200 Кошачьих «Почему?» - Непомнящий Николай Николаевич - Страница 30

Давайте, по научной традиции, начнем с фактического материала. Высотный синдром кошек был впервые описан в 1976 году доктором Гордоном Робинсоном, ветеринарным врачом нью-йоркского госпиталя ASPCA. Каждый год около 150 владельцев приносили ему упавших с высоты кошек. Следующий значительный шаг был сделан 11 лет спустя двумя ветеринарами, докторами Вэйном Витни и Шерил Мелхафф из Манхэттенского медицинского центра животных. В течение одного лишь пятимесячного летне-осеннего периода были собраны данные по 132 кошкам, соблазнившимся видом из открытых окон, упавшим с высоты не менее 2-го этажа и попавшим в их больницу. Большая часть кошек упала с 4 — 6-го этажа. Максимальная высота составила 32 этажа (знаменитая Сабрина). Большинство жертв ударилось о бетонный тротуар. Ветеринарам пришлось исключить из анализируемого материала 17 кошек, усыпленных по просьбе хозяев — чаще всего не из-за тяжелого состояния, а из-за того, что хозяева, по их словам, не могли заплатить за лечение. Из оставшихся 115 кошек только три умерли по прибытии в больницу и 8 — в течение ближайших суток. Все 104 кошки, пережившие первый день, так и остались в живых. Таким образом, выздоровление наступило в 90 процентах случаев, что подтверждает поверье о девяти жизнях кошки.

По тому, какие повреждения встретились у кошек, они очень сильно отличаются от людей. Люди чаще всего погибают от черепных травм и внутренних кровотечений. Затем идут сломанные позвоночники и грудные клетки. У кошек же наиболее частой травмой было кровотечение из носа. Стоя на подгибающихся ногах на вершине Эйфелевой башни и представляя себя распластанным на асфальте, я менее всего думал об опасности расквасить нос. Еще у кошек были зафиксированы рваные раны мордочек, сломанные зубы, разбитые неба и нижние челюсти, раны груди.

Лишь у трех кошек были сломаны позвонки, а у четырех — ребра (что очень часто бывает у упавших людей). Как и люди, кошки часто ломают конечности, но картина переломов другая. У взрослых людей чаще всего ломаются ноги, у детей — руки; у кошек же задние и передние лапы ломаются одинаково часто. (Попытайтесь объяснить это расхождение прямо сейчас, не заглядывая в конец статьи.)

Как ни странно, шансы кошек на выживание увеличиваются с ростом высоты: погибли только 5 процентов упавших с высоты 7 — 32-го этажа, в то время как вдвое больше — 10 процентов — при падении с высоты 2 — 6-го этажа. Человека, грозящего выбросить вас со 2-го этажа, вы вряд ли попросили бы предпочесть 21-й, чтобы облегчить свою участь!

Таковы факты. Чтобы понять эти загадочные результаты, обратимся к самому серьезному физическому анализу, какой только может предложить вам скромный биолог. Физика учит, что результат падения зависит от его скорости, мягкости поверхности, площади столкновения и свойств падающего существа: его веса, размера, плотности, строения костей, суставов и мышц.

9,8 м/сек — таково ускорение, возникающее при падении. Если тело падает в вакууме, его скорость возрастает по закону квадратного корня из пройденного расстояния. Пролетев 32 этажа, вы набрали бы скорость пули (около 200 км в час), а после двух этажей вы двигались бы с «умеренной» скоростью 50 км в час. Именно этим объясняется моя интуитивная уверенность в том, что, свалившись с Эйфелевой башни, я образовал бы на асфальте большее пятно, чем при падении с верхней ступени лестницы.

Однако расстояние, пройденное телом, — это еще не все. Сила удара зависит также от податливости (мягкости) поверхности, ибо эта характеристика определяет «тормозной путь», то есть глубину, на которую вы проникаете в поверхность, прежде чем полностью затормозить. Чем больше это расстояние, тем меньше сила соударения. Именно поэтому прыгуны с шестом подкладывают под перекладину толстые маты, а не бетонные плиты. За умеренную плату (скажем, в 10 млн. долл.) даже я согласился бы прыгнуть с крыши на достаточно мягкую и обширную подушку. Рассказы о летчиках, которые прыгнули без парашюта и остались живы, — скорее о тех счастливчиках, которые свалились в болото («тормозной путь» около 20 см), чем о тех несчастных, которые упали на асфальт («тормозной путь» составляет долю сантиметра). В качестве альтернативы мягкой поверхности вы можете обернуть себя самого мягкой поверхностью. То, что дети при падениях выживают чаще взрослых, отчасти объясняется смягчающим действием подкожного жира.

Теория также утверждает, что отношение массы падающего тела к его размерам важно по двум причинам. Во-первых, сила удара пропорциональна массе. Когда мой сын Джошуа весом 11 кг прыгает на моем животе, то это — забавная игра. Вряд ли эта игра доставит мне удовольствие, когда он вырастет и станет 110-килограммовым нападающим Национальной футбольной лиги. Если быть более точным, все это определяется отношением массы к площади, по которой распределяется удар.

Второй момент — сопротивление воздуха. Как известно, Галилей ошибочно полагал, что тела разной массы, сброшенные с Пизанской башни, достигнут земли одновременно. На самом же деле это абсолютно справедливо в вакууме, где сопротивление воздуха не мешает ускорению. Что касается тел, падающих в земной атмосфере, — чем больше их размер и меньше масса, тем меньше предельная скорость и тем быстрее она достигается. Именно на этом основан принцип и парашюта, и поэтому перо опускается на землю гораздо мягче пушечного ядра.

Теперь давайте применим эти физические принципы для объяснения различий в травмах, встречающихся при падении у взрослых, детей и кошек. Отношение масса/площадь увеличивается с размерами тела. Следовательно, мы ударяемся о землю сильнее, чем кошки, — даже если бы наши тела были более похожи друг на друга и мы принимали бы ту же самую позу, чего в действительности не случается.

Вы можете вполне здраво возразить, что у более крупных существ более прочные кости, чем у мелких, что позволяет им выдерживать более сильные удары. Но разница не столь велика, чтобы исправить положение. Опасность сломать ногу при самом несерьезном падении у слонов выше, чем у людей; у взрослых выше, чем у детей; у детей выше, чем у кошек. Кошки обладают и еще одним уникальным преимуществом. У них есть великолепный «гироскоп», расположенный во внутреннем ухе. Если кошка падает вниз спиной, она быстро ориентируется в пространстве и, изогнувшись, поворачивается в воздухе лапами вниз, не пролетев и полутора метров. В результате удар распределяется на четыре лапы. Мы, взрослые люди, «оборудованные» гораздо худшим «гироскопом», при падении не контролируем свое положение. Чаще всего мы приземляемся на две ноги и менее часто — на голову. У детей относительно большая голова, и они часто падают головой вниз, инстинктивно разведя руки в стороны. Отсюда и типичные травмы: кошки ломают передние и задние лапы, в то время как у людей чаще всего разбиты черепа, сломаны руки (у детей) или ноги (у взрослых).

Еще одно преимущество кошки, помимо ее маленького веса, состоит в том, что она умеет сгибать конечности, чтобы распределить силу удара по суставам и мышцам. Уж если мы лишены чуткого «гироскопа», то было бы нелишним поучиться у кошек сгибать ноги, смягчая удар при падении.

Однако и это преимущество кошек не объясняет самого удивительного факта — увеличения их шансов на выживание при падении с высоты, большей 7-го этажа. Напомним, что тела, падающие в земной атмосфере, ускоряются до некоторой предельной скорости, величина которой зависит от сопротивления воздуха (пропорционального площади тела) и веса. После этого их скорость остается постоянной — до тех пор, пока не изменяются их вес и площадь. Вес, разумеется, не может измениться, но площадь, подставляемая потоку воздуха, может быть изменена. Парашютисты в свободном падении уменьшают площадь и увеличивают скорость падения, вытягиваясь «в струнку», а, раскидывая в стороны руки и ноги, увеличивают площадь и уменьшают скорость.

Вполне вероятно, что кошки умеют проделывать то же самое, что и тренированные парашютисты. Еще не достигнув предельной скорости, они инстинктивно вытягивают конечности, которые, следовательно, могут сломаться при ударе. После того как максимальная скорость достигнута, кошки начинают чувствовать ускоряющую силу гравитации и могут Расслабиться, раскинув лапы горизонтально наподобие белки-летяги. При этом увеличивается сопротивление воздуха, которое распределяется на всю площадь тела, и уменьшается скорость. Умение кошки действовать, как заправский парашютист объясняет не только ее способность к выживанию после падения с высоты, превышающей семь этажей, но также и значительное уменьшение риска сломать лапы. Лапы были сломаны у большинства кошек, свалившихся с 7 — 8-го этажа, и лишь у каждой тринадцатой из «вылетевших» с девятого этажа и выше.