
幕後文章是與國家科學基金會合作提供給生活方面的。
保羅·龐加尼斯(Paul Ponganis)是一位南極老兵,他在該領域學習了企鵝皇帝已有20多年的歷史。他既是醫生(麻醉醫生),也是海洋生物學家,並且結合了這些領域以追求終生的迷戀:哺乳動物和鳥類的氧氣調節。
Ponganis認為,通過研究企鵝生理學,他可以幫助醫生更好地了解人類患者的缺氧。他在南極和位於加利福尼亞州拉霍亞的聖地亞哥分校的Scripps海洋學研究所進行了多年的廣泛研究,以研究潛水生理學和行為。 Ponganis與他的Scripps同事Jerry Kooyman等人的部分支持,在他與海鳥的合作中獲得了開拓性的發現。出現了有關這項工作的功能故事這裡。
Poganis向LiveScience解釋了他的研究,並分享了他最近在南極洲的研究日記中的簡短摘錄。
我們為什麼學習企鵝?我們想了解企鵝皇帝如何在南極的敵對條件下潛水和進食。例如,我們正在研究這些堅韌的鳥類一次如何一次在水下停留將近30分鐘,比其他任何鳥都更長,並潛入1,500英尺以上深處進入冰冷的水域。我們在我們的野外營地學習企鵝,稱為“企鵝牧場”,該企鵝位於大風,冰凍的McMurdo Sound約15英里處,麥克穆爾多車站附近,麥克默爾多站附近,這是美國南極洲的美國基地。
在每個冬季研究季節,我們暫時限制了一個大型圍欄區域內的一組成人或成年企鵝。在這個地區,我們已經通過企鵝用於潛水和狩獵的冰鑽孔。由於除了我們維持的那些地區,冰上沒有裂縫或其他孔,所以企鵝不斷返回我們的潛水孔進行潛水和釣魚。這種設置使鳥類可以自由潛水,但可以確保它們留在我們的學習區域。
我們研究的一些企鵝穿著微型錄音機,稱為“時間和深度錄音機”(TDRS),它們記錄了他們潛水的時間和深度。 (TDR不會傷害企鵝或乾擾其游泳模式。)
TDR提供的信息以及我們自己的觀察結果正在幫助我們更好地了解企鵝的潛水和餵養行為及其面臨的環境條件。在每個研究季節結束時,我們刪除錄音機並釋放企鵝。
摘錄:日記 - 第1週實驗進展順利。我們的新TDR比舊數據為我們提供了更好的數據。我現在可以看到,我們的羽毛人幾次到達冰層的底面。無論他們做什麼,他們都必須吃很多東西,因為潛水幾個小時後,他們的胃看起來非常非常飽。他們產生的大量鳥糞(排泄物)也表明採摘是好的。
日記 - 第2週有些鳥很聰明。他們了解到,我們晚上在潛水孔上放下的軟木塞,以阻止孔的凍結,也阻止了它們在早上潛水。每天早晨,至少有一隻鳥在軟木塞上爬上,並向任何碰巧經過的人抱怨。前幾天,其中一隻鳥在軟木塞上抓住了其中一個手柄,並試圖將其從潛水洞中拖走。他們的系統已經很好。
日記 - 第3週企鵝似乎完全不受寒冷和風的影響,這與這個w弱的人不同。當溫度真正降低並且風升高時,鳥類擠在一起,形成了一種“ scrum”。您可以看到來自Scrum的熱浪。鳥兒輪流進入中心。這是非常民主的。
然而,大多數時候,企鵝的頭部塞在翅膀下或躺在柔軟的雪中,比海冰溫暖得多,並且是出色的絕緣子。
每天,我們為企鵝建造一個雪牆,該企鵝用作風盾,並在牆壁附近增加一層新的,乾淨的雪,讓他們睡覺。但是不幸的是,企鵝喜歡吃雪,所以無論我們削減多大的大小,雪地塊都需要持續更新。維持牆壁附近的區域就像擦了擦馬的攤位。
日記 - 第4週實驗繼續順利進行。這些鳥不斷地讓我驚訝的是,它們對天氣的漠不關心。它可以是-40(帶有風室),他們仍然想潛水。我無法想像跳入-2 C海水,然後進入溫度通常低於冰點的表面。他們都必須在覓食方面非常成功,因為它們看起來好像正在增加體重。
日記 - 第5週本週早些時候,我們被巨大的暴風雪打了。風暴陣風每小時達60英里。每次我試圖抬起腿向前走時,風將使我失去平衡。我終於不得不一半爬行才能取得任何前進的進步。我從沒想過我會聽到我的妻子和我在一起的妻子,實際上說她希望自己的權衡更多(這樣,風將她吹倒她會更難)!
由於暴風雨,我們從本質上被困在小屋中兩天,只是在外面檢查企鵝。企鵝似乎舒適地睡在雪中,似乎對狂風完全無動於衷。
日記 - 第6週我們的TDR揭示了我們以前從未記錄過的兩種潛水行為:1)鳥類在潛水中的靜止狀態比平常更長; 2)他們反復出現在冰蓋下,而沒有闖入表面呼吸。因為我們的TDR不允許我們在潛水期間直接看到企鵝,所以我們還無法解釋這種奇怪的潛水行為。
日記 - 第7週來自國家地理學會的格雷格·馬歇爾(Greg Marshall)帶著他的CritterCam®攝像機到達。該設備可以像小背包一樣將其連接到企鵝的背上,然後在鳥類游泳和潛水時從企鵝的角度捕獲視頻。因此,Crittercam允許鳥製作(並出演)自己的水下電影。 CritterCam帶來了成功!它向我們展示了我們的第一個運動crittercam的企鵝羅德尼(Rodney)捕獲了許多在海冰底部排列的板冰中的許多魚。它還向我們展示了鳥正在捕獲小魚(Pagothenia Borchgrevinki)潛水。這最終解釋了為什麼鳥兒在海冰底面附近長時間潛水並花費大量時間。
日記 - 第8週夏天即將來到南極。海冰開始變薄,所以是時候將我們的小屋拖回堅實的地面了。我們正在分手營地,現在來到最艱難的地方。我們必須對我們的企鵝說再見。當他們返回冰球時,我希望他們過著漫長而幸福的生活。
- 視頻:地球的盡頭
- 為什麼企鵝不在冰上凍結?
- 所有關於企鵝
編者註: 這項研究得到了國家科學基金會的支持(NSF),聯邦機構負責在科學和工程領域的所有領域資助基礎研究和教育。