
幕后文章是与国家科学基金会合作提供给生活方面的。
保罗·庞加尼斯(Paul Ponganis)是一位南极老兵,他在该领域学习了企鹅皇帝已有20多年的历史。他既是医生(麻醉医生),也是海洋生物学家,并且结合了这些领域以追求终生的迷恋:哺乳动物和鸟类的氧气调节。
Ponganis认为,通过研究企鹅生理学,他可以帮助医生更好地了解人类患者的缺氧。他在南极和位于加利福尼亚州拉霍亚的圣地亚哥分校的Scripps海洋学研究所进行了多年的广泛研究,以研究潜水生理学和行为。 Ponganis与他的Scripps同事Jerry Kooyman等人的部分支持,在他与海鸟的合作中获得了开拓性的发现。出现了有关这项工作的功能故事这里。
Poganis向LiveScience解释了他的研究,并分享了他最近在南极洲的研究日记中的简短摘录。
我们为什么学习企鹅?我们想了解企鹅皇帝如何在南极的敌对条件下潜水和进食。例如,我们正在研究这些坚韧的鸟类一次如何一次在水下停留将近30分钟,比其他任何鸟都更长,并潜入1,500英尺以上深处进入冰冷的水域。我们在我们的野外营地学习企鹅,称为“企鹅牧场”,该企鹅位于大风,冰冻的McMurdo Sound约15英里处,麦克穆尔多车站附近,麦克默尔多站附近,这是美国南极洲的美国基地。
在每个冬季研究季节,我们暂时限制了一个大型围栏区域内的一组成人或成年企鹅。在这个地区,我们已经通过企鹅用于潜水和狩猎的冰钻孔。由于除了我们维持的那些地区,冰上没有裂缝或其他孔,所以企鹅不断返回我们的潜水孔进行潜水和钓鱼。这种设置使鸟类可以自由潜水,但可以确保它们留在我们的学习区域。
我们研究的一些企鹅穿着微型录音机,称为“时间和深度录音机”(TDRS),它们记录了他们潜水的时间和深度。 (TDR不会伤害企鹅或干扰其游泳模式。)
TDR提供的信息以及我们自己的观察结果正在帮助我们更好地了解企鹅的潜水和喂养行为及其面临的环境条件。在每个研究季节结束时,我们删除录音机并释放企鹅。
摘录:日记 - 第1周实验进展顺利。我们的新TDR比旧数据为我们提供了更好的数据。我现在可以看到,我们的羽毛人几次到达冰层的底面。无论他们做什么,他们都必须吃很多东西,因为潜水几个小时后,他们的胃看起来非常非常饱。他们产生的大量鸟粪(排泄物)也表明采摘是好的。
日记 - 第2周有些鸟很聪明。他们了解到,我们晚上在潜水孔上放下的软木塞,以阻止孔的冻结,也阻止了它们在早上潜水。每天早晨,至少有一只鸟在软木塞上爬上,并向任何碰巧经过的人抱怨。前几天,其中一只鸟在软木塞上抓住了其中一个手柄,并试图将其从潜水洞中拖走。他们的系统已经很好。
日记 - 第3周企鹅似乎完全不受寒冷和风的影响,这与这个w弱的人不同。当温度真正降低并且风升高时,鸟类挤在一起,形成了一种“ scrum”。您可以看到来自Scrum的热浪。鸟儿轮流进入中心。这是非常民主的。
然而,大多数时候,企鹅的头部塞在翅膀下或躺在柔软的雪中,比海冰温暖得多,并且是出色的绝缘子。
每天,我们为企鹅建造一个雪墙,该企鹅用作风盾,并在墙壁附近增加一层新的,干净的雪,让他们睡觉。但是不幸的是,企鹅喜欢吃雪,所以无论我们削减多大的大小,雪地块都需要持续更新。维持墙壁附近的区域就像擦了擦马的摊位。
日记 - 第4周实验继续顺利进行。这些鸟不断地让我惊讶的是,它们对天气的漠不关心。它可以是-40(带有风室),他们仍然想潜水。我无法想象跳入-2 C海水,然后进入温度通常低于冰点的表面。他们都必须在觅食方面非常成功,因为它们看起来好像正在增加体重。
日记 - 第5周本周早些时候,我们被巨大的暴风雪打了。风暴阵风每小时达60英里。每次我试图抬起腿向前走时,风将使我失去平衡。我终于不得不一半爬行才能取得任何前进的进步。我从没想过我会听到我的妻子和我在一起的妻子,实际上说她希望自己的权衡更多(这样,风将她吹倒她会更难)!
由于暴风雨,我们从本质上被困在小屋中两天,只是在外面检查企鹅。企鹅似乎舒适地睡在雪中,似乎对狂风完全无动于衷。
日记 - 第6周我们的TDR揭示了我们以前从未记录过的两种潜水行为:1)鸟类在潜水中的静止状态比平常更长; 2)他们反复出现在冰盖下,而没有闯入表面呼吸。因为我们的TDR不允许我们在潜水期间直接看到企鹅,所以我们还无法解释这种奇怪的潜水行为。
日记 - 第7周来自国家地理学会的格雷格·马歇尔(Greg Marshall)带着他的CritterCam®摄像机到达。该设备可以像小背包一样将其连接到企鹅的背上,然后在鸟类游泳和潜水时从企鹅的角度捕获视频。因此,Crittercam允许鸟制作(并出演)自己的水下电影。 CritterCam带来了成功!它向我们展示了我们的第一个运动crittercam的企鹅罗德尼(Rodney)捕获了许多在海冰底部排列的板冰中的许多鱼。它还向我们展示了鸟正在捕获小鱼(Pagothenia Borchgrevinki)潜水。这最终解释了为什么鸟儿在海冰底面附近长时间潜水并花费大量时间。
日记 - 第8周夏天即将来到南极。海冰开始变薄,所以是时候将我们的小屋拖回坚实的地面了。我们正在分手营地,现在来到最艰难的地方。我们必须对我们的企鹅说再见。当他们返回冰球时,我希望他们过着漫长而幸福的生活。
- 视频:地球的尽头
- 为什么企鹅不在冰上冻结?
- 所有关于企鹅
编者注: 这项研究得到了国家科学基金会的支持(NSF),联邦机构负责在科学和工程领域的所有领域资助基础研究和教育。