학문
까칠한호저172
고양이과 동물들이 착지를 잘히는 이유는 뭔가요?
고양이과 동물들은 나무를 잘 오르고 높은 곳에서 떨어져도 착지를 잘해서 안다칩니다. 그런데 고양이과 동물들이 착지를 잘히는 이유는 뭔가요?
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이성현 전문가입니다.
고양이과 동물들이 다른 포유류 동물 들에 비해서 착지를 잘하는 가장 큰 이유는 공중에서 몸을 바로 잡는 정위반사 능력이 뛰어나기 때문입니다.
고양이과 동물은 유연한 척추와 쇄골이 퇴화한 신체 구조 덕분에 공중에서 몸을 비틀어 발을 아래로 향하게 하는 정위 반사를 수행하여 안전하게 착지합니다. 내이의 전정 기관이 몸의 균형과 위치를 정밀하게 감지하면 척추를 회전시켜 지면과 수평을 맞추고 근육과 관절이 충격을 흡수하는 완충 작용을 합니다. 낮은 체중 대비 넓은 면적과 공기 저항을 이용하는 능력 또한 낙하 속도를 조절하는 데 기여하며 발바닥의 두툼한 패드는 지면 충격을 분산하여 부상을 방지합니다. 이러한 해부학적 특성과 신경계의 빠른 반응 속도가 결합하여 높은 곳에서 떨어져도 착지 자세를 즉각적으로 제어할 수 있습니다.
안녕하세요. 김홍준 전문가입니다.
1. 공중에서 몸을 돌리는 정위반사(Righting Reflex)
고양이는 떨어지는 순간 본능적으로 자신의 위치를 파악하고 몸을 바로잡습니다. 이를 정위반사라고 합니다.
전정기관의 활약: 귓속의 전정기관이 평형 감각을 감지하여 뇌에 신호를 보내면, 눈과 귀가 협력해 어느 쪽이 지면인지 순식간에 파악합니다.
순차적 회전: 먼저 앞몸을 돌리고 그다음 뒷몸을 비틀어 발이 아래를 향하게 만듭니다. 이 모든 과정이 불과 0.1~0.2초 사이에 일어납니다.
2. 쇄골이 없는 유연한 골격
고양이과 동물은 사람과 달리 쇄골(Collarbone)이 퇴화하여 인대에만 연결된 채 떠 있는 형태를 띠고 있습니다.
어깨의 자유로움: 쇄골이 어깨뼈를 고정하지 않기 때문에 앞다리를 아주 자유롭게 움직일 수 있고 몸을 밧줄처럼 꼬아 회전하는 것이 가능합니다.
충격 분산: 척추뼈 또한 사람보다 훨씬 많고 유연하여 착지 시 가해지는 충격을 스프링처럼 온몸으로 분산시킵니다.
3. 천연 완충 장치: 발바닥과 굽은 다리
착지 시 지면과 맞닿는 부분의 설계도 완벽합니다.
지방 패드: 발바닥의 두툼한 살점(젤리)은 고무 범퍼처럼 1차 충격을 흡수합니다.
관절의 굴곡: 착지할 때 다리를 일자로 펴지 않고 기역(ㄱ)자로 구부려 근육과 관절이 에너지를 흡수하게 만듭니다. 이는 자동차의 쇼크 업소버(Shock Absorber)와 같은 원리입니다.
4. 낙하산 효과와 종단 속도
재밌는 점은 고양이가 아주 높은 곳에서 떨어질 때 오히려 더 안전할 수도 있다는 것입니다.
면적 극대화: 어느 정도 높이가 확보되면 고양이는 네 다리를 옆으로 벌려 몸을 평평하게 만듭니다. 마치 낙하산처럼 공기 저항을 최대한 높이는 것이죠.
종단 속도 도달: 몸집이 작고 가벼워 금방 종단 속도(더 이상 빨라지지 않는 일정한 속도)에 도달합니다. 일단 이 속도에 도달하면 근육이 긴장을 풀고 이완되어 착지 시 뼈가 부러지는 치명상을 피할 확률이 높아집니다.
안녕하세요.
고양이과 동물들이 나무같은 곳에도 잘 오르고 높은 곳에서 떨어져도 비교적 안전하게 착지하고 크게 다치지 않는 이유는 자세 반사 때문입니다. 고양이과 동물은 공중에 떠 있는 짧은 순간에도 머리, 척추, 골반, 다리의 회전을 분리해서 제어할 수 있는데요 먼저 시각과 전정기관을 이용해 위아래를 인식하고, 머리와 앞몸통을 먼저 회전시킨 뒤 그 반동을 이용해 뒷몸통과 다리를 순차적으로 돌립니다. 이 과정에서 각운동량을 몸 안에서 재분배하기 때문에, 외부에서 밀어주지 않아도 스스로 몸을 바로 세울 수 있으며 그 결과 대부분의 경우 발부터 지면을 향한 자세로 착지가 가능해집니다.
또한 고양이는 유연한 척추와 관절 구조를 가지고 있는데요 고양이과 동물의 척추는 마디 사이의 가동성이 매우 크고, 어깨와 골반 역시 뼈가 완전히 고정되지 않은 부유 구조에 가깝습니다. 이는 공중에서의 회전 조절뿐 아니라 착지 순간에도 큰 이점을 제공합니다. 지면에 닿을 때 충격이 한 관절에 집중되지 않고, 척추–어깨–팔–다리로 연속적이고 단계적으로 분산되기 때문입니다. 특히 고양이는 착지 순간 고양이과 동물의 다리는 완전히 뻣뻣하게 버티지 않고, 무릎과 발목, 발가락 관절을 깊게 굽히면서 근육과 힘줄에 탄성 에너지를 저장합니다. 이 과정은 스프링이나 쇼크업소버와 유사하게 작동하여, 순간적으로 가해지는 큰 충격을 시간적으로 늘려 약하게 분산시키며 이 시간을 최대한 늘려 손상을 줄이는 전략을 사용합니다. 감사합니다.
고양의 독특한 신체구조와 반사신경 덕분입니다.
고양이는 높은 곳에서 떨어 질 때 귓속 평형기관이 몸의 기울기를 감지하고, 유연한 척추를 비틀어 발이 지면을 향하게 하는 '정위 반사'를 합니다. 이때 다리를 사방으로 쫙 펴서 공기 저항을 극대화해 낙하 속도를 늦추는 낙하산 효과를 내죠.
또한, 사람과 달리 쇄골이 퇴화되어 어깨가 자유롭게 움직이기 때문에 착지 할 때 가해지는 충격을 몸 전체로 분산시킬 수 있고, 여기에 스프링 역할을 하는 굽은 뒷다리와 충격을 흡수하는 말랑한 발바닥 패드가 더해져 부상을 막아주게 됩니다.
결국 고양이의 몸은 낙하 감지부터 충격 완화까지 떨어질 때 전 과정에서 몸에 부담을 줄 일 수 있게 되어 있는 것입니다.