Введение
Крупная нелетающая морская птица, эндемичная для Антарктиды.
the bird
Императорский пингвин (Aptenodytes forsteri) – самый высокий и самый тяжелый из всех ныне живущих видов пингвинов, эндемичный для Антарктиды. Самцы и самки схожи по оперению и размеру, достигая в длину и весом от. Оперение головы и спины черное, четко отграниченное от белого брюха, бледно-желтой груди и ярко-желтых пятен у ушей. Как и все пингвины, он не способен к полету, обладает обтекаемым телом, а крылья преобразованы в жесткие и плоские ласты для жизни в морской среде. Рацион состоит преимущественно из рыбы, но также включает ракообразных, таких как криль, и головоногих моллюсков, например, кальмаров. Во время охоты этот вид может оставаться под водой около 20 минут, погружаясь на глубину до. Для этого у него есть несколько адаптаций, включая необычную структуру гемоглобина, позволяющую функционировать при низком содержании кислорода, прочные кости для снижения риска баротравмы, а также способность замедлять метаболизм и отключать функции несущественных органов. Императорский пингвин – единственный вид пингвинов, размножающийся в антарктическую зиму. Он преодолевает значительные расстояния по льду, чтобы добраться до колоний для размножения, которые могут насчитывать до нескольких тысяч особей. Самка откладывает одно яйцо, которое самец высиживает чуть более двух месяцев, пока самка возвращается в море за пищей. Затем родители поочередно добывают пищу в море и заботятся о птенце в колонии. Продолжительность жизни в дикой природе обычно составляет 20 лет, хотя наблюдения показывают, что некоторые особи могут доживать до 50 лет.
Таксономия
Императорские пингвины были описаны в 1844 году английским зоологом Джорджем Робертом Греем, который образовал родовое название из элементов древнегреческого слова ἀπτηνοδύτης [a ptēnodýtēs], означающего «ныряющий без крыльев». Видовое название дано в честь немецкого натуралиста Иоганна Рейнхольда Форстера, который сопровождал капитана Джеймса Кука во время его второго плавания и официально описал пять других видов пингвинов. Форстер, возможно, был первым, кто увидел этих пингвинов в 1773–1774 годах, когда он зафиксировал наблюдение особи, которую он принял за похожего королевского пингвина (A. patagonicus), однако, учитывая местоположение, это вполне могло быть A. forsteri. Вместе с королевским пингвином императорский пингвин – один из двух ныне существующих видов рода Aptenodytes. Ископаемые останки третьего вида – пингвина Ридгена (A. ridgeni) – были обнаружены в отложениях позднего плиоцена, около трех миллионов лет назад, в Новой Зеландии. Исследования поведения и генетики пингвинов предполагают, что род Aptenodytes является базальным, то есть отделился от ветви, которая привела ко всем другим современным видам пингвинов. Данные митохондриальной и ядерной ДНК указывают на то, что это разделение произошло около 40 миллионов лет назад.
Описание
Взрослые императорские пингвины имеют длину, в среднем, согласно Stonehouse (1975). Из-за метода измерения птиц, который измеряет длину от клюва до хвоста, иногда путают длину тела и высоту в стоячем положении, и некоторые источники указывают на высоту, достигающую. Встречаются работы, в которых упоминается, что они достигают высоты в стоячем положении, а не длины тела. Хотя высота императорского пингвина редко указывается в научных отчетах, Превост (1961) зафиксировал 86 диких особей и измерил максимальную высоту, а Фридман (1945) зафиксировал измерения 22 диких особей, получив высоту в диапазоне от. Ksepka et al. (2012) измерили высоту в стоячем положении, основываясь на 11 полных шкурах, собранных в Американском музее естественной истории. Вес также варьируется в зависимости от сезона, поскольку и самцы, и самки пингвинов теряют значительную массу во время выкармливания птенцов и инкубации яиц. Самец императорского пингвина должен выдерживать экстремальные антарктические морозы более двух месяцев, защищая свое яйцо. В это время он ничего не ест. Большинство самцов теряют около во время ожидания вылупления яиц. Средний вес самцов в начале сезона размножения составляет, а самок –. После сезона размножения он снижается до для обоих полов. Птенцы весят около после вылупления и опережаются, когда достигают примерно 50% веса взрослой особи. Среднегодовая выживаемость взрослого императорского пингвина составляет 95,1%, а средняя продолжительность жизни – 19,9 лет. Те же исследователи оценили, что 1% вылупившихся императорских пингвинов теоретически могут достичь возраста 50 лет. В отличие от этого, только 19% птенцов доживают до первого года жизни. Таким образом, 80% популяции императорских пингвинов составляют особи старше пяти лет. Они используют сложный набор сигналов, критически важных для индивидуального распознавания между родителями, потомством и партнерами. Птенцы используют частотно-модулированный свист, чтобы просить еду и связываться с родителями. Плотные перья обеспечивают 80–90% изоляции, а слой подкожного жира может достигать толщины до перед сезоном размножения. Хотя плотность контурных перьев составляет примерно 9 на квадратный сантиметр (58 на квадратный дюйм), сочетание плотных пуховых перьев и пуха, вероятно, играет решающую роль в изоляции. Мышцы позволяют перьям оставаться вертикальными на суше, уменьшая потерю тепла за счет удержания слоя воздуха рядом с кожей. Напротив, оперение прижимается в воде, обеспечивая водонепроницаемость кожи и подкожного слоя. Чистка перьев жизненно важна для поддержания изоляции и сохранения оперения жирным и водоотталкивающим. Императорский пингвин способен терморегулировать (поддерживать температуру тела) без изменения метаболизма в широком диапазоне температур. Этот диапазон, известный как термонейтральный, простирается от. Ниже этого температурного диапазона его метаболическая скорость значительно увеличивается, хотя особь может поддерживать температуру тела от 38,0 °C (100 °F) до. Движение при плавании, ходьбе и дрожь – это три механизма для увеличения метаболизма; четвертый процесс включает увеличение расщепления жиров ферментами, индуцированное гормоном глюкагоном. При температурах выше, императорский пингвин может стать беспокойным, поскольку температура его тела и метаболическая скорость повышаются, увеличивая потерю тепла. Поднимая крылья и обнажая нижнюю сторону, он увеличивает площадь поверхности тела, подверженную воздействию воздуха, на 16%, что способствует дальнейшей потере тепла.
Адаптация к давлению и низкому содержанию кислорода
В дополнение к холоду, императорский пингвин испытывает еще одно стрессовое состояние при глубоких погружениях — значительно повышенное давление, достигающее 40-кратного по сравнению с поверхностным, которое у большинства других наземных организмов вызвало бы баротравму. Кости пингвина плотные, а не заполненные воздухом, что устраняет риск механической баротравмы. Во время ныряния потребление кислорода императорским пингвином резко снижается, поскольку частота сердечных сокращений падает до 15–20 ударов в минуту и нежизненно важные органы отключаются, что обеспечивает возможность более длительных погружений. Его гемоглобин и миоглобин способны связывать и переносить кислород при низких концентрациях в крови; это позволяет птице функционировать при очень низком уровне кислорода, который в иных условиях привел бы к потере сознания.
Распространение и среда обитания
Императорский пингвин имеет циркумполярное распространение в Антарктике, почти исключительно между 66° и 77° южной широты. Он почти всегда размножается на стабильных плавучих льдах вблизи побережья и до открытого моря. Известны отдельные случаи размножения на мысе Тейлор в Земле Виктории и, недавно, в заливе Амундсена. Самая северная популяция размножается на острове Сноу-Хилл, у северной оконечности Антарктического полуострова. Встречается также у Южной Георгии и изредка в Новой Зеландии. Общая численность популяции в 2009 году оценивалась примерно в 595 000 взрослых особей, в 46 известных колониях, расположенных вокруг Антарктики и субантарктики; около 35% известной популяции обитает к северу от Антарктического круга. Крупнейшие колонии размножения находятся на мысе Вашингтон, острове Коулмана в Земле Виктории, в заливе Галлея, на мысе Колбек и леднике Диббл. Известно, что колонии со временем меняют свое местоположение, часто разделяясь на более мелкие группы, отделившиеся от основной, а некоторые полностью исчезают. В начале 20-го века популяция была значительно сокращена экспедицией «Терра-Нова» в 1910–1911 годах, уменьшившись до нескольких сотен особей и, возможно, приблизившись к грани исчезновения из-за изменений в положении ледникового шельфа. К 1960-м годам популяция восстановилась, и в настоящее время рассматривается вопрос о включении императорского пингвина в список видов, находящихся под угрозой исчезновения в США, наряду с девятью другими видами пингвинов. Основными причинами повышенного риска исчезновения являются снижение доступности пищи из-за изменения климата и промышленного рыболовства, влияющих на популяции ракообразных и рыб. Другие факторы, обуславливающие включение вида в список, включают заболевания, разрушение среды обитания и беспокойство в колониях размножения, вызванное деятельностью человека. Особую тревогу вызывает влияние туризма. Одно исследование показало, что птенцы императорских пингвинов в яслях становятся более пугливыми после приближения вертолета. В регионе Земли Адели наблюдалось снижение численности популяции на 50% из-за увеличения смертности взрослых особей, особенно самцов, в течение аномально продолжительного теплого периода в конце 1970-х годов, что привело к сокращению площади морского льда. С другой стороны, успешность вылупления яиц снижалась при увеличении площади морского льда, а смертность птенцов возрастала. Таким образом, вид считается крайне чувствительным к изменениям климата. В 2009 году было сообщено о полном исчезновении колонии на островах Дион, которая интенсивно изучалась с 1948 года, судьба птиц остается неизвестной. Это была первая подтвержденная потеря целой колонии. Начиная с сентября 2015 года, сильное явление Эль-Ниньо, сильные ветры и рекордно низкое количество морского льда привели к «почти полному провалу размножения» и гибели тысяч птенцов императорского пингвина в течение трех лет подряд в колонии залива Галлея, второй по величине в мире. Исследователи связывают эту потерю с миграцией размножающихся пингвинов в колонию Доусона-Лэмбтона, расположенную южнее, где в период с 2016 по 2018 год наблюдалось десятикратное увеличение численности популяции. Однако это увеличение значительно меньше общей численности взрослых особей, ранее размножавшихся в колонии залива Галлея. Исследование, проведенное в январе 2009 года в Океанографическом институте Вудс-Холл, показало, что императорские пингвины могут оказаться на грани исчезновения к 2100 году из-за глобального изменения климата. В ходе исследования была построена математическая модель для прогнозирования того, как потеря морского льда, вызванная потеплением климата, повлияет на крупную колонию императорских пингвинов в Земле Адели, Антарктида. Исследование прогнозирует снижение численности колонии на 87%, с трех тысяч размножающихся пар в 2009 году до четырехсот в 2100 году. В июне 2014 года исследование, проведенное Океанографическим институтом Вудс-Холл, пришло к выводу, что императорские пингвины находятся под угрозой из-за глобального потепления, которое приводит к таянию морского льда. В этом исследовании прогнозируется, что к 2100 году численность всех 45 колоний императорских пингвинов будет сокращаться, главным образом из-за потери среды обитания. Уменьшение площади льда снижает запасы криля, который является основным источником пищи для императорских пингвинов. В декабре 2022 года с помощью спутниковых снимков была обнаружена новая колония в районе Верлегер-Пойнт в Западной Антарктиде, увеличив общее количество известных колоний до 66. Исследование 2023 года показало, что более 90% колоний императорских пингвинов могут столкнуться с «квази-вымиранием» из-за «катастрофического провала размножения», вызванного потерей морского льда, обусловленной изменением климата.
Population declines of 50% in the Terre Adélie region have been observed due to an increased death rate among adult birds, especially males, during an abnormally prolonged warm period in the late 1970s, which resulted in reduced sea ice coverage. On the other hand, egg hatching success rates declined when the sea ice extent increased; chick deaths also increased; The species is therefore considered to be highly sensitive to climatic changes. In 2009, the Dion Islands colony, which had been extensively studied since 1948, was reported to have completely disappeared at some point over the previous decade, the fate of the birds unknown. This was the first confirmed loss of an entire colony. Beginning in September 2015, a strong El Niño, strong winds, and record low amounts of sea ice resulted in "almost total breeding failure" with the deaths of thousands of emperor chicks for three consecutive years within the Halley Bay colony, the second largest emperor penguin colony in the world. Researchers have attributed this loss to immigration of breeding penguins to the Dawson Lambton colony south, in which a tenfold population increase was observed between 2016 and 2018. However, this increase is nowhere near the total number of breeding adults formerly at the Halley Bay colony. A Woods Hole Oceanographic Institution study in January 2009 found that emperor penguins could be pushed to the brink of extinction by the year 2100 due to global climate change. The study constructed a mathematical model to predict how the loss of sea ice from climate warming would affect a big colony of emperor penguins at Terre Adélie, Antarctica. The study forecasted an 87% decline in the colony's population, from three thousand breeding pairs in 2009 to four hundred breeding pairs in 2100. In June 2014 a study by the Woods Hole Oceanographic Institution concluded that emperor penguins are at risk from global warming, which is melting the sea ice. This study predicted that by 2100 all 45 colonies of emperor penguins will be declining in numbers, mostly due to loss of habitat. Loss of ice reduces the supply of krill, which is a primary food for emperor penguins. In December 2022, a new colony at Verleger Point in West Antarctica was discovered by satellite imaging, bringing the total known colonies to 66. A 2023 study found that more than 90% of emperor penguin colonies could face "quasi extinction" from "catastrophic breeding failure" due to the loss of sea ice caused by climate change.
Хищники
Хищниками императорского пингвина являются птицы и водные млекопитающие. Южные гигантские петрели (Macronectes giganteus) – основной наземный хищник птенцов, ответственный за гибель более трети птенцов в некоторых колониях; они также питаются мертвыми пингвинами. Южнополярная поморница (Stercorarius maccormicki) в основном питается мертвыми птенцами, поскольку живые птенцы обычно слишком велики для нападения к моменту ее ежегодного прибытия в колонию. Иногда родитель может попытаться защитить птенца от нападения, хотя может проявить и пассивность, если птенец слаб или болен. Единственные известные хищники, нападающие на здоровых взрослых и атакующие императорских пингвинов в воде, – млекопитающие. Первый – тюлень-леопард (Hydrurga leptonyx), который хватает взрослых птиц и птенцов вскоре после того, как они попадают в воду. Косатки (Orcinus orca) в основном охотятся на взрослых птиц, хотя могут атаковать пингвинов любого возраста в воде или рядом с ней. Ежегодный цикл размножения начинается в начале антарктической зимы, в марте и апреле, когда все половозрелые императорские пингвины направляются к колониальным местам гнездования, часто преодолевая пешком расстояние от края припайного льда. Начало миграции, по-видимому, вызвано уменьшением продолжительности светового дня; императорских пингвинов в неволе успешно стимулировали к размножению с помощью искусственного освещения, имитирующего сезонную продолжительность антарктического дня. Британская антарктическая служба (BAS) использовала спутниковые снимки для обнаружения новых мест размножения императорских пингвинов в Антарктике, что увеличило оценку популяции императорских пингвинов на 5–10 процентов – до примерно 278 000 гнездящихся пар. Учитывая их удаленность и суровые погодные условия, популяции пингвинов обнаруживают путем сканирования аэрофотоснимков и поиска огромных ледяных полей, окрашенных их гуано. Благодаря этим открытиям число известных мест размножения увеличилось с 50 до 61. Пингвины начинают ухаживать друг за другом в марте или апреле, когда температура может опускаться до… Самец демонстрирует брачное поведение, замирая и опуская голову на грудь, после чего делает вдох и издает брачный крик продолжительностью 1–2 секунды; затем он перемещается по колонии, повторяя крик. Затем самец и самка встают лицом друг к другу, один вытягивает голову и шею вверх, а другой повторяет это движение; они удерживают эту позу несколько минут. Образовав пару, пингвины вместе бродят по колонии, при этом самка обычно следует за самцом. Перед спариванием одна птица глубоко кланяется партнеру, опуская клюв к земле, после чего партнер делает то же самое. Вопреки распространенному мнению, императорские пингвины не образуют пары на всю жизнь; они последовательно моногамны, имея одного партнера в год и оставаясь верными ему в течение этого периода. Однако верность от года к году составляет всего около 15%. Самка откладывает одно яйцо в мае или начале июня; 15,7% веса яйца императорского пингвина приходится на скорлупу; как и у других видов пингвинов, скорлупа относительно толстая, что помогает минимизировать риск повреждения. После откладывания яйца запасы пищи самки истощены, и она очень осторожно передает яйцо самцу, а затем немедленно возвращается в море на два месяца, чтобы поесть. К моменту вылупления птенца самец будет голодать около 120 дней с момента прибытия в колонию. Вылупление может занять два-три дня, так как скорлупа яйца толстая. Только что вылупившиеся птенцы полувыводочные, покрыты лишь тонким слоем пуха и полностью зависят от родителей в плане пищи и тепла. Способность птиц производить "молоко уроя" встречается только у голубей, фламинго и самцов императорских пингвинов. Самец способен производить это молоко, чтобы временно поддерживать птенца в течение 4–7 дней, пока самка не вернется с рыбалки с пищей, чтобы полноценно накормить птенца. Если самка задержится, птенец погибнет. Молодой птенец находится в так называемой фазе опеки, проводя время, балансируя на ногах родителя и согреваясь благодаря гнездовому пятну. Оставленные яйца не вылупляются, а осиротевшие птенцы не выживают. Самки, не нашедшие партнера для размножения или потерявшие своего птенца, могут попытаться усыновить бродячего птенца или украсть птенца другой самки. Мать птенца и соседние самки будут бороться, чтобы защитить птенца или вернуть его, если он был успешно украден. Эти схватки с участием нескольких птиц часто приводят к тому, что птенец задыхается или погибает, будучи затоптанным. Усыновленные или украденные птенцы быстро снова оказываются брошенными, поскольку самке невозможно одной кормить и заботиться о птенце. Осиротевшие птенцы бродят по колонии, пытаясь найти пищу и защиту у других взрослых птиц. Они даже пытаются укрыться в гнездовом пятне взрослой птицы, уже занятом ее собственным птенцом. Взрослые птицы и их птенцы резко прогоняют их. Все осиротевшие птенцы быстро слабеют и умирают от голода или замерзания. Примерно через 45–50 дней после вылупления птенцы образуют детсад, сбиваясь в кучу для тепла и защиты. В это время оба родителя добывают пищу в море и периодически возвращаются, чтобы накормить своих птенцов. Детсад может состоять из дюжины, до нескольких тысяч птенцов, плотно прижатых друг к другу, и является жизненно важным для выживания при низких антарктических температурах. С начала ноября птенцы начинают линять, приобретая ювенильный наряд, что занимает до двух месяцев и обычно не завершается к моменту их покидания колонии. В это время взрослые птицы прекращают их кормить. Все птицы совершают значительно более короткий путь к морю в декабре и январе. Птицы проводят остаток лета, питаясь там.
Кормление
Питание императорского пингвина состоит главным образом из рыбы, ракообразных и головоногих моллюсков, хотя его состав различается в зависимости от популяции. Рыба обычно является основным источником пищи, при этом антарктическая серебрянка (Pleuragramma antarcticum) составляет большую часть рациона птицы. Среди других часто встречающихся объектов питания – другие виды рыб семейства Nototheniidae, ледниковый кальмар (Psychroteuthis glacialis) и кальмар вида Kondakovia longimana с крючковатыми присосками, а также антарктический криль (Euphausia superba).
В зоопарках и аквариумах
С 1930-х годов предпринималось несколько попыток содержать императорских пингвинов в неволе. Малкольм Дэвис из Национального зоологического парка предпринял первые попытки, захватив несколько особей из Антарктиды. Ему удалось перевезти пингвинов в Национальный зоологический парк 5 марта 1940 года, где они жили до 6 лет. Сегодня этот вид содержится лишь в нескольких зоопарках и публичных аквариумах Северной Америки и Азии. Императорские пингвины впервые были успешно размножены в SeaWorld San Diego; с 1980 года там вылупилось более 20 птенцов. Считаясь видом-символом, в 1999 году в североамериканских зоопарках и аквариумах в неволе насчитывалось 55 особей. В Китае императорский пингвин впервые был размножен в Nanjing Underwater World в 2009 году, а затем в океаническом парке Laohutan в Даляне в 2010 году. С тех пор он содержится и размножается в нескольких других учреждениях Китая, а единственный подтвержденный случай рождения близнецов императорских пингвинов (обычно вид откладывает только одно яйцо) был зафиксирован в Sun Asia Ocean World в Даляне в 2017 году. В Японии вид представлен в общественном аквариуме Порт Нагоя и в Wakayama Adventure World, где также успешно осуществлялось вылупление птенцов.
Спасение, реабилитация и выпуск пингвинов
В июне 2011 года на пляже в Пека-Пеке, к северу от Веллингтона в Новой Зеландии, был найден молодой императорский пингвин. Он съел песок, который, видимо, принял за снег, а также палки и камни, и ему потребовалось несколько операций, чтобы удалить эти предметы и спасти жизнь. После выздоровления, 4 сентября, пингвиненка, названного "Счастливые ноги" (по мотивам фильма 2006 года), снабдили отслеживающим устройством и выпустили в Южный океан к северу от острова Кэмпбелл. Однако через 8 дней ученые потеряли связь с птицей, что позволило предположить, что передатчик отпал (считается наиболее вероятным) или что он стал жертвой хищника (считается менее вероятным).
Культурные отсылки
Уникальный жизненный цикл этого вида в столь суровых условиях был описан в печатных и визуальных медиа. Исследователь Антарктики Апсли Черри Гаррард писал в 1922 году: «В общем и целом, я не думаю, что кому-либо на Земле живется хуже, чем императорскому пингвину». Французский документальный фильм «Марш императора» (La Marche de l'empereur), выпущенный в 2005 году и также известный под английским названием «Марш пингвинов» (March of the Penguins), рассказал историю репродуктивного цикла этих пингвинов. BBC и ведущий Дэвид Аттенборо освещали эту тему пять раз для телевидения: впервые в пятом эпизоде серии 1993 года «Жизнь в ледяной пустыне» (Life in the Freezer), затем в серии 2001 года «Голубая планета» (The Blue Planet), снова в серии 2006 года «Планета Земля» (Planet Earth), в 2011 году в серии «Замороженная планета» (Frozen Planet) и в часовой программе, посвященной этому виду, в серии 2018 года «Династии» (Dynasties). В компьютерном анимационном фильме «Счастливые ноги» (Happy Feet, 2006, и его продолжении «Счастливые ноги 2», Happy Feet Two, 2011) императорские пингвины являются главными героями, особенно один, который любит танцевать; хотя это комедия, она также изображает их жизненный цикл и продвигает важный экологический посыл об угрозах глобального потепления и истощения пищевых ресурсов из-за чрезмерного вылова рыбы. В компьютерном анимационном фильме «Серферы» (Surf's Up, 2007) представлен императорский пингвин-серфингист по имени Зик «Большой З» Топанга. Более 30 стран изобразили этих птиц на своих почтовых марках – Австралия, Великобритания, Чили и Франция выпустили по несколько марок. Пингвин также был изображен на 10-франковой марке 1962 года, выпущенной в рамках серии, посвященной антарктическим экспедициям. Канадская группа The Tragically Hip написала песню «Emperor Penguin» для своего альбома Phantom Power 1998 года. «Император откладывает яйцо» (The Emperor Lays an Egg) – это иллюстрированная детская книга Бренды З. Гиберсон, опубликованная в 2004 году. Преступный босс DC Comics Освальд Честерфилд Кобблпот, известный как «Пингвин», подражает императорскому пингвину, что часто упоминается в историях, например, в его случайном псевдониме «Форстер Аптенодиты» (Forster Aptenodytes). В фильме Тима Бёртона «Бэтмен возвращается» (Batman Returns, 1992) Кобблпот (Дэнни ДеВито) предстает как дикий ребенок, воспитанный в зоопарке Готэма императорскими пингвинами, которых сыграли актеры невысокого роста, включая Феликса Силлу. В большинстве других версий предыстории персонажа этого элемента нет.