고양이의 정위반사

고양이의 정위반사(고양이의 定位反射)는 고양이가 떨어질 때 착지하기 위해 방향을 잡는 선천적인 능력이다. 정위반사는 생후 3~4주부터 나타나며, 6~9주에 완성된다. 고양이들이 이렇게 할 수 있는 것은 그들이 유난히 유연한 등뼈를 가지고 있고 쇄골(목뼈)이 없기 때문이다. 꼬리는 도움이 되는 것 같지만 꼬리가 없는 고양이도 이런 능력이 있는데, 고양이는 대부분 다리를 움직이고 척추를 일정한 순서로 비틀어 돌리기 때문이다. 고양이들은 위아래를 눈과 전정기관으로 판단한 후, 순각 운동량을 바꾸지 않고 몸을 비틀어 아래를 향하게 한다. 그들은 이러한 주요 단계를 통해 이를 달성할 수 있다. 몸의 앞부분이 뒷부분과 다른 축을 중심으로 회전하도록 가운데를 구부린다. 앞다리를 안으로 집어넣어 몸의 앞부분의 관성모멘트를 줄이고 뒷다리를 늘려 몸의 뒷부분의 관성모멘트를 높여 앞부분이 10°만 반대방향으로 회전할 수 있도록 한다. 앞다리를 펴고 뒷다리를 집어넣어 뒷다리를 더 많이 회전시키면서 앞다리는 반대 방향으로 덜 회전한다. 고양이의 유연성과 초기 각운동량에 따라, 고양이는 완전한 180° 회전을 완료하기 위해 2단계와 3단계를 반복적으로 수행해야 할 수도 있다. 정위반사에 더해, 고양이는 넘어짐으로 인한 피해를 줄이는 다른 특징들을 가지고 있다. 작은 크기, 가벼운 뼈 구조, 두꺼운 털은 말단 속도를 감소시킨다. 넘어지는 동안 고양이는 드래그를 늘리기 위해 몸을 벌린다. 고양이들은 97km/h에서 190km/h의 속도를 낸다. 2003년 고양이의 고층 증후군에 대한 연구는 고양이들이 최대 속도를 달성한 후 팔다리의 방향을 수평으로 잡아 그 영향이 몸 전체에 더 고르게 분포한다는 것을 발견했다.:311 정위반사로 고양이는 종종 다치지 않고 착지한다. 하지만, 고양이들이 여전히 뼈를 부러뜨리거나 극단적인 추락으로 죽을 수 있기 때문에 항상 그런 것은 아니다. 1987년 미국수의학회지에 실린 미국 뉴욕동물병원 고양이 132마리를 대상으로 한 연구에서 고양이 한 마리당 부상은 7층 높이까지 떨어진 높이에 따라 비례하게 증가했지만 7층 이상에서는 감소한 것으로 나타났다. 한 고양이는 46층 높이의 추락에서 살아남았고 전혀 다치지 않고 착륙했다. 연구 저자들은 5층 높이에서 떨어진 후 고양이들이 말단 속도에 도달한 후 긴장을 풀고 몸을 펼쳐 항력을 증가시켰다고 추측했다. 그러나, 이 연구에 대한 비판자들은 즉시 치명적인 추락이 포함되지 않는다는 점에서 생존자 편향을 지적하면서 더 높은 추락으로 부상률이 감소했다는 저자들의 결론에 의문을 제기했다. 2003년 119마리의 고양이를 대상으로 한 연구는 "7층 이상의 층에서 추락하는 것은 더 심각한 부상과 더 높은 흉부 외상과 관련이 있다"고 결론지었다. Sechzera, Jeri A.; Folsteina, Susan E.; Geigera, Eric H.; Mervisa, Ronald F.; Meehana, Suzanne M. (December 1984). “Development and maturation of postural reflexes in normal kittens”. 《Experimental Neurology》 86 (3): 493–505. doi:10.1016/0014-4886(84)90084-0. PMID 6499990.  Nguyen, Huy D. “How does a Cat always land on its feet?”. Georgia Institute of Technology, School of Medical Engineering. 2001년 4월 10일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2007년 5월 15일에 확인함.  Fink, Hardy (February 1997). “An insight into the Biomechanics of Twisting”. 《Technique》 (USA Gymnastics) 17 (2). 1998년 5월 28일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2007년 12월 26일에 확인함.  Calle, Carlos I. (2001년 10월 10일). 《Superstrings and Other Things: A Guide to Physics》. CRC Press. 106, 107쪽. ISBN 9780750307079. 2008년 6월 4일에 확인함.  Kane, Thomas; Scher, M. P. (1969). “A dynamical explanation of the falling cat phenomenon”. 《International Journal of Solids and Structures》 5 (7): 663–670. doi:10.1016/0020-7683(69)90086-9.  Vnuk, D.; Pirkić, B.; 외. (2003년 6월 18일). “Feline high-rise syndrome: 119 cases (1998–2001)”. 《J Feline Med Surg》 6 (5): 305–12. doi:10.1016/j.jfms.2003.07.001. PMID 15363762.  Adams, Cecil (1996년 7월 19일). “The Straight Dope: Do cats always land unharmed on their feet, no matter how far they fall?”. 《The Straight Dope》. 2000년 8월 15일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2008년 6월 4일에 확인함.  Vnuk, D.; Pirkić, B.; Matičić, D.; Radišić, B.; Stejskal, M.; Babić, T.; Kreszinger, M.; Lemo, N. (2004년 10월 1일). “Feline high-rise syndrome: 119 cases (1998–2001)”. 《Journal of Feline Medicine and Surgery》 6 (5): 305–312. doi:10.1016/j.jfms.2003.07.001. PMID 15363762.  Arabyan, A.; Tsai, D. (1998). “A distributed control model for the air-righting reflex of a cat”. 《Biol. Cybern.》 79 (5): 393–401. doi:10.1007/s004220050488. PMID 9851020.  Diamond, J. (1988). “Why cats have nine lives”. 《Nature》 332 (6165): 586–587. Bibcode:1988Natur.332..586D. doi:10.1038/332586a0. PMID 3357516.  Laouris, Y.; Kalli-Laouri, J.; Schwartze, P. (1990). “The postnatal development of the air-righting reaction in albino rats. Quantitative analysis of normal development and the effect of preventing neck-torso and torso-pelvis rotations”. 《Behavioural Brain Research》 37 (1): 37–44. doi:10.1016/0166-4328(90)90070-U. PMID 2310493.  Laouris, Y.; Kalli-Laouri, J.; Schwartze, P. (1990). “The influence of altered head, thorax and pelvis mass on the postnatal development of the air righting reaction in albino rats”. 《Behav. Brain Res.》 38 (2): 185–190. doi:10.1016/0166-4328(90)90016-8. PMID 2363837.  The surprisingly complicated physics of why cats always land on their feet Why cats land on their feet Archived 2014년 7월 14일 - 웨이백 머신 National Geographic video on the cat righting reflex The miracle of the falling cat How do cats always land on their feet? Super slow motion video of the African caracal. Slow Motion Flipping Cat Physics