Pingwiny są często poszukiwane jako urocze, noszące smokingi cesarze Antarktyki. Chociaż istnieje 17 różnych gatunków, być może najbardziej znane są nie kto inny jak pingwin cesarski. Te bezlotne ptaki znane są ze swojej niezwykłej zdolności do przetrwania temperatur znacznie poniżej -40 stopni Celsjusza. Nieustannie stoją na lodzie przez cały dzień, co rodzi pytanie, dlaczego stopy pingwinów nie zamarzają?
Na Antarktydzie robi się dość chłodno. Aby przetrwać temperatury poniżej zera, pingwiny dostosowały unikalną technikę, aby utrzymać swoje stopy przed zamarzaniem.
Genialne rozwiązanie w utrzymaniu stóp pingwinów przed zamarzaniem
Pingwiny cesarskie spędzają całe swoje życie walcząc z niskimi temperaturami na Antarktydzie. Podobnie jak każde inne ciepłokrwiste zwierzę, wytwarzają one własne ciepło poprzez metabolizowanie pokarmów.
Jednakże na Antarktydzie pingwiny muszą stosować inne innowacyjne strategie, aby utrzymać swoje kończyny przed zamarznięciem. Izolacyjna warstwa upierzenia (gruba powłoka piór) na zewnątrz, a pod spodem inna warstwa tranu chroni ciało pingwina przed zimnem.
Although, tłuszcz i pióra nie istnieją na stopach pingwinów. Aby utrzymać je w cieple, wykorzystują one unikalną technikę ewolucyjną.
Magia za utrzymaniem ciepłoty ciała pingwina polega na ich niezwykłej zdolności do utrzymywania stóp tuż powyżej temperatury zamarzania. Ich mięśnie są zagnieżdżone w ich ciałach, chroniąc je przed zimnem. Długie i silne ścięgna rozciągają się w dół do ich stóp, aby kontrolować ruch. Ich ścięgna są grube i nie są tak łatwo dotknięte przez zimno.
Jednakże pompowanie ciepłej krwi przez ich stopy spowodowałoby wypromieniowanie ciepła do ziemi. Aby temu zapobiec, pingwiny wykorzystują system znany jako przeciwprądowa wymiana ciepła. Zanim ciepła krew dotrze do ich stóp, naczynia krwionośne wędrujące do stóp owijają się wokół naczyń wracających do góry. Używając tej metody, krew, która płynie w kierunku ich stóp zrzuca ciepło do krwi płynącej z powrotem do ich ciał.
Penguins’ feet counter-current heat exchange systems: Naczynia owijają się wokół siebie, aby wymienić ciepło, zanim zostanie ono utracone na rzecz ziemi.
Poniżej, Hank Green, gospodarz SciShow wyjaśnia ten niezwykły proces.
Inne unikalne techniki zachowywania ciepła
Niesamowity przeciwprądowy system wymiany ciepła, z którego korzystają pingwiny, nie jest jedynym niezwykłym procesem, którego pingwiny używają, aby utrzymać zimno na dystans.
Zgodnie z badaniem opublikowanym w 2013 roku, pingwiny mają inną sztuczkę w swoich rękawach.
Badania donoszą, że pingwiny cesarskie utrzymują temperaturę powierzchni ciała poniżej temperatury otaczającego je powietrza. Choć wydaje się to sprzeczne z intuicją, ten dodatkowy proces pozwala im przetrwać surowy antarktyczny klimat.
Dzięki utrzymywaniu warstwy upierzenia chłodniejszej niż zewnętrzne temperatury powietrza, naukowcy badający pingwiny odkryli unikalny efekt, który pozwala ptakom zyskać ciepło.
Zyskiwanie ciepła poprzez ochładzanie się
Pingwiny tracą część swojego ciepła poprzez izolacyjną warstwę upierzenia, utrzymywanie ich piór w chłodzie pozwala im zyskać niewielką ilość energii z powrotem poprzez konwekcję termiczną.
Konwekcja termiczna to proces przekazywania ciepła poprzez ruch płynów. Proces ten działa poprzez pochłanianie części ciepła z okresowo cieplejszych podmuchów powietrza, jednocześnie zapobiegając pochłanianiu przez powietrze ciepła z ich ciał.
Smithsonian Magazine opisuje,
„Jak zimne antarktyczne powietrze cyklicznie krąży wokół ich ciał, nieco cieplejsze powietrze wchodzi w kontakt z upierzeniem i oddaje minutowe ilości ciepła z powrotem do pingwinów, a następnie cyklicznie odchodzi w nieco chłodniejszej temperaturze.”
Termalne obrazowanie stada pingwinów ujawniło niesamowite odkrycia.
Po zbadaniu wyników badacze odkryli, że upierzenie pingwinów pozostaje o kilka stopni zimniejsze niż temperatura powietrza.
W czasie pomiaru temperatura na zewnątrz wynosiła około -17 stopni Celsjusza. Jednak upierzenie pingwinów na ich głowach, klatce piersiowej i plecach miało odpowiednio -19, -22 i -23 stopnie Celsjusza.
Symulacje komputerowe potwierdziły, że część ciepła została odzyskana dzięki termicznym prądom konwekcyjnym.
Chociaż wyniki były minimalne, na Antarktydzie, gdzie pingwiny żyją w temperaturach poniżej -40, liczy się każdy stopień.
Pingwiny cesarskie są naprawdę niezwykłym gatunkiem. Ich unikalne adaptacje pozwoliły pokoleniom pingwinów na pokonanie zimna w nawet najgorszych warunkach. Gatunek ten prowadzi wymagające życie; przemierza ponad 100 km na swoje żerowiska i musi przetrwać najbardziej surowe warunki pogodowe na świecie. Jednak ich niesamowite stopy i unikalne upierzenie jeszcze nie zostały udaremnione przez Matkę Naturę.
SEE ALSO: Biomimikra: najszczersza forma pochlebstwa
Written by Maverick Baker
.