Я никогда не поднимался на Эмпайр Стейт Билдинг, да и желания такого у меня не было. Я с трудом поднялся на лифте на Эйфелеву башню, закрыв глаза и уцепившись за руку жены. На вершине башни я постарался стать как можно дальше от края площадки. Находясь в номере манхэттенского отеля, я чувствовал, как при одном лишь взгляде на улицу у меня подгибаются ноги. Эти ощущения знакомы всякому, кто, как и я, страдает высотобоязнью. Конечно, моя акрофобия сильна, но падать боятся большинство людей, и они правы: падать опасно. Падения занимают одно из лидирующих мест в США по количеству травматических смертей. В стране за год случается около 13 тысяч подобных несчастных случаев. У детей возрастом до 15 лет падения — самая массовая причина смерти. В Нью-Йорке каждая пятая смерть ребенка наступает в результате падения.
Сломать кость можно всего лишь поскользнувшись на ступенях, ну а шанс выжить после падения с 20-метровой высоты просто ничтожен. Практически ни один из людей, упавших с высоты 6-го этажа на асфальт, не выжил.
Совершенно неудивительно, что потенциальные самоубийцы предпочитают прыгнуть с высоты. Это, вероятно, самый надежный способ. Если вы примете снотворное, вас может стошнить; при нажатии на курок может дрогнуть рука; если вы прыгнули с карниза, вас уже ничто не спасет.
В этом отношении кошки и люди являют собой поразительный контраст. Кошки абсолютно равнодушны к высоте. Они зачастую выживают после таких падений, которые погубили бы любого из нас. Дело не в том, что они редко падают. Наоборот, в Манхэттене, где много высотных домов, кошки падают гораздо чаще, ибо они совершенно бесстрашно играют и преследуют друг друга на высоте. Даже в моем родном Лос-Анджелесе, где мало небоскребов, кошки постоянно подвергаются опасности быть сброшенными с подоконника во время подземных толчков. Ветеринарам так часто приносят упавших кошек, что в их терминологии появилось специальное выражение, характеризующее общую картину получаемых кошками травм: «высотный синдром у кошек».
Несмотря на предрасположенность кошек к падениям, в результате происходит гораздо меньше смертельных случаев, чем у людей. И дело не только в том, что кошки в отличие от людей выдерживают падение с 6-этажных зданий. Более поразительным является тот факт, что кошки в большинстве случаев выживают после падения на асфальт с небоскребов. По-видимому, рекордсменом (по крайней мере, в Нью-Йорке) является котенок по имени Сабрина, свалившийся на тротуар с 32-го этажа, получив пустячные повреждения: у нее был выбит зуб и слегка поранена грудка. Это звучит парадоксально, но чем выше здание (начиная с некой высоты), тем для кошки меньше вероятность погибнуть. Способность выдерживать такие ужасные падения — это главный факт, на котором основано поверье, будто бы у кошки девять жизней.
Кошачья пазематология (от греческого «pasema» — «падение»), наука о падениях кошек, поначалу может не вызвать у вас того интереса, который порождают открытия, за которые дают Нобелевскую премию. Однако наука эта имеет определенную ценность, и каждый фелофил (любитель кошек) это понимает. Эта наука может представлять интерес также и для медицины: раскрытие секретов кошачьей живучести могло бы помочь нам уменьшить высотный травматизм. Более того, пазематология иллюстрирует взаимность физиологии и эволюционной биологии и указывает нам путь получения знаний в областях, в которых целенаправленный эксперимент был бы достоин всяческого осуждения.
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 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 был собран массив данных по 132 кошкам, соблазнившимся видом открытых окон, упавшим с высоты не менее 2-го этажа и попавшим в их больницу. Большая часть кошек упала с высоты 4-го и более этажа, в среднем — с высоты 5,5 плюс-минус 0,3 этажа. Максимальная высота составила 32 этажа (знаменитая Сабрина). Большинство жертв ударилось о бетонный тротуар. Ветеринарам пришлось исключить из анализа 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 умерли 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 погибали 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, больше семи этажей: погибли только 5 процентов упавших с высоты 7го-32го этажа, в то время как вдвое больше — 10 процентов -погибли при падении с высоты 2го-бго этажа. Как будто бы, поссорившись с человеком, грозящим выбросить вас из окна 2го этажа, вы облегчили бы свою участь, упросив его выбросить вас с 21-го!
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 скорости столкновения, мягкости поверхности, площади соударения и пяти свойств падающего существа: его веса, площади, мягкости, свойства костей и поглощаемости удара суставами и мышцами.
Что касается скорости соударения, то при падении происходит ускорение на 9,8 м/с за каждую секунду. 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 летели 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 степени 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 затормозиться. 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, 10 млн. долл.) даже я согласился бы прыгнуть с крыши на достаточно мягкую и обширную подушку. Именно поэтому рассказы о летчиках, которые прыгнули без парашюта и выжили, касаются скорее тех счастливчиков, которые свалились в болото (тормозной путь около 20см), а не к тем несчастным, которые упали на асфальт (тормозной путь составляет долю сантиметра). В качестве альтернативы падению на мягкую поверхность вы можете обернуть себя собственной мягкой поверхностью. То, что дети выживают чаще взрослых, отчасти объясняется смягчающим действием подкожного жира.
Теория также утверждает, что отношение массы падающего тела к его площади 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 эффект массы и площади включает в себя сопротивление воздуха. Как мы все знаем, 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 и не компенсирует силу земного притяжения. В конечном счете, трение приводит к тому, что тела, падающие в земной атмосфере, достигают некоторой предельной скорости, с которой они продолжают падать до тех пор, пока их не расплющит об землю. Чем больше площадь и меньше масса тела, тем меньше предельная скорость и тем быстрее она достигается. Именно поэтому парашютисты надевают парашют, а перо опускается на землю гораздо мягче пушечного ядра.
Теперь давайте применим эти физические принципы для объяснения различий в том, какие травмы встречаются у взрослых, детей и кошек. Поскольку масса возрастает пропорционально кубу линейных размеров тела, а площадь — пропорционально их квадрату, то отношение масса/площадь увеличивается с размерами тела. Следовательно, мы ударялись бы о землю с большим отношением килограммов к квадратным сантиметрам, чем кошки, даже если бы наше тело было абсолютно подобно телу кошки и мы принимали бы ту же самую позу — что в действительности не имеет места.
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 не серьезном падении у слонов выше, чем у людей; у взрослых выше, чем у детей; у детей выше, чем у кошек. Меньшее отношение массы к площади у кошек обусловливает их предельную скорость падения 100 км/ч, которую они набирают, упав с 5-го этажа, в то время как у людей эта скорость равна 200 км/ч. Уже одно это (если бы кошки были бы уменьшенными копиями людей) уменьшило бы травматизм кошек по сравнению с людьми. Но они обладают и другими уникальными преимуществами. У них есть великолепный внутренний «гироскоп», расположенный во внутреннем ухе. Если кошка падает спиной вниз, она быстро ориентируется в пространстве и, изогнувшись, поворачивается в воздухе лапами вниз, не пролетев и полутора метров. В результате удар распределяется на четыре лапы, а не на две.
Мы, взрослые люди, «оборудованные» гораздо худшим гироскопом, при падении не контролируем свое положение. Чаще всего мы приземляемся на свои две ноги и менее часто — на голову. У детей относительно большая голова, и чаще всего они падают головой вниз, инстинктивно разведя руки в стороны. Эти особенности приводят не только к тому, что кошки чаще выживают, но и к тому, что у них другие типичные травмы: кошки почти одинаково часто ломают передние и задние лапы, в то время как у людей чаще всего разбиты черепа (для всех взрослых), сломаны руки (у детей), ноги (у взрослых). Удалось ли вам угадать ответ?
Еще одно преимущество кошки, помимо ее маленького веса, состоит в том, что они умеют сгибать конечности, чтобы распределить силу удара по суставам и мышцам. Уж если мы лишены кошачьего гироскопа, то было бы нелишним поучиться у кошек сгибать ноги, обеспечивая тем самым большую безопасность при падении.
Однако и это преимущество кошек не объясняет самого удивительного факта — увеличения их шансов на выживание при падении с высоты, большей 7-гоэтажа. 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, принимая вытянутую позу, и, 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, уменьшается скорость и сила соударения, которая к тому же распределяется на всю площадь тела (а не только на четыре лапы). Умение кошки действовать наподобие парашютистов объясняет не только их способность к выживанию после падения с высоты, превышающей семь этажей, но также и значительное уменьшение риска сломать лапы. Лапы были сломаны у большинства кошек, упавших с 7го-8го этажа, и лишь у каждой тринадцатой из упавших с девятого этажа и выше.
Короче говоря, падающие кошки во многих отношениях рискуют гораздо меньше людей. Малый вес обеспечивает меньшую силу удара, меньшее напряжение (силу, деленную на площадь) и меньшую предельную скорость. Все эти качества присущи и другим мелким животным, но кошки все же рискуют меньше, чем маленькие собачки. Это объясняется наличием у них дополнительных преимуществ: среди них можно упомянуть прекрасный гироскоп, позволяющий кошкам падать вниз ногами, а не головой, гибкость конечностей, которые распределяют нагрузку по суставам и мышцам; наконец, их способность принимать после достижения предельной скорости позу белки-летяги.
Итак, мы привлекли для анализа физику, астрономию и психологию. Остается только применить знания из области эволюционной биологии. Мне кажется, что уникальные способности кошек развились в ходе естественного отбора. По деревьям лазают большая часть видов семейства кошачьих и лишь немногие виды собак. В течение миллионов лет кошки прыгали на добычу с деревьев и просто падали оттуда. Все те кошки, у которых был плохой гироскоп, жесткие конечности, и те, которые не научились принимать позу белки, ломали лапы и попадали на свалку эволюции. Выжили только лучшие «парашютисты». Так что кошки должны быть благодарны за свои девять жизней именно своей эволюционной истории.
