Як імператорські пінгвіни протистоять полярному холоду Sciences et Avenir
Опубліковано 13.12.2015 о 19:00, оновлено 13.12.2015 о 19:00.
Імператорські пінгвіни виживають чотири місяці в Антарктиді без годування. ні замерзнути, навіть на - 40 °! Їх секрет: надійна теплоізоляція та скрупульозна соціальна організація.
Форма тіла, оперення, система крові: імператорський пінгвін задумав усе, щоб максимально уникнути втрат тепла.
ЦИФРОВИЙ. Ця стаття взята зі спеціального випуску Science et Avenir № 181.
ВИЖИВАННЯ. Він вибирає зиму своїм шлюбним сезоном, а Антарктиду - своїм розсадником. іншими словами, найхолодніше середовище, яке він може знайти на Землі. Середні температури опускаються до -40 ° C у червні, під час довгої полярної ночі. А коли на узбережжі дме хуртовина зі швидкістю 250 км/год, відчувається температура -200 ° C! Як імператорський пінгвін, Aptenodytes forsteri, виживає в цьому пеклі? Його секрет полягає у цілій серії анатомічних, фізіологічних та поведінкових адаптацій, які дозволяють йому, зокрема, підтримувати температуру тіла, витрачаючи мінімум енергії.
Оперення Пінгвін: тепла та водонепроникна вітровка
Як і будь-яка теплокровна тварина, вона має зону теплової нейтральності: діапазон зовнішніх температур, між якими її організм не бореться ні з холодом, ні з спекою. і, отже, не споживає енергії для теплового регулювання. У той час як у людей ця різниця дуже тонка (між + 25 ° C і + 30 ° C), "у імператорського пінгвіна вона поширюється від -10 ° C до? + 20 ° C", підкреслюють автори нещодавнього Франко-шотландське дослідження. На думку вчених, ця нечутливість до холоду в основному забезпечується оперенням. Пінгвін - птах з найбільшою щільністю пір’я на квадратний сантиметр шкіри. Короткі і круті, вони розташовані по діагоналі і з’єднуються між собою, створюючи водонепроникну «вітронепроникну» конструкцію. Інфрачервоні зображення показують, що температура зовнішнього оперення дорівнює температурі навколишнього повітря. Єдині найгарячіші місця - що відображають теплообмін між повітрям і тілом і, отже, втрату тепла - це очі та частина плавників, а також, меншою мірою, дзьоб і ноги.
Ноги, які не мерзнуть
Крім того, силует цієї великої птиці допомагає обмежити втрати тепла: веретеноподібне тіло і "периферійні органи - плавники, хвіст - маленький по відношенню до своїх розмірів", пояснює Крістоф Барбро, дослідник CNRS з Центру біологічних досліджень Чизе та науковий радник фільму Люка Жаке «Похід імператора». Це дає імператорському пінгвіну меншу площу поверхні тіла (від 15% до 30%), ніж у інших птахів тієї ж будови. А отже, зменшена обмінна поверхня з холодним зовнішнім повітрям.
Крім того, як і всі пінгвіни, імператор має під шкірою товстий шар жиру (від 2 до 3 см) і особливу систему кровообігу, завдяки якій його ноги не тільки не мерзнуть, але і підтримують температуру тіла. Як? 'Або' Що? Шляхом теплообміну між артеріями та сусідніми венами. Кров, яка рухається від ніг до серця, нагрівається теплом, що виходить із сусідньої артерії. А те, що надходить у стопу, вже охолоджене (що дозволяє уникнути атмосферних втрат тепла при контакті з землею). "Таким чином, його ноги тримаються при температурі від 0,4 до 1,9 ° вище зовнішньої", - уточнює Крістоф Барбро.
ЧЕРЕПАХА. І все-таки всього цього було б недостатньо, якби птах не розробив остаточну стратегію: соціальну терморегуляцію. У самому серці зими самки повертаються до моря, щоб поповнити запаси енергії. Самці, які висиджують яйця під час їх відсутності, потім туляться, щоб зігрітися. Вони утворюють "черепаху" з декількох сотень особин, які постійно міняються місцями, щоб не дати їй бути підданою холоду. "На квадратному метрі знаходиться п'ять-шість стиснених пінгвінів, детально Крістоф Барбро. Вимірювальні прилади відзначали в центрі пласта температуру + 34 ° C, коли на вулиці було -35 ° C". Пінгвіни набувають такої поведінки дуже рано: вона зустрічається в розплідниках, ці групи пташенят, які проводяться, особливо коли батьки відсутні на кормі в морі.