Ze zijn de sterren geworden van menig natuurdocumentaire en cartoon, geliefd vanwege hun luchtigheid en onberispelijke waggelen. Maar als het op fokken aankomt, zou je kunnen zeggen dat keizerspinguïns de evolutionaire korte stro hebben getrokken. Alsof het leven niet al zwaar genoeg was in het grotendeels ijskoude Antarctische landschap dat ze bewonen, moeten deze vogels ook broeden in het holst van de winter, wanneer ze hun eieren moeten beschermen tegen sneeuw en brullende wind, opdat de eieren niet in ijsblokjes veranderen.
De aflevering van BBC America's "Dynasties" volgt deze week op een kolonie keizerspinguïns (Aptenodytes forsteri) terwijl ze worstelen met dit onherbergzame klimaat om hun kwetsbare eieren in leven te houden.
De keizer is eigenlijk de enige pinguïnsoort die de risicovolle strategie volgt om alleen in de winter te broeden, wat ze doen in enorme kolonies van enkele duizenden vogels. Terwijl de vrouwelijke vogels maandenlang de zee opgaan om zichzelf aan te vullen met vis nadat ze elk een enorm ei hebben gelegd, blijven de mannetjes achter en broeden ze elk een ei uit terwijl de temperaturen steeds kouder worden op het platte ijs waar ze leven.
De reden voor hun winterfokkerij komt neer op een aantal zeer strakke planningsbeperkingen. Wanneer enkele duizenden jongen in een pinguïnkolonie arriveren, hebben ze tonnen vis, inktvis en krill nodig als voedsel. Maar dat is alleen beschikbaar in de lente, wanneer de uitgestrekte stukken bevroren zee die keizerspinguïns scheiden van de oceaanrand smelten en uiteenvallen.
En omdat het uitbroeden van een ei ongeveer vier maanden duurt, 'betekent dat dat het in de winter moet beginnen, zodat het kuiken dan wordt uitgesteld om uit te komen wanneer er in de buurt maximale bronnen beschikbaar zijn in de oceaan', zegt Philip Trathan, hoofd van de biologie voor natuurbehoud bij de Britten Antarctische enquête. "Als ze elke foerageertocht meer dan 200 kilometer zee-ijs zouden trekken, hadden ze er gewoon geen tijd voor", vertelde hij WordsSideKick.com.
Opgezadeld met de gigantische taak om hun jongen te beschermen tegen sneeuwstormen en temperaturen onder het vriespunt, zijn keizerspinguïnvaders in wezen door evolutie getransformeerd in lopende warmwaterkruiken.
Om te beginnen zijn de vogels bijna volledig bedekt met een dichte laag veren van enkele centimeters dik, die hun eigen lichaam en hun jongen isoleert. Zoals veel pinguïnsoorten, is een keizer ook uitgerust met een flap van blote huid op zijn buik, het zogenaamde broedzakje, dat het ei beschermt. Een vogel balanceert kunstig een ei op zijn poten, drukt het tegen deze blote huid en bedekt het ei vervolgens met een wollige buikplooi die het nageslacht volledig isoleert van de bevroren wereld buiten.
Direct contact met de huid verwarmt het ei via bloedvaten die net onder het oppervlak liggen, zegt Dominic McCafferty, een thermische ecoloog aan de Glasgow University in Schotland. Het broedzakje heeft ook een biologische bonus. "De huid zelf is erg rijk aan temperatuurgevoelige neuronen die de temperatuur oppikken," vertelde McCafferty aan WordsSideKick.com. Dat stemt keizerlijke vaders af op het welzijn van hun kuikens en waarschuwt hen wanneer eieren een beetje extra dekking nodig hebben om ze gezellig te houden.
Maar dit alles is afhankelijk van het feit dat de vaderpinguïn zijn eigen isolatie kan behouden ten voordele van zichzelf en zijn jongen. 'Een van de vele aanpassingen die de keizerspinguïns in het bijzonder hebben, is dit vermogen niet warmte kwijtraken aan de omgeving ", zegt Michelle LaRue, docent Gateway Antarctica aan de afdeling geografie van de Universiteit van Canterbury in Nieuw-Zeeland, die gespecialiseerd is in de populatiedynamiek van Antarctische soorten. Een deel daarvan is ervoor zorgen dat ze zo weinig mogelijk contact met het ijs mogelijk.
Om dat te bereiken, tillen de vogels hun voeten van het ijs, leunen ze achterover op hun hielen en houden ze zichzelf vast met hun staartpunten. "Ze hebben een soort van twee-foot-tail statief, zodat het enige wat het ijs aanraakt hun hielen en hun staart zijn - wat ik ongelooflijk vind," vertelde LaRue aan WordsSideKick.com. 'Ze zien eruit alsof ze in een schommelstoel zitten!' Ze nemen deze houding maandenlang aan, ter bescherming van hun kuikens. 'Ze zijn ongelooflijk veerkrachtig. Ik ben onder de indruk van de manier waarop ze hun brood verdienen,' voegde LaRue eraan toe.
Warmtebeeldstudies tonen aan dat de lichamen van de vogels slechts kleine hoeveelheden warmte verliezen, voornamelijk door de snavel, ogen en voeten. Hun veren zijn in feite een ongelooflijk geavanceerd donsjack, dat 'het centrum warm houdt maar heel weinig warmte door de veren naar de oppervlakte laat gaan', zegt McCafferty, die de temperatuurregeling bij deze vogels bestudeert. In zijn onderzoek heeft hij zelfs laten zien dat het oppervlak van de veren van de vogels eigenlijk koel is - wat suggereert dat ze nauwelijks warmte naar de buitenwereld geleiden; het zit allemaal binnenin gevangen.
'Dit vertelt ons dat hun isolatie heel erg goed werkt', zei McCafferty.
Voor extra warmteverzekering tijdens de lange maanden op het ijs, gebruiken de vadervogels nog een laatste tactiek: groepsknuffels. Keizerspinguïns staan bekend om het creëren van enorme kuddes, waarbij honderden vogels samen jammen in een constant circulerende massa om collectieve warmte te garanderen. De onderliggende dynamiek van deze geweldige groepen is zo complex dat veel biologen nog steeds proberen te begrijpen hoe de bijeenkomsten werken, zei McCafferty.
Maar wetenschappers weten wel waarom de vogels het doen. "Hun pure lichaamswarmte kan de temperatuur van de lucht in het huddle verhogen," zei McCafferty, eraan toevoegend dat een groep Franse wetenschappers luchttemperaturen van meer dan 95 graden Fahrenheit (35 graden Celsius) boven het kruip heeft geregistreerd.
Te midden van omstandigheden onder nul kan de indrukwekkende hitte van het samenzijn keizerlijke vaders helpen hun metabolisme te vertragen en het energieverbruik te verminderen, zodat ze hun kostbare nakomelingen kunnen blijven opwarmen, legde McCafferty uit.
Hoewel het gemeenschappelijke motief in natuurdocumentaires van pinguïns die tegen de huilende winden in zitten, misschien is ontworpen om aan onze harten te trekken, zei McCafferty dat we deze vogels of hun kleine kuikens niet hoeven te beklagen. Voor mensen zou alles onder 20 ° C een beetje koel aanvoelen, maar "deze comfortzone voor keizerspinguïns strekt zich waarschijnlijk uit tot ongeveer 10 graden Celsius", zei hij.
'Ze zijn zeer goed aangepast aan deze omgevingen en ze zijn erg succesvol in wat ze doen', zei hij. Deze toegewijde pinguïnvaders, die erin slagen hun jongen op te voeden in waarschijnlijk de moeilijkste plek op aarde, zijn daar zeker het bewijs van.
Verteld door Sir David Attenborough, BBC America's "Dynasties" geeft kijkers een persoonlijk kijkje in het gezinsleven van vijf van de meest gevierde en bedreigde dieren ter wereld. De vierde aflevering, "Emperor", gaat zaterdag (16 februari) in première op BBC America om 21.00 uur. EST / 20.00 uur CST. Kijkers kunnen de eerste aflevering, "Lion", gratis online bekijken.
