Antarktyda, jak można się spodziewać, robi się naprawdę cholernie zimno: Temperatury tak niskie jak -40 stopni Fahrenheita są często rejestrowane w zimie. Dla żyjących tam stworzeń to ekstremalne zimno wymaga innowacyjnych strategii przetrwania, które umożliwiają utratę jak najmniejszej ilości ciepła.
powiązana zawartość
- Kolonie pingwinów cesarskich będą cierpieć w związku ze zmianami klimatu
Naukowcy odkryli niedawno, że pingwiny cesarskie - jeden z najbardziej znanych gatunków Antarktydy - stosują szczególnie nietypową technikę przetrwania codziennego chłodu. Jak szczegółowo opisano w artykule opublikowanym dzisiaj w czasopiśmie Biology Letters, ptaki minimalizują straty ciepła, utrzymując zewnętrzną powierzchnię swojego upierzenia poniżej temperatury otaczającego powietrza.
Jednocześnie gęste upierzenie pingwinów izoluje ich ciało i utrzymuje je w porządku. Zespół naukowców ze Szkocji i Francji niedawno doszedł do odkrycia, analizując obrazy termiczne (poniżej) pingwinów zrobione w nadmorskiej kolonii lęgowej cesarza w Adélie Land, na obszarze Antarktydy, do którego twierdzą Francja.
Naukowcy przeanalizowali zdjęcia termograficzne, takie jak ten, które wykonano mniej więcej miesiąc w czerwcu 2008 r. W tym okresie średnia temperatura powietrza wynosiła 0, 32 stopnia Fahreinheita. W tym samym czasie większość upierzenia pokrywającego ciała pingwinów była jeszcze zimniejsza: powierzchnia ich najcieplejszej części ciała, ich stóp, wynosiła średnio 1, 76 stopnia Fahrenheita, ale upierzenie na ich głowach, klatkach piersiowych i plecach wynosiło -1, 84 Odpowiednio -7, 24 i -9, 76 stopni Fahrenheita. Ogólnie rzecz biorąc, prawie cała zewnętrzna powierzchnia ciał pingwinów przez cały czas była poniżej zera, z wyjątkiem oczu i dziobów.
Naukowcy wykorzystali również symulację komputerową, aby ustalić, ile ciepła zostało utracone lub uzyskane z każdej części ciała - i odkryli, że utrzymując swoją zewnętrzną powierzchnię poniżej temperatury powietrza, ptaki mogą paradoksalnie być w stanie pobierać bardzo niewielkie ilości ciepła z powietrze wokół nich. Kluczem do ich sztuczki jest różnica między dwoma różnymi rodzajami wymiany ciepła: promieniowaniem i konwekcją.
Pingwiny tracą wewnętrzne ciepło ciała do otaczającego powietrza przez promieniowanie cieplne, tak jak nasze ciała w zimny dzień. Ponieważ ich ciała (ale nie upierzenie powierzchniowe) są cieplejsze niż otaczające powietrze, ciepło stopniowo promieniuje na zewnątrz z czasem, przechodząc z cieplejszego materiału do zimniejszego. Aby utrzymać temperaturę ciała, tracąc jednocześnie ciepło, pingwiny, podobnie jak wszystkie ciepłokrwiste zwierzęta, polegają na metabolizmie pokarmu.
Pingwiny mają jednak dodatkową strategię. Ponieważ ich zewnętrzne upierzenie jest jeszcze zimniejsze niż powietrze, symulacja wykazała, że mogą odzyskać trochę tego ciepła przez konwekcję termiczną - przenoszenie ciepła przez ruch płynu (w tym przypadku powietrza). Gdy zimne powietrze Antarktydy krąży wokół ich ciał, nieco cieplejsze powietrze wchodzi w kontakt z upierzeniem i oddaje pingwinom niewielkie ilości ciepła, a następnie oddala się w nieco niższej temperaturze.
Naukowcy zauważają, że większość tego upału prawdopodobnie nie przedostaje się przez upierzenie z powrotem do ciał pingwinów, ale może to mieć niewielką różnicę. Przynajmniej metoda, w której upierzenie pingwina odbiera ciepło z gorzko zimnego powietrza, które go otacza, pomaga wyeliminować część ciepła promieniującego z jego wnętrza.
Biorąc pod uwagę niezwykle wymagający cykl hodowlany cesarzy (obchodzony w dokumencie Marsz pingwinów ), liczy się każda odrobina ciepła. Każdej zimy wędrują z miejsc śródlądowych na wybrzeże - idąc do 75 mil - gdzie rozmnażają się i inkubują jaja. Po złożeniu jaj przez samice samce inkubują je, utrzymując równowagę na nogach w woreczku przez około 64 dni. Ponieważ przez cały ten czas nic nie jedzą, absolutnie kluczowe jest oszczędzanie kalorii poprzez oddanie jak najmniejszej ilości ciepła.
Zapisz się na nasz bezpłatny biuletyn, aby co tydzień otrzymywać najlepsze historie z witryny Smithsonian.com.
