de har blivit stjärnorna i många naturdokumentärer och tecknade filmer, älskade för sin fluffighet och oklanderliga waddle. Men när det gäller avel kan man säga att kejsarpingviner har dragit det evolutionära korta strået. Som om livet inte redan var tufft nog i det mest iskalla Antarktiska landskapet de bor i, måste dessa fåglar också föda upp på vintern, när de måste skydda sina ägg från snö och brusande vindar, så att äggen inte blir isbitar.
denna veckas avsnitt av BBC America ’s” Dynasties ” följer en koloni av kejsarpingviner (Aptenodytes forsteri) när de kämpar med detta ogästvänliga klimat för att hålla sina bräckliga ägg vid liv.
kejsaren är faktiskt den enda pingvinarten som följer den riskabla strategin att föda upp enbart på vintern, vilket de gör i enorma kolonier med flera tusen fåglar. Medan honfåglarna går ut till havet i flera månader för att fylla på sig med fisk efter att var och en har lagt ett enormt ägg, stannar hanarna kvar och inkuberar ett ägg när temperaturen blir alltmer frigid på den platta isen där de bor.
anledningen till deras vintertid avel kommer ner till några mycket snäva schemaläggning begränsningar. När flera tusen ungar anländer i en pingvin koloni, de kräver massor av fisk, bläckfisk och krill som näring. Men det är bara tillgängligt på våren, när de stora sträckorna av fruset hav som skiljer kejsarpingviner från havets kant smälter och bryts isär.
och eftersom inkubering av ett ägg tar cirka fyra månader, ”betyder det att det börjar på vintern, så kycklingen är då tidsbestämd att kläcka när maximala resurser finns tillgängliga i närheten i havet”, säger Philip Trathan, chef för bevarandebiologi vid British Antarctic Survey. ”Om vandrade över 200 kilometer havsis varje foderresa, skulle de bara inte ha tid att göra det,” sa han till Live Science.
Saddled med den mammut uppgiften att skydda sina unga mot snöstormar och subzero temperaturer, har emperor penguin pappor i huvudsak förvandlats av evolutionen till att gå varmvattenflaskor.
till att börja med är fåglarna nästan helt täckta i ett tätt lager av fjädrar som är flera centimeter tjocka, vilket isolerar sina egna kroppar och deras unga. Liksom många pingvinarter är en kejsare också utrustad med en flik av naken hud på buken, kallad ”brood pouch”, som skyddar ägget. En fågel balanserar artfully ett ägg på fötterna, pressar upp det mot denna nakna hud och täcker sedan ägget med en fleecy vik av bukfjäderdräkt som helt isolerar avkomman från den frusna världen utanför.
direkt kontakt med huden värmer ägget via blodkärl som ligger precis under ytan, säger Dominic McCafferty, en termisk ekolog vid Glasgow University i Skottland. Brödpåsen har också en biologisk bonus. ”Huden i sig är mycket rik på temperaturavkännande neuroner som tar upp temperaturen på”, Sa McCafferty till Live Science. Det anpassar kejsarens pappor till deras kycklings välbefinnande och varnar dem när ägg behöver lite extra täckning för att hålla dem mysiga.
men allt detta är beroende av att faderpingvinen kan behålla sin egen isolering till förmån för sig själv och hans unga. ”En av de flera anpassningar som kejsarpingvinerna särskilt har är denna förmåga att inte förlora värme till omgivningen”, säger Michelle LaRue, föreläsare i Gateway Antarktis vid Institutionen för geografi vid University of Canterbury i Nya Zeeland, som specialiserat sig på befolkningsdynamiken hos Antarktiska arter. En del av det är att se till att de har så lite kontakt med isen som möjligt.
för att uppnå det lyfter fåglarna fötterna från isen, lutar sig tillbaka i klackarna och håller sig fast med sina svansspetsar. ”De har den här typen av tvåfotsstativstativ, så att de enda saker som rör isen är deras klackar och deras svans — vilket jag tycker är otroligt”, sa LaRue till Live Science. ”De ser ut som om de är i en gungstol!”De antar denna hållning i flera månader för att skydda sina kycklingar. ”De är otroligt motståndskraftiga. Jag är i vördnad för hur de lever, ” tillade LaRue.
termiska avbildningsstudier visar att fåglarnas kroppar bara förlorar små mängder värme, främst genom näbb, ögon och fötter. Deras fjädrar är i grunden en otroligt sofistikerad dunjacka, som” håller mitten varm men tillåter mycket lite värme att överföra genom fjädrarna ut till ytan”, säger McCafferty, som studerar temperaturreglering hos dessa fåglar. Faktum är att han i sin forskning visat att ytan på fåglarnas fjädrar faktiskt är cool — vilket tyder på att de knappt leder någon värme till omvärlden.
”detta berättar för oss att deras isolering fungerar väldigt bra,” sa McCafferty.
för extra värmeförsäkring under de långa månaderna på isen använder faderfåglarna en sista taktik: gruppkramar. Kejsarpingviner är kända för att skapa enorma huddles, där hundratals fåglar sylt ihop i en ständigt cirkulerande massa för att säkerställa kollektiv värme. Den underliggande dynamiken hos dessa stora grupper är så komplex att många biologer fortfarande försöker förstå hur sammankomsterna fungerar, sa McCafferty.
men forskare vet varför fåglarna gör det. ”Deras rena kroppsvärme kan höja luftens temperatur i huddle”, sa McCafferty och tillade att en grupp franska forskare har registrerat lufttemperaturer på mer än 95 grader Fahrenheit (35 grader Celsius) ovanför huddle.
mitt under nollförhållanden kan huddleens imponerande värme hjälpa kejsarens pappor att sakta ner sin ämnesomsättning och minska energianvändningen, så att de kan fortsätta värma sina dyrbara avkommor, förklarade McCafferty.
medan det vanliga motivet i naturdokumentärer av pingviner huddled mot tjutande vindar kan vara utformade för att dra i våra hjärtsträngar, sa McCafferty att vi inte behöver synd om dessa fåglar eller deras små kycklingar. För människor skulle något under 68 F (20 C) känna sig lite coolt, men ”denna zon av komfort för kejsarpingviner sträcker sig förmodligen ner till något som minus 10 grader Celsius”, sa han.
” de är mycket väl anpassade till dessa miljöer, och de är mycket framgångsrika på vad de gör”, sa han. Dessa dedikerade pingvin pappor, som lyckas höja sina unga på förmodligen den hårdaste platsen på jorden, är verkligen ett bevis på det.
berättad av Sir David Attenborough, BBC America ’ s ”Dynasties” ger tittarna en nära och personlig titt på familjelivet för fem av de mest berömda och hotade djuren på planeten. Den fjärde episoden,” kejsare, ” premiär lördag (februari. 16) på BBC America vid 9 PM EST/8 pm CST. Tittarna kan titta på det första avsnittet, ”Lion,” gratis online.
- Hur fryser en person till döds?
- Hur kan kokande vatten förvandlas till snö?
- Varför Finns Det Så Många Duvor?
ursprungligen publicerad på Live Science.