В Антарктиде, как и следовало ожидать, чертовски холодно: температура зимой до -40 градусов по Фаренгейту часто регистрируется. Для существ, которые живут там, этот сильный холод требует инновационных стратегий выживания, которые позволяют потерять как можно меньше тепла.
Связанный контент
- Колонии императорских пингвинов будут страдать от изменений климата
Ученые недавно обнаружили, что императорские пингвины - один из самых знаменитых видов Антарктиды - используют особенно необычную технику для выживания во время ежедневного холода. Как подробно описано в статье, опубликованной сегодня в журнале Biology Letters, птицы сводят к минимуму потери тепла, сохраняя внешнюю поверхность своего оперения ниже температуры окружающего воздуха.
В то же время, густое оперение пингвинов изолирует их тело и сохраняет его жарким. Группа ученых из Шотландии и Франции недавно пришла к выводу, проанализировав тепловые изображения (ниже) пингвинов, сделанные в прибрежной колонии Императора на Земле Адели, в районе Антарктиды, на которую претендует Франция.
Исследователи проанализировали такие термографические изображения, которые были сделаны примерно за месяц в июне 2008 года. В этот период средняя температура воздуха составляла 0, 32 градуса по Фаренгейту. В то же время, большинство оперения, покрывающего тела пингвинов, было еще холоднее: поверхность их самой теплой части тела, их ступни, была в среднем 1, 76 градуса по Фаренгейту, но оперение на их головах, груди и спине было -1, 84. -7, 24 и -9, 76 градусов по Фаренгейту соответственно. В целом, почти вся внешняя поверхность тел пингвинов всегда была ниже нуля, за исключением их глаз и клювов.
Ученые также использовали компьютерное моделирование, чтобы определить, сколько тепла было потеряно или получено от каждой части тела, и обнаружили, что, сохраняя свою наружную поверхность ниже температуры воздуха, птицы, как это ни парадоксально, могут получать очень небольшое количество тепла от воздух вокруг них. Ключ к их уловке - разница между двумя различными типами теплопередачи: излучение и конвекция.
Пингвины теряют внутреннее тепло тела из-за теплового излучения, как это делают наши тела в холодный день. Поскольку их тела (но не оперение на поверхности) теплее окружающего воздуха, тепло постепенно излучается наружу, переходя от более теплого материала к более холодному. Чтобы поддерживать температуру тела, теряя тепло, пингвины, как и все теплокровные животные, полагаются на метаболизм пищи.
У пингвинов, однако, есть дополнительная стратегия. Поскольку их внешнее оперение еще холоднее воздуха, моделирование показало, что они могут получить немного этого тепла за счет тепловой конвекции - передачи тепла за счет движения жидкости (в данном случае воздуха). По мере того как холодный антарктический воздух циркулирует вокруг их тел, немного более теплый воздух вступает в контакт с оперением и отдает незначительное количество тепла обратно пингвинам, а затем уходит в цикл при немного более холодной температуре.
Исследователи отмечают, что большая часть этой жары, вероятно, не проходит весь путь через оперение и обратно к телам пингвинов, но это может иметь небольшое значение. По крайней мере, метод, с помощью которого оперение пингвина отводит тепло от горько-холодного воздуха, который его окружает, помогает нейтрализовать часть тепла, излучаемого изнутри.
И учитывая необычайно сложный цикл размножения императоров (отмечаемый в документальном фильме « Марш пингвинов» ), каждый кусочек тепла имеет значение. Каждую зиму они путешествуют из внутренних районов на побережье - до 75 миль - где они размножаются и насиживают яйца. После того, как самки откладывают яйца, самцы насиживают их, уравновешивая их в сумке в течение примерно 64 дней. Поскольку они ничего не едят в течение всего этого периода, сохранение калорий путем отказа от как можно меньшего количества тепла является абсолютно необходимым.
Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку, чтобы получать лучшие истории от Smithsonian.com каждую неделю.
