De har blitt stjernene i mangfoldig en naturdokumentar og tegneserie, elsket for deres fluffiness og upåklagelig waddle. Likevel, når det gjelder avl, kan du si at keiserpingviner har trukket det evolusjonære korte strået. Som om livet ikke allerede var tøft nok i det for det meste frigide antarktiske landskapet de bor, må også disse fuglene avle om vinteren, når de må beskytte eggene sine mot snø og brølende vind, for ikke eggene blir til isbiter.
Denne ukens episode av BBC America's "Dynasties" følger en koloni med keiserpingviner (Aptenodytes forsteri) da de strever med dette ugjestmilde klimaet for å holde liv i deres skjøre egg.
Keiseren er faktisk den eneste pingvinarten som følger den risikable strategien med å avle utelukkende om vinteren, noe de gjør i enorme kolonier med flere tusen fugler. Mens hunnfuglene drar ut i havet i flere måneder for å fylle seg opp med fisk etter at hver har lagt et enormt egg, forblir hannene og hver inkuberer et egg etter hvert som temperaturene blir stadig frigtere på den flate isisen der de bor.
Årsaken til deres vintertid avl kommer ned til noen veldig stramme planleggingsbegrensninger. Når flere tusen klekkerier ankommer en pingvinkoloni, krever de tonnevis med fisk, blekksprut og krill som næring. Men det er bare tilgjengelig om våren, når de enorme stengene med frossent hav som skiller keiserpingviner fra havkanten smelter og går i stykker.
Og fordi det tar rundt fire måneder å inkubere et egg, "det betyr å starte det om vinteren, så kyllingen blir så tidsbestemt til å klekkes når det er maksimale ressurser i nærheten," sa Philip Trathan, sjef for bevaringsbiologi hos britene. Antarktis undersøkelse. "Hvis du vandret over 200 kilometer havis hver foragingstur, ville de bare ikke hatt tid til å gjøre det," sa han til Live Science.
Saddled med den enorme oppgaven med å beskytte ungdommene sine mot snøstorm og temperaturer under keiser, har keiserpingvin-pappa i hovedsak blitt omgjort av evolusjon til vandrende varmtvannsflasker.
Til å begynne med er fuglene nesten fullstendig dekket i et tett lag med fjær som er flere centimeter tykke, som isolerer deres egne kropper og deres unger. Som mange pingvinarter, er en keiser også utstyrt med en klaff med naken hud på magen, kalt "stamposen", som beskytter egget. En fugl balanserer kunstig et egg på føttene, presser det opp mot denne nakne huden og dekker deretter egget med en flekkete fold av mage fjærdrakt som isolerer avkomet fra den frosne verden utenfor.
Direkte kontakt med huden varmer egget via blodkar som ligger rett under overflaten, sier Dominic McCafferty, termisk økolog ved Glasgow University i Skottland. Broddposen har også en biologisk bonus. "Huden i seg selv er veldig rik på temperaturfølende nevroner som tar opp temperaturen," sa McCafferty til Live Science. Det stemmer keiserfarene til trivselen til kyllingene sine, og varsler dem når egg trenger litt ekstra dekning for å holde dem koselige.
Men alt dette er avhengig av at pingvinen kan opprettholde sin egen isolasjon til fordel for seg selv og sine unge. "En av de flere tilpasningene som keiserpingvinene har spesielt, er denne evnen til ikke mister varmen til det omgivende miljøet, "sa Michelle LaRue, foreleser i Gateway Antarctica i geografisk institutt ved University of Canterbury på New Zealand, som spesialiserer seg i populasjonsdynamikken til antarktiske arter. En del av dette er å sikre at de har like lite kontakt med isen som mulig.
For å oppnå det, løfter fuglene føttene av isen, lener seg tilbake i hælene og støtter seg med haletippene. "De har denne typen to-fot-halestativ, slik at de eneste tingene som berører isen er hælene og halen - noe jeg synes er utrolig," sa LaRue til Live Science. "De ser ut som om de er i en gyngestol!" De bruker denne holdningen i flere måneder for å beskytte kyllingene sine. "De er utrolig spenstige. Jeg er ærefrykt over måten de tjener på," la LaRue til.
Studier av termisk avbildning viser at fuglenes kropper bare mister små mengder varme, hovedsakelig gjennom nebbet, øynene og føttene. Fjærene deres er i utgangspunktet en utrolig sofistikert dunjakke, som "holder sentrum varmt, men lar veldig lite varme overføres gjennom fjærene ut til overflaten," sier McCafferty, som studerer temperaturregulering hos disse fuglene. Faktisk har han vist i forskningen sin at overflaten på fuglenes fjær faktisk er kul - noe som antyder at de nesten ikke fører varme til omverdenen; det hele er fanget inne.
"Dette forteller oss at isolasjonen deres fungerer veldig, veldig bra," sa McCafferty.
For ekstra varmeforsikring i løpet av de lange månedene på isen, bruker farfuglene en siste taktikk: gruppeklemmer. Keiserpingviner er kjent for å skape enorme kramninger, der hundrevis av fugler sylter sammen i en konstant sirkulerende masse for å sikre kollektiv varme. Den underliggende dynamikken i disse store gruppene er så kompleks at mange biologer fortsatt prøver å forstå hvordan samlingene fungerer, sa McCafferty.
Men forskere vet hvorfor fuglene gjør det. "Deres rene kroppsvarme er i stand til å heve temperaturen i luften i kosa," sa McCafferty, og la til at en gruppe franske forskere har registrert lufttemperaturer på mer enn 95 grader Fahrenheit (35 grader Celsius) over kramningen.
Midt i subzero-forholdene, kan den imponerende varmen fra kosa hjelpe keiserfarene med å senke stoffskiftet og redusere energibruken, slik at de kan fortsette å varme opp sitt dyrebare avkom, forklarte McCafferty.
Mens det vanlige motivet i naturdokumentarer om pingviner som krydder mot hylende vind kan være designet for å tøffe hjertestrengene våre, sa McCafferty at vi ikke trenger å synd på disse fuglene eller deres små kyllinger. For mennesker vil alt under 20 ° C føles litt kult, men "denne komfortsonen for keiserpingviner strekker seg antagelig ned til noe som minus 10 grader celsius," sa han.
"De er veldig godt tilpasset disse miljøene, og de er veldig vellykkede med det de gjør," sa han. Disse dedikerte pingvin-pappaene, som klarer å oppdra ungene sine på sannsynligvis det hardeste stedet på jorden, er absolutt et bevis på det.
Fortalt av Sir David Attenborough gir BBC America's "Dynasties" seerne et nært og personlig blikk på familielivet til fem av de mest berømte og truede dyrene på planeten. Den fjerde episoden, "Emperor", har premiere lørdag (16. februar) på BBC America klokka 21.00. EST / 8 p.m. CST. Seerne kan se den første episoden, "Lion", gratis på nettet.
