Le secret de la chute des chats révélé par leur colonne vertébrale

Des chercheurs japonais de l’Université de Yamaguchi ont découvert comment les chats parviennent systématiquement à retomber sur leurs pattes. Leur étude, publiée dans « The Anatomical Record », montre que leur capacité repose sur une différence anatomique fondamentale entre deux sections de la colonne vertébrale féline.

La capacité des chats à se retourner en l’air lors d’une chute fascine depuis des siècles scientifiques et amoureux des félins. Une équipe de l’Université de Yamaguchi au Japon vient de lever le voile sur le mécanisme anatomique qui rend possible cette prouesse quasi systématique. Leur recherche, publiée dans The Anatomical Record, révèle que le secret ne réside pas dans les pattes ou la queue, mais dans la structure même de la colonne vertébrale.

Une flexibilité différentielle

Dirigée par Yasuo Higurashi, l’équipe a combiné l’examen de cinq cadavres de chats avec l’analyse vidéo à haute vitesse de deux félins vivants lâchés sur des surfaces rembourrées. Les résultats sont éloquents : la colonne thoracique, qui correspond à la partie supérieure et centrale du dos, présente une flexibilité environ trois fois supérieure à celle de la colonne lombaire, située dans le bas du dos. Plus précisément, la région thoracique dispose d’une zone neutre d’environ 47 degrés, une plage angulaire où elle peut pivoter avec une résistance minimale. À l’inverse, la colonne lombaire ne présente aucune zone neutre, ce qui la rend beaucoup plus rigide.

Leur différence structurelle permet aux chats d’exécuter ce que les scientifiques nomment le réflexe de redressement aérien selon une séquence en deux phases distinctes. Comme l’avant du corps est plus léger et connecté aux vertèbres thoraciques plus souples, le chat en chute commence par faire pivoter sa tête et ses pattes antérieures vers le sol. La colonne lombaire rigide sert ensuite d’ancrage, permettant à la partie postérieure du corps de suivre le mouvement sans que l’animal ne se mette à tournoyer de manière désordonnée. « La colonne thoracique du chat peut pivoter de la même manière que notre cou », explique Higurashi au New York Times.

Un modèle révisé

Ces découvertes remettent en question des explications longtemps enseignées dans les manuels scolaires. Les théories antérieures privilégiaient un modèle de « repli et rotation », selon lequel les chats alternaient entre repli et extension de leurs pattes pour modifier leur moment angulaire. Les nouvelles données soutiennent plutôt un mécanisme de « flexion et torsion », où la région thoracique flexible fournit la rotation nécessaire. Les images à haute vitesse confirment que le haut du corps atteint la bonne orientation avant que l’arrière-train ne suive, une séquence qui correspond aux propriétés spinales mesurées plutôt qu’à une simple manipulation des membres.

La compréhension nouvelle s’inscrit dans une perspective historique. Depuis le XIXe siècle, les scientifiques tentent de percer le mystère de la chute féline. En 1894, le physiologiste français Étienne-Jules Marey réalise les premières photographies séquentielles d’un chat en chute. Plus récemment, en 1998, une étude sur des chats vivants anesthésiés avait déjà suggéré l’importance de la flexibilité différentielle, mais sans en préciser les mécanismes anatomiques précis.

Applications potentielles

Les implications de la recherche dépassent largement le domaine de la curiosité féline. Comprendre les mécanismes de flexibilité variable de la colonne vertébrale pourrait éclairer les traitements des lésions médullaires chez l’humain. Le principe d’associer une section articulaire très mobile à un stabilisateur rigide présente un intérêt évident pour l’ingénierie de réadaptation.

Dans le domaine de la robotique, cette découverte pourrait inspirer la conception de machines plus agiles. Les robots quadrupèdes, qui doivent souvent se réorienter rapidement après une perturbation, pourraient bénéficier d’une architecture similaire. La combinaison d’une section flexible et d’une section rigide offre en effet un compromis optimal entre mobilité et stabilité.

Les chercheurs reconnaissent certaines limites à leur étude, notamment le fait que la section de la cage thoracique lors des tests sur cadavres a pu affecter les mesures thoraciques. Cependant, ils notent que leurs résultats concordent avec les observations antérieures sur des chats vivants, ce qui renforce la validité de leurs conclusions.

La recherche entreprise ici montre finalement comment l’étude de phénomènes naturels apparemment anecdotiques peut conduire à des avancées significatives dans des domaines aussi variés que la médecine et la robotique. La colonne vertébrale féline, fruit de millions d’années d’évolution, pourrait ainsi contribuer à améliorer la conception de dispositifs médicaux et de systèmes robotiques, démontrant une fois encore que la nature reste une source d’inspiration inépuisable pour l’innovation technologique.