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皇帝ペンギンが南極大陸の氷点下の寒さをどのように生き残るか

南極は、ご想像のとおり、かなり寒くなります。冬には、華氏-40度という低い気温が記録されることがよくあります。 そこに住む生き物にとって、この極度の寒さは、可能な限り少ない熱の損失を可能にする革新的な生存戦略を要求します。

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科学者たちは最近、南極大陸で最も有名な種の1つである皇帝ペンギンが、日常の寒さを乗り切るための特に珍しい技術を採用していることを発見しました。 生物学誌「 Biology Letters 」に本日発表された記事で詳述されているように、鳥は羽毛の外面を周囲の空気の温度より低く保つことで熱損失を最小限に抑えます。

同時に、ペンギンの厚い羽が体を絶縁し、それを乾杯に保ちます。 スコットランドとフランスの科学者チームは、フランスが領有権を主張している南極大陸のアデリーランドの沿岸皇帝繁殖コロニーで撮影したペンギンの熱画像(下)を分析することで、最近発見に至りました。

研究者は、2008年6月に約1か月かけて撮影したこのようなサーモグラフィ画像を分析しました。その期間の平均気温は華氏0.32度でした。 同時に、ペンギンの体を覆っている羽の大部分はさらに寒かったです。最も暖かい体の部分である足の表面は華氏平均1.76度でしたが、頭、胸、背中の羽は-1.84でした。 、華氏-7.24度、華氏-9.76度です。 全体的に、目とくちばしを除いて、ペンギンの体のほぼ全面が常に氷点下にありました。

科学者はまた、コンピューターシミュレーションを使用して、体の各部分からどれだけの熱が失われるか、または得られるかを判断し、外表面を気温より低く保つことにより、鳥は逆説的に非常にわずかな量の熱をそれらの周りの空気。 彼らの秘toの鍵は、放射と対流という2種類の熱伝達の違いです。

寒い日に私たちの体がするように、ペンギンは熱放射によって周囲の空気に体内の熱を失います。 体(表面の羽ではない)は周囲の空気よりも暖かいため、熱は時間の経過とともに徐々に外側に放射され、より暖かい物質からより冷たい物質に移動します。 熱を失いながら体温を維持するために、ペンギンは、すべての温血動物と同様に、食物の代謝に依存しています。

しかし、ペンギンには追加の戦略があります。 外側の羽毛は空気よりもさらに冷たいため、シミュレーションでは、熱対流、つまり流体(この場合は空気)の動きによる熱の伝達によって、この熱の一部を取り戻すことができることが示されました。 冷たい南極の空気が体の周りを循環すると、わずかに暖かい空気が羽と接触し、ペンギンに少量の熱を戻し、わずかに低い温度で循環します。

研究者たちは、この熱のほとんどはおそらく羽毛を通り抜けてペンギンの体に戻ることはないが、わずかな違いが生じる可能性があると指摘している。 少なくとも、ペンギンの羽がそれを取り巻くひどく冷たい空気から熱を吸う方法は、その内部から放射される熱の一部を相殺するのに役立ちます。

そして、皇帝の異常に厳しい繁殖サイクル( ペンギンのドキュメンタリー3月で祝われる)を考えると、あらゆる暖かさが重要です。 毎冬、彼らは内陸部から海岸までトレッキングし、75マイルも歩いて、そこで繁殖し、卵をin化させます。 メスが卵を産んだ後、オスはポーチに入れて足の上で約64日間バランスをとりながらインキュベートします。 この期間中は何も食べないので、できるだけ熱を出さずにカロリーを節約することが絶対に重要です。

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