Katzen besitzen eine bemerkenswerte Fähigkeit: Sie können sich im freien Fall so in der Luft drehen, dass sie nahezu immer auf den Pfoten aufkommen – selbst wenn sie mit dem Bauch nach oben starten. Auf den ersten Blick wirkt das so, als würden sie dabei grundlegende physikalische Gesetze aushebeln. Dahinter steckt jedoch ein raffinierter Mechanismus – und eine besondere Konstruktion ihrer Wirbelsäule.

Warum landet die Katze meist auf den Pfoten? Neue Forschung

Um im Fall die Lage zu korrigieren, muss sich der Körper einer Katze einmal um die eigene Längsachse drehen. In der Physik gilt jedoch die Erhaltung des Drehimpulses: Normalerweise müsste eine Drehung in eine Richtung eine gegenläufige Rotation eines anderen Körperteils nach sich ziehen. Wie schafft es die Katze trotzdem, sich zu drehen, ohne unkontrolliert zu trudeln?

Ein Forschungsteam um Yasuo Higurashi von der Yamaguchi University in Japan vermutet die Lösung in der speziellen Beweglichkeit der Wirbelsäule. In ihrer Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift "The Anatomical Record", beschreiben die Wissenschaftler, dass sich die Brustwirbelsäule von Katzen nahezu widerstandslos um bis zu 50 Grad nach links wie rechts um die Längsachse verdrehen lässt. Die Lendenwirbelsäule hingegen ist in sich fast gar nicht drehbar.

Aus dieser anatomischen Besonderheit leiten die Fachleute die Hypothese ab, dass Katzen ihren Körper nicht als starre Einheit, sondern in Segmenten nacheinander drehen. Auf diese Weise können sie die notwendige Gegenrotation auf verschiedene Körperbereiche verteilen und insgesamt möglichst klein halten.

Zwei Modelle erklären die Drehung in der Luft

Im Gegensatz zu manchen anderen Tieren – etwa Eichhörnchen – setzen Katzen bei der Stabilisierung im Fall nicht ihren Schwanz als Steuerorgan ein. Derzeit stehen zwei physikalische Modelle im Raum, die beschreiben, wie sie ihren Körper in der Luft ausrichten, ohne dabei unkontrolliert zu rotieren.

Nach einem Ansatz vollzieht die Katze die Drehung mit dem gesamten Körper gleichzeitig und krümmt ihn dabei so, dass der entstehende Drehimpuls intern ausgeglichen wird. Das zweite Modell geht davon aus, dass sie zunächst Kopf und vorderen Rumpf dreht und erst danach den hinteren Körperbereich folgen lässt und sich dabei den Pirouetten-Effekt zunutze macht. Zuerst streckt sie dazu die Hinterbeine vom Körper weg, um die Gegenrotation des Hinterteils zu verringern; anschließend zieht sie die Hinterbeine an den Körper heran und streckt im Gegenzug die Vorderbeine aus, damit der vordere Bereich möglichst wenig weiter rotiert.

Die Wirbelsäule als mechanische Zweiteilung

Nach Einschätzung der Arbeitsgruppe spricht die funktionale Zweiteilung der Wirbelsäule – insbesondere die nahezu frei rotierende Brustwirbelsäule – für das zweite Modell. Demzufolge nutzt die Katze die steife Lendenwirbelsäule zusammen mit der Masse des Hinterleibs, der rund drei Viertel ihres Gesamtgewichts ausmacht, als eine Art Ankerpunkt. Daran kann der Oberkörper zunächst schnell ausgerichtet werden.

Sobald Kopf, Brustbereich und Vorderbeine in der optimalen Position für die Landung sind, folgt der schwere hintere Körperabschnitt langsamer nach. So ließe sich erklären, warum die Bewegung insgesamt kontrolliert bleibt, obwohl der Drehimpuls erhalten werden muss.

Offene Fragen trotz Zeitlupenaufnahmen

Ganz geklärt ist der Mechanismus damit jedoch nicht. Das Team hat zwei Katzen beim Fall in Zeitlupe gefilmt. Die Auswertung zeigt klar, dass sich der leichtere vordere Körperbereich deutlich schneller dreht als der hintere. Wie sich der Hinterleib dabei im Detail verhält und wie genau die Drehung zwischen Vorder- und Hinterkörper abgestimmt ist, geht aus den Aufnahmen jedoch nicht eindeutig hervor.

Die Forschenden halten deshalb fest, dass noch weitere Erklärungsansätze denkbar sind und zusätzliche Untersuchungen nötig sind, um die Bewegungsabläufe vollständig zu verstehen. Für Menschen, die mit Katzen zusammenleben, dürfte das kaum überraschen – schließlich scheint es ohnehin, als würden die Gesetze der Physik für Katzen nur eingeschränkt gelten.

Das Original zu diesem Beitrag "Neues zum Rätsel der fallenden Katze" stammt von Spektrum.de.