Как императорские пингвины поддерживают инкубатор с температурой 37 °C на льду

Тонкое овальное яйцо с твёрдой кальциевой скорлупой лежит на голом льду, но при этом остаётся почти при температуре человеческого тела. Для императорских пингвинов размножение — это не проявление чувств, а упражнение в предельно точной терморегуляции. В катабатических ветрах, которые загоняют температуру воздуха далеко за отметку сильного мороза, яйцо должно оставаться около 37 °C, иначе его внутренние жидкости могут закристаллизоваться и разорвать мембраны.

Решением служит живой инкубатор, созданный поведением и физиологией птиц. Яйцо уравновешено на лапах самца и накрыто наседной складкой кожи, где плотный пух, подкожный жир и контролируемое сужение периферических сосудов замедляют потерю тепла. Измеренная внутренняя температура тела колеблется около 37 °C, тогда как окружающий воздух может быть холоднее более чем на 60 градусов. Чтобы поддерживать такой градиент, взрослые пингвины работают на повышенном базальном уровне обмена веществ, быстро расходуя жировые запасы, накопленные в море. Любой зазор между яйцом и наседным участком усиливает теплопотери за счёт теплопроводности и конвекции, поэтому птица постоянно подстраивает позу.

Вокруг каждой птицы колония образует плотное сбивание в кучу, которое функционирует как адаптивная «изоляция». Отдельные особи поочерёдно переходят от обдуваемой края к укрытому центру, перераспределяя тепловую нагрузку и сглаживая рост энтропии, который одна пара не смогла бы выдержать в одиночку. Когда партнёры меняются местами у инкубации, передача яйца длится лишь мгновения: оно не должно коснуться льда ни на секунду. То, что со стороны выглядит как неподвижная толпа, на самом деле является динамической системой, управляющей энергией, температурой и риском, чтобы из одной незащищённой скорлупы вывести одного жизнеспособного птенца.

loading...