Pingwin cesarski jest największym żyjącym przedstawicielem rodziny pingwinów. W odróżnieniu od większości pokrewnych gatunków, u których wysiadywaniem jaj zajmują się na zmianę obie płcie, w przypadku pingwina cesarskiego jest to zadanie wyłącznie samców, które muszą ogrzewać nie tylko siebie, ale i rozwijające się potomstwo podczas mroźnej antarktycznej zimy (to jedyny gatunek pingwina, który odbywa lęgi w zimie). Aby przetrwać w temperaturze sięgającej minus 50 stopni i przy huraganowym wietrze o prędkości do 200 kilometrów na godzinę, samce tłoczą się razem w dużych grupach na przybrzeżnym lodzie. Przez całe miesiące głównie śpią na stojąco, a energii dostarczają im zapasy tłuszczu - tracą około 45 proc. masy ciała.

Rzecz jasna pingwinom na obrzeżach takiego tłumu jest najzimniej, a w środku - najcieplej. Gdyby cyklicznie nie zamieniały się miejscami, w końcu wszystkie by zamarzły. Dotychczas naukowcy nie potrafili ustalić, jakie reguły rządzą zachowaniem grupy pingwinów. Próbowano tego dokonać przytwierdzając do poszczególnych ptaków czujniki światła i temperatury, jednak nikt nie rozpatrywał dynamiki grupy jako całości.

Kilka lat temu Daniel Zitterbart i jego zespół z instytutu badań polarnych imienia Alfreda Wegenera w Bremerhaven filmował gromady pingwinów i analizował ruchy każdego z nich. Okazało się, że gdy jeden z ptaków robi krok, wyzwala to falę skoordynowanych ruchów jego sąsiadów.

"Nie wiedzieliśmy, jak opisać te fale” – powiedział Zitterbart. "Chcieliśmy wiedzieć, jak i gdzie są wyzwalane w gromadzie ptaków i w jaki sposób się rozprzestrzeniają”. Dlatego właśnie niemieccy naukowcy zastosowali model matematyczny często wykorzystywany do badania ulicznych korków. Okazało się, że ten właśnie model pozwala przewidzieć ruchy poszczególnych pingwinów.

Model wykazuje także, że “fale” powodują nie tylko zmarznięte ptaki z obrzeży, ale także osobniki w wielu różnych miejscach w skupiska, o ile długość ich kroczków przekracza progową wartość 2 centymetrów. Odpowiada to mniej więcej dwukrotnej grubości warstwy piór pingwina. W interesie całej gromady jest zachowanie maksymalnych właściwości izolacyjnych u każdego osobnika.

Fale rozpoczynające się w dwóch odrębnych grupach mogą doprowadzać do ich połączenia. Tworzą się wówczas olbrzymie tłumy, liczące tysiące samców.

Naukowcy chcą także wyjaśnić, dlaczego pingwiny cesarskie poruszają się często stawianymi, drobnymi kroczkami. Samce ogrzewają jaja balansując nimi na wierzchniej stronie łap i przykrywając warstwą upierzonej skóry. Przypuszczalnie kołyszący się krok pomaga pingwinom przy obracaniu jaj - tak, aby ta sama część powierzchni nie była zbyt długo wystawiona na działanie zimna.

W tym sezonie Zitterbart podłożył atrapy jaj niektórym pingwinom niemającym własnego potomstwa. Fałszywe jaja wyposażone są w akcelerometry i inne przyrządy pomiarowe, zbierające dane dotyczące ruchu ptaków.

Docelowo naukowcy chcą stworzyć wzór pozwalający przewidzieć stan gromady pingwinów w zależności od pory roku, liczby pingwinów i temperatury. (PAP)

pmw/ ula/