大型企鹅的极地生存策略
皇企鹅繁殖时面临的是鸟类所可能遭遇的最寒冷恶劣的气候条件:一望无际的冰封的南极海冰,平均气温为-20℃,平均风速为25千米/小时,有时甚至可达75千米 /小时。每年南半球的秋季(3~4月),皇企鹅在南极大陆沿海那些坚固可靠的海 冰上形成繁殖群居地,为此,它们可能需要在冰上行走100千米以上才能到达繁殖点。求偶期过后,每只雌鸟在5月产下1枚很大的卵,然后由雄鸟在接下来的64天里孵化,这段时间雌鸟回到海里。雏鸟孵化后,由双亲共同抚养,为期150天,从冬末至春季。这样,雏鸟在海冰再次出现之前的夏季便可以独立生活。
这样的繁殖安排容易让人产生两方面的疑问: 其一,皇企鹅为何要在一年中最恶劣的季节里抚育后代?其二,皇企鹅是如何在严冬中生存的?
第一个问题的答案似乎是:倘若皇企鹅在南极的夏季(仅有4个月)进行繁殖,那么当冬季来临时,它们漫长的繁殖周期还没来得及结束。而且若那样的话,雏鸟在暮春换羽时体重只长到成鸟的60%,这个比例对任何换羽的企鹅而言,无疑都是最低的,因此幼鸟的死亡率会很高。当然,成鸟是每年都可以繁殖的。
皇企鹅在恶劣条件下的生存之道,表现为生理上和行为上的高度适应性,从根本上而言,这都是为了将热量散失和能量消耗降到最低限度。皇企鹅的体形使它们的表面积与体积之比相对较低,同时它们的鳍状肢和喙与身体的比例要比其他所有的企鹅种类低25%。它们的“血管热交换系统”极度发达,其分布的广泛程度为其他企鹅的2倍,从而进一步减少了热量散失。血液流往足部和鳍状肢的血管与血液流回内脏的静脉紧紧相邻,这样,回流的血液便可以被保温,而往外流的血液则被冷却,从而将热量的散失降至最低。皇企鹅还在鼻孔中回收热量,即在吸入的冷空气和呼出的热空气之间进行热量交换,从而可以将呼出的热量保留约80%。此外,它们身上长有多层高密度的长羽毛,能够完全盖住它们的腿部,为它们提供了一流的保温设施。
由于冬季冰川一望无垠,海面就变得很遥远,因此觅食非常困难。于是,皇企鹅待在巢内的新陈代谢速度就减缓,漫长的禁食期也势在必行——雄企鹅可达115天,雌企鹅为64天。皇企鹅庞大的体型令它们可以贮存充足的后备脂肪,来应对这段食物短缺期。
不过,皇企鹅最重要的适应性表现为“集群”。它们尽可能地不活动,一大群一大群地聚在一起,多的可达5000只皇企鹅挤在一块,密度达到每平方米10只。如此一来,无论是成鸟抑或雏鸟、个体的热量散失都可以减少25% ~50%。集群作为一个整体会缓慢地沿顺风方向移动,而其内部也存在着有规律的移动:位于迎风面的皇企鹅沿着集群的侧面前移,然后成为集群的中心,直至再次位于队伍的后面。这样就没有个体一直处于集群的边缘。这种流动方式对皇企鹅来说之所以可行,完全是因为它们具有足部带 卵移动的能力,在脚上的卵(以及随后的雏鸟)由袋状的腹部皮肤褶皱层所遮盖和保暖。皇企鹅适于群居的另一个重要特征表现为,它们几乎不会做出任何具有攻击性的行为。
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另一种大型企鹅王企鹅则进化出了一种截然不同的方法来解决在短暂的夏季进行繁殖的难题。它们通常每3年中利用一年成功繁殖一次,而其他2年很少繁殖成功。它们有2次主要的产卵期,分别在11~12月和2~3月,这期间会产下单个很大的卵。双亲共同承担孵卵和守护的任务,一旦雏鸟孵化(约54天后),便实行轮流照顾,一般每隔数天换一次班。在任何一个王企鹅的繁殖群居地,大部分时期内都既有换羽的成鸟、待孵的卵,也有生长发育中的雏鸟。
因卵产于11~12月,所以到次年4月,雏鸟的体重已发育至成鸟的80%,然后在冬季再得到一些间断性的喂养,因为冬季要经历2个月左右的禁食期,雏鸟总的体重会减轻近40%。9月,雏鸟恢复有规律的进食,一直持续至12月雏鸟离开亲鸟为止。然后成鸟必须换羽,直到次年的二三月才能再次产卵。这时产下的卵孵出的雏鸟在冬季来临时还很小,并且要到次年1~2月才能长全羽毛。事实上,这个阶段孵出的雏鸟很多都会死亡。
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