die Landung ausgerichtet sind, folgt dann der Hinterleib deutlich langsamer. Ob der Mechanismus stimmt, ist damit allerdings weiterhin nicht klar. Von dem Team angefertigte Zeitlupenaufnahmen zweier fallender Katzen zeigen zwar, dass der leichtere Oberkörper sich deutlich schneller dreht, nicht aber, wie sich der Hinterleib dabei verhält. Es seien noch andere Erklärungen möglich, schreiben die Fachleute. Wer Katzen hat, weiß natürlich, dass die Gesetze der Physik für sie ohnehin nur bedingt gelten.

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  • Quellen
Higurashi, Y. et al., The Anatomical Record 10.1002/ar.70165

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