공중에 던진 고양이가 반드시 발부터 착지하는 비밀이 과학자들의 끈질긴 실험 결과 일부 밝혀졌다. 고양이의 미스터리한 착지 능력에 대한 연구는 사실 집사들도 미처 몰랐을 만큼 오래됐다.
일본 야마구치대학교 수의학자 히구라시 야스오(45) 교수 연구팀은 국제 생물학회지 The Anatomical Record 3월호에 실험 보고서를 내고 고양이 특유의 착지 능력의 비밀은 상체와 하체의 서로 다른 회전이라고 소개했다.
공중에서 떨어지는 고양이가 어째서 매번 발로 착지하는지 학자들은 오래 고민해 왔다. 기록을 보면, 이 미스터리를 풀기 위한 과학적 논의는 놀랍게도 500년 전부터 시작됐다.
다양한 가설이 나오고 이를 검증하는 과정에서 학자들은 고양이의 몸 비틀기에 주목했다. 미국 노스캐롤라이나 대학교 샬럿 캠퍼스(UNCC) 물리학자 그렉 그버(55)는 2022년 낸 조사 보고서에서 "다양한 움직임이 영향을 미치지만, 가장 중요한 것은 몸을 굽히고 비트는 동작"이라고 언급했다.
지금껏 등장한 고양이 착지 능력에 대한 가설 중 설득력이 있다고 평가된 것은 아래의 네 가지다.
-고양이가 한쪽 앞다리를 당겨 몸의 다른 부분을 회전하는 턱 & 턴(tuck and turn)
-앞다리를 당기거나 펴 각운동량을 조절하는 넘어지는 피겨 스케이터 가설. 19세기 영국 물리학자 제임스 클라크 맥스웰이 제시
-고양이가 허리를 굽혀 몸의 두 부위를 서로 반대 방향으로 회전하는 벤드 & 트위스트(bend and twist)
-프로펠러처럼 꼬리를 한 방향으로 회전해 몸이 도는 방향을 반전하는 프로펠러 테일(propeller tail)
히구라시 교수 연구팀은 이전 가설들이 공통적으로 주목한 고양이 척추의 유연성을 염두에 두고 실험에 나섰다. 기증 받은 고양이 5마리의 사체를 해부해 척추를 추출하고 인대와 추간판(디스크)을 보존한 뒤 흉추와 요추를 분리했다. 이후 척추를 비틀기 장치에 넣고 비틀 때 필요한 힘과 비틀림 한계를 측정했다.
이어 살아있는 고양이 2마리를 동원한 연구팀은 8회에 걸쳐 공중에서 떨어뜨리면서 고속 카메라로 촬영했다. 사진 분석을 통해 고양이는 하반신보다 상반신을 더 많이 비틀 수 있다는 사실이 밝혀졌다.
히구라시 교수는 "비틀림 각도가 약 50°인 지점에 스위트 스팟(골프채, 배트 등으로 공을 칠 때 힘 들이지 않고 원하는 방향으로 멀리 빠르게 치는 최적의 점)이 있었다"며 "고양이 척추 상부의 스위트 스팟은 비틀림 동작에 대한 저항이 거의 없었다. 다만 척추 하부에는 이런 점이 존재하지 않았다"고 설명했다.
교수는 "척추 상부의 유연성은 고양이가 먼저 머리를 올바른 방향으로 돌린다는 이전 가설을 뒷받침한다"며 "고속 카메라로 촬영한 사진(3)에서는 앞다리가 접힌 상태에서 뒷다리 한쪽이 곧게 뻗었는데, 이는 전형적인 턱 & 턴 자세"라고 덧붙였다.
사진 분석 결과 고양이 2마리 모두 확실히 오른쪽으로 돌려고 했다. 한 마리는 8회 모두 오른쪽으로 돌았고, 다른 한 마리도 8회 중 6회 오른쪽 턴을 시도했다. 히구라시 교수는 "고양이는 유연성이 뛰어나 어느 쪽으로든 돌 수 있지만 오른쪽을 강하게 선호했다"며 "우리 추측으로는 내장의 비대칭 배치가 원인 같다"고 언급했다.
이번 실험 결과 턱 & 턴 및 벤드 & 트위스트 가설이 한층 힘을 받게 됐다. 연구팀은 고양이 사진을 모두 같은 각도에서 촬영한 관계로 떨어지는 고양이 움직임을 분석하는 데 한계가 있어 향후 3D 모델을 구축해 다시 분석할 계획이다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
