Neue Studie: Warum Katzen (fast) immer auf ihren Pfoten landen
Katze springt im Garten in ein Gebüsch. (Archivbild)
Julian Stratenschulte/dpa-tmn/dpaWer schon einmal eine Katze beim Springen oder Fallen beobachtet hat, kennt das Phänomen: Selbst wenn das Tier zunächst mit dem Rücken nach unten fällt, schafft es häufig, sich blitzschnell in der Luft zu drehen und mit den Pfoten nach unten zu landen. Doch wie ist das überhaupt möglich?
Schließlich kann sich eine Katze in der Luft nicht einfach vom Boden abstoßen, um ihren Körper zu drehen. Und auch die Gesetze der Physik gelten selbstverständlich für Katzen.
Dieses Rätsel ist als „Falling Cat Problem“, also als Problem der fallenden Katze, bekannt. Forschende beschäftigen sich schon seit mehr als einem Jahrhundert damit. Eine wissenschaftliche Untersuchung liefert nun weitere Hinweise darauf, welche Rolle die Wirbelsäule bei diesem Kunststück spielt.
Die Wirbelsäule ist nicht überall gleich beweglich
Für die Untersuchung analysierte das Forschungsteam die mechanischen Eigenschaften verschiedener Abschnitte der Katzenwirbelsäule. Dabei konzentrierten sich die Wissenschaftler auf die sogenannte axiale Rotation – also die Fähigkeit der Wirbelsäule, sich um ihre eigene Längsachse zu verdrehen.
Dazu untersuchten sie die Wirbelsäulen von fünf verstorbenen Katzen. In mechanischen Belastungstests ermittelten sie unter anderem, wie weit sich die jeweiligen Abschnitte drehen lassen, wie viel Widerstand sie dabei leisten und welche Kräfte sie aushalten.
Das Ergebnis: Zwischen Brust- und Lendenwirbelsäule bestehen deutliche Unterschiede.
Die Brustwirbelsäule erwies sich als wesentlich beweglicher. Sie ließ größere Drehbewegungen zu und setzte diesen weniger Widerstand entgegen. Die Lendenwirbelsäule war dagegen deutlich steifer und widerstandsfähiger.
Besonders auffällig war die sogenannte Neutralzone. Damit bezeichnen Forschende den Bewegungsbereich, in dem sich die Wirbelsäule mit vergleichsweise geringem Widerstand verdrehen lässt.
Bei der Brustwirbelsäule betrug dieser Bereich rund 47 Grad. Bei der Lendenwirbelsäule ließ sich hingegen keine entsprechende Neutralzone feststellen.
Erst dreht sich der Vorderkörper, dann der Hinterkörper
Um herauszufinden, welche Bedeutung diese Unterschiede für das Verhalten lebender Katzen haben, untersuchten die Forschenden zusätzlich die Bewegungen von zwei Katzen während ihrer Aufrichtreaktion in der Luft.
Dabei zeigte sich eine auffällige Abfolge: Der vordere Teil des Körpers schloss seine Drehbewegung früher ab als der hintere.
Die Katze dreht ihren Körper beim Aufrichten demnach nicht einfach als starre Einheit. Stattdessen können sich Vorder- und Hinterkörper zeitlich versetzt bewegen.
Genau hier könnte die unterschiedliche Beweglichkeit der Wirbelsäule entscheidend sein. Die flexible Brustwirbelsäule ermöglicht ausgeprägte Drehbewegungen im vorderen Rumpfbereich, während die steifere Lendenwirbelsäule dem hinteren Körperabschnitt mehr Stabilität verleiht.
Dieses Zusammenspiel könnte den Tieren helfen, sich während des Falls kontrolliert auszurichten.
Ein erstaunlicher Trick der Natur
Die Fähigkeit der Katzen, sich im freien Fall aufzurichten, ist auch aus physikalischer Sicht bemerkenswert. Denn ohne äußeres Drehmoment kann ein Körper seinen gesamten Drehimpuls nicht einfach verändern.
Katzen können sich dennoch neu ausrichten, indem sie ihre Körperhaltung verändern und verschiedene Körperabschnitte gegeneinander bewegen. Die Bewegungen von Vorder- und Hinterkörper sowie das Anziehen und Ausstrecken der Beine spielen dabei zusammen.
Die neue Untersuchung deutet darauf hin, dass die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften der Wirbelsäule diesen Bewegungsablauf unterstützen.
Allerdings hat die Studie Grenzen: Die mechanischen Tests wurden an lediglich fünf verstorbenen Katzen durchgeführt, das Verhalten während des Fallens an zwei lebenden Tieren untersucht. Die Ergebnisse liefern deshalb einen wichtigen Hinweis auf die Funktionsweise der Aufrichtreaktion, aber noch keine vollständige Erklärung sämtlicher beteiligter Bewegungen.
Auf den Pfoten landen heißt nicht unverletzt bleiben
So beeindruckend die Fähigkeit der Katzen ist, sich während eines Sturzes aufzurichten: Eine sichere Landung ist dadurch keineswegs garantiert.
Ob eine Katze rechtzeitig die richtige Körperhaltung einnehmen kann, hängt unter anderem von der Fallhöhe und den jeweiligen Umständen ab. Selbst wenn sie mit den Pfoten zuerst aufkommt, kann sie schwere Verletzungen erleiden.
Die Untersuchung zeigt dennoch, wie eng Anatomie und Bewegungsfähigkeit bei Katzen miteinander verbunden sind. Ihre Wirbelsäule ist nicht nur ausgesprochen flexibel – ihre unterschiedlichen Abschnitte scheinen auch verschiedene Aufgaben bei der Orientierung in der Luft zu übernehmen.
Dass Katzen beim Fallen so geschickt sind, liegt möglicherweise also nicht allein an ihrer Beweglichkeit, sondern auch daran, dass ihre Wirbelsäule an den richtigen Stellen unterschiedlich beweglich ist.