Que los gatos aterrizan sobre sus patas es algo que cualquiera que conviva con uno sabe. Pero detrás de esa escena aparentemente sencilla se esconde un enigma que lleva más de un siglo desconcertando a los científicos.
Y es que, en principio, un gato en caída libre no debería poder girar sobre sí mismo: sin un punto de apoyo, las leyes del movimiento parecen impedirlo. Aun así, lo hace. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Yamaguchi, en Japón, cree haber identificado la clave anatómica que explica este sorprendente fenómeno.
El enigma científico del gato que cae
El llamado "problema del gato que cae" figura en los libros de física desde, al menos, el siglo XVIII. En 1894, el fisiólogo francés Étienne-Jules Marey lo convirtió en un caso célebre al capturarlo con una de las primeras cámaras de alta velocidad. Sus secuencias fotográficas, publicadas en Nature, mostraban a un gato que iniciaba la caída sin rotación aparente y que, de algún modo, lograba reorientarse antes de tocar el suelo.
Aquellas imágenes dejaron perplejos a muchos científicos. A simple vista, como señala Science Alert, el movimiento parecía contradecir un principio fundamental de la física: la conservación del momento angular. No fue hasta 1969 cuando varios investigadores demostraron matemáticamente que la maniobra era posible si el gato hacía rotar distintas partes de su cuerpo en direcciones opuestas.
Anatomía felina: la clave está en la columna vertebral
Pero la física del fenómeno y la biología que lo hace posible son dos cosas distintas. Durante décadas, se estudió mucho lo primero y muy poco lo segundo. El nuevo estudio, publicado en la revista The Anatomical Record, apunta precisamente ahí: ¿qué tiene la columna vertebral de un gato que le permite ejecutar semejante maniobra?
El equipo del fisiólogo veterinario Yasuo Higurashi analizó las columnas vertebrales de cinco gatos fallecidos que habían sido donados para investigación. Los investigadores retiraron cuidadosamente las columnas, manteniendo intactos los ligamentos y los discos intervertebrales.
Después separaron cada una en dos regiones principales: la torácica, situada en la parte superior y media de la espalda, y la lumbar, en la zona inferior. Cada una de estas regiones se colocó en un dispositivo que aplicaba fuerzas de torsión para analizar cómo respondía la columna al giro, evaluando su rango de movimiento, rigidez y capacidad de rotación.
Los resultados mostraron diferencias claras. La región torácica resultó ser aproximadamente tres veces más flexible que la lumbar, con una rigidez cerca de un tercio menor. Pero el hallazgo más llamativo fue la presencia de lo que los investigadores denominan una "zona neutra": un rango de movimiento en el que prácticamente no existe resistencia al giro.
Según el estudio, la región torácica tiene una zona neutra de unos 47 grados, mientras que la región lumbar no tiene ninguna. Dicho de otro modo: la parte delantera del cuerpo puede girar casi libremente hasta casi medio giro; la trasera, apenas.
Para los autores, esta combinación –flexibilidad en la zona torácica y mayor rigidez en la lumbar– podría ayudar a explicar cómo los gatos logran enderezarse en pleno vuelo.
Rotación en dos fases: cómo giran los gatos en el aire
Para comprobar si esas diferencias estructurales se reflejan en el movimiento real del animal, el equipo recurrió también a observaciones directas. Con la ayuda de cámaras de alta velocidad, grabaron a dos gatos vivos durante una serie de caídas controladas desde aproximadamente un metro de altura sobre un cojín blando. Cada animal repitió el experimento ocho veces, mientras los investigadores seguían el movimiento mediante marcadores colocados en hombros y caderas.
Las imágenes respaldaron esta interpretación. El análisis reveló que el cuerpo no rota entero al mismo tiempo. El movimiento ocurre por etapas: primero se reorienta la parte delantera –cabeza, hombros y patas delanteras– y solo después gira la mitad posterior.
Según recoge Science Alert, el desfase temporal entre ambos movimientos fue de 94 milisegundos en un gato y 72 en el otro. La explicación parece estar en que la columna torácica es más flexible y en que la parte delantera del cuerpo es mucho más ligera, con aproximadamente la mitad de la masa que la trasera.
La columna lumbar, más rígida, actúa entonces como un elemento estabilizador, permitiendo que la parte posterior del cuerpo mantenga el control mientras la delantera ya se ha reorientado.
Las grabaciones también revelaron algunos detalles curiosos. De acuerdo con Ars Technica, ambos animales mostraron cierta tendencia a girar hacia la derecha: uno lo hizo siempre en esa dirección y el otro seis de las ocho veces. Los investigadores sospechan que esta preferencia podría deberse a pequeñas asimetrías internas del cuerpo.
Aplicaciones científicas y futuras investigaciones
Las implicaciones del estudio van más allá de explicar un simple truco felino. Según informa Phys.org, los investigadores creen que sus hallazgos podrían mejorar los modelos matemáticos del movimiento animal, ayudar a los veterinarios a comprender y tratar mejor las lesiones de columna e incluso inspirar el diseño de robots más ágiles.
La flexibilidad variable de la columna también podría desempeñar un papel clave en otros movimientos característicos de los felinos, como el galope o los giros rápidos durante la carrera.
Con todo, el debate científico no está cerrado. El físico Greg Gbur, de la Universidad de Carolina del Norte, que lleva años estudiando este fenómeno, señaló en una reciente entrada de blog –citado por Ars Technica– que el nuevo estudio le ha llevado a reconsiderar algunas de sus conclusiones anteriores. También advirtió que una de las principales limitaciones de los estudios realizados hasta ahora –incluido este– es que las secuencias fotográficas se han tomado desde un único ángulo.
"Sería estupendo que alguien tomara una secuencia desde múltiples ángulos que pudiera convertirse en un modelo 3D", escribió. "Sospecho que podríamos aprender aún más sobre cómo realiza un gato su giro".
Por ahora, lo que sí parece claro es que los gatos no desafían las leyes de la física. Más bien, su anatomía y la forma en que mueven el cuerpo les permiten aprovechar esas mismas leyes para reorientarse en el aire antes de aterrizar.
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