หากใครเคยสังเกต เมื่อแมวตกจากที่สูง โดยธรรมชาติแล้วพวกมันจะพลิกตัวเองขึ้นด้านบนโดยใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อย และสามารถเอาเท้าลงพื้นได้อย่างสวยงาม จนน้อยมากที่ใครจะได้เห็นแมวเอาหลังลงพื้น
สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์งงมานานหลายทศวรรษว่า แมวสามารถท้าทายกฎแห่งฟิสิกส์ด้วยการจัดแจงตัวเองกลางอากาศได้อย่างรวดเร็วโดยไม่มีการแทรกแซงจากแรงอื่นภายนอกได้อย่างไร?
นักวิทย์พบว่า มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการที่แมวสามารถลงพื้นด้วย 4 ขา แต่ 2 ปัจจัยหลักที่มีบทบาทมากที่สุดคือ “ฟิสิกส์” และ “ประสาทวิทยา”
เกร็ก กเบอร์ นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยนอร์ธแคโรไลนา บอกว่า “เหตุผลหนึ่งที่แมวสามารถหมุนตัวเพื่อลงพื้นด้วยเท้าของพวกมันได้ตลอดเวลา คือเรื่องของ กฎอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม (Conservation of Angular Momentum)”
พื้นฐานของหลักการนี้คือ หากมีสิ่งใดในระบบบิดหมุนในทิศตามเข็มนาฬิกา อย่างอื่นในระบบจะต้องบิดทวนเข็มนาฬิกา เช่น ลองนึกภาพแมวที่ตกลงมาในสภาพกลับหัวกลับหาง แมวจะงอเอว แล้วบิดลำตัวส่วนหน้าไปในทิศทางหนึ่ง ส่วนร่างกายครึ่งหลังจะคงไว้แบบเดิม เมื่อส่วนหน้าตั้งตรงกับพื้นแล้ว จจะหยุดหมุนส่วนหน้า แล้วบิดร่างกายส่วนหลังตามมา
แต่มีเทคนิคอื่น ๆ ที่สามารถช่วยแมวให้ปรับตัวกลางอากาศได้ และมีแนวโน้มว่าพวกมันจะใช้มากกว่าหนึ่งวิธี ในรูปแบบ “Tuck and Turn” แมวจะยืดขาหน้าและเหน็บขาหลัง ทำให้ด้านหลังมีโมเมนต์ความเฉื่อยน้อยลง ซึ่งหมายความว่าความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงในการหมุนจะน้อยลง จากนั้นมันจะทำตรงกันข้าม โดยเหน็บขาหน้าและยืดขาหลังออกไป
การเคลื่อนไหวดังกล่าวคล้ายกับการหมุนตัวของนักสเก็ตลีลา ซึ่งการยืดแขนออกให้กว้างจะเพิ่มโมเมนต์ความเฉื่อยและลดความเร็วในการหมุน ในขณะที่การดึงแขนเข้าใกล้ลำตัวจะลดความเฉื่อยลงและเพิ่มความเร็วการหมุน
การบิดร่างกายดังกล่าวเกิดขึ้นได้เนื่องจากบริเวณเอวที่ยืดหยุ่นของแมว ซึ่งเป็นช่องว่างระหว่างกระดูกเชิงกรานและซี่โครงของพวกมัน
จอห์น ฮัตชินสัน ศาสตราจารย์ด้านชีวกลศาสตร์วิวัฒนาการ ราชวิทยาลัยสัตวแพทย์แห่งมหาวิทยาลัยลอนดอน กล่าวว่า แมวมีกระดูกสันหลังที่บาง ซึ่งทำให้พวกมันมีความยืดหยุ่นมากกว่าสัตว์มีกระดูกสันหลังสี่ขาตัวอื่น ๆ
ความสามารถในการลงพื้นด้วยเท้าทั้งสี่ข้างได้ยังมีคำอธิบายในแง่ของระบบประสาทกายวิภาคด้วย นั่นคือ “Righting Reflex” ซึ่งกเบอร์กล่าวว่า แตกต่างจากรีเฟล็กซ์ทั่วไป เพราะการจะบิดร่างกายได้อย่างทันท่วงทีจะต้องเชื่อมโยงกับระบบประสาทและสมองที่ดี
นักวิทย์พบว่า เซ็นเซอร์ที่เรียกว่า “โอโทลิธ” (Otolith) ในหูชั้นในของแมว จะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความเร่งและตำแหน่งที่สัมพันธ์กับพื้นดิน ทำให้กล้ามเนื้อของมันเคลื่อนไหวในลักษณะที่ช่วยให้มันตกลงมาแบบเอาเท้าลงได้
สิ่งที่น่าสนใจคือ ในการทดลองช่วงทศวรรษ 1950 มีการนำแมวไปอยู่ในสภาวะไร้แรงดน้มถ่วง และพบว่า Righting Reflex ไม่ได้ฝังอยู่ในสัญชาตญาณแมวตั้งแต่แรกเกิด เพราะลูกแมวไม่สามารถจัดวางตัวเองให้เอาเท้าชี้มาทางพื้นได้ แต่แมวโตกลับทำได้
เนื่องจากโอโทลิธเป็นกระดูกที่มีความหนาแน่นสูง จึงเป็นไปได้ที่พวกมันจำเป็นต้องพัฒนาอย่างเต็มที่ก่อนที่แมวจะสามารถจัดวางตัวเองได้อย่างเหมาะสม แต่เรื่องนี้ยังไม่ได้รับการยืนยันอย่างเป็นทางการ
นอกจากนี้ ความสูงของการตกก็มีความสำคัญเช่นกัน การศึกษาพบว่า แมวจะร่อนลงบนพื้นโดยมีผลกระทบน้อยกว่า หากตกลงมาจากที่สูงเมื่อเทียบกับความสูงที่ต่ำกว่า สาเหตุหลักมาจากแรงต้านของอากาศ ซึ่งทำให้ร่างกายของแมวช้าลงมากพอที่จะให้มันหมุนร่างกายได้
นอกจากนี้ งานวิจัยระบุว่า แมวไม่น่าจะพลิกตัวได้อย่างถูกต้องหากตกจากความสูงน้อยกว่า 0.6 เมตร และพวกมันอาจได้รับบาดเจ็บได้
Righting Reflex ไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะกับแมวบ้านเท่านั้น แมวป่าหลายตัวมีพฤติกรรมแบบเดียวกัน เช่นเดียวกับหนูและกระต่าย
สำหรับคำถามว่าทำไมแมวถึงมี Righting Reflex คำอธิบายเชิงวิวัฒนาการที่เป็นไปได้มากที่สุดคือ พฤติกรรมของพวกมันที่มักชอบปีนต้นไม้และจุดอื่น ๆ ที่สูงจากพื้นดิน
ส่วนกระต่าย เกิดจากการถูกล่า โดยเมื่อเหยี่ยวโฉบเข้าหากระต่ายในแนวราบ กระต่ายมักจะกระโดดขึ้นไปในแนวตั้ง ทำให้เหยี่ยวคว้าพลาด ดังนั้นกระต่ายจึงพัฒนาวิธีการลงพื้นที่ตั้งตรงและไม่เป็นอันตราย
กเบอร์บอกว่า สำหรับพฤติกรรมที่นักวิทยาศาสตร์เคยคิดว่าเป็นเพียงสัญชาตญาณ ความจริงแล้วเทคนิคหลายอย่างสามารถให้คำตอบได้ “เราสร้างมันไว้ใน DNA ของเราเพื่อค้นหาวิธีแก้ปัญหาที่ง่ายที่สุด ธรรมชาติแค่ใส่ใจกับวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพที่สุด”
เรียบเรียงจาก Live Science
“สนามแม่เหล็กดวงอาทิตย์สลับขั้ว” กำลังจะเกิด! มันคืออะไรและมีผลอย่างไร?
- คอนเทนต์พิเศษ
สำหรับคุณ - TOP ต่างประเทศ
- วิดีโอยอดนิยม
