Temperatur

Farbverlauf von blau nach rot

Pinguine haben sich über die Südhalbkugel verbreitet. Die verschiedenen Arten sind dabei an die unterschiedlichsten Temperaturen angepasst. Der Kaiserpinguin trotzt in der Antarktis zweistelligen Minusgraden, während Galapagospinguine im Bereich des Äquators Temperaturen von ungefähr 30°C aushalten müssen.

Wie halten sich Pinguine warm?

Vögel sind gleichwarme Tiere, so wie wir Säugetiere auch. Die Körpertemperatur von Vögeln liegt im Allgemeinen ein paar Grade über der Körpertemperatur der Säugetiere. Da Pinguine Vögel sind, haben auch sie eine Körpertemperatur, die konstant im Bereich zwischen 37 und 40°C liegt (Messung bei Adeliepinguinen) und je nach Aktivität ein wenig höher oder niedriger ist. Während der Mauser wurden beispielsweise eher höhere Temperaturen gemessen.

In sehr kalten Lebensräumen wie der Antarktis scheint das Aufrechterhalten dieser Temperatur sehr schwierig zu sein. Aber durch besondere Anpassungen gelingt dies den dort lebenden Pinguinen trotzdem, ohne zu viel Energie zu verbrauchen.
Pinguine besitzen Wärmeisolatoren wie Federn und eine Fettschicht, die verhindern, dass zu viel Wärme aus ihren Körpern an die Umgebung verloren geht. Durch das Aufstellen der Federn wird eine schützende Luftschicht vor der Haut gebildet, wodurch weniger Körperwärme nach außen gelangt, denn Luft ist ein schlechter Wärmeleiter.

Wenn es sehr kalt ist, kuscheln sich Pinguine nah aneinander. So entstehen große Trauben aus Pinguinen, in denen ständig Bewegung herrscht: Jeder möchte schließlich auch mal in der warmen Mitte stehen!

Damit das kalte Wasser beim Schwimmen die Wärmeisolation der Federn nicht verringert, verteilen Pinguine und andere Meeresvögel Öl auf ihr Gefieder. Weil Wasser und Öl sich nicht vermischen, wird das Wasser abgestoßen. So kann sich das Wasser nicht zwischen die Federn lagern und die Isolation durch die Luftschicht zwischen Haut und Federn bleibt erhalten.

Das Gegenstromprinzip

Da die Füße nicht mit Federn bewachsen sind und sie direkten Kontakt zum kalten Boden haben, wäre dort die Gefahr des Wärmeverlusts groß. Aber auch hier hat sich die Natur etwas einfallen lassen: Das Gegenstromprinzip.

Grafik über den Wärmetauscher im Bein eines Pinguins. Funktion wird im Text beschrieben.

In den Füßen der Pinguine laufen die Arterien (Blutgefäße vom Herzen weg) und die Venen (Blutgefäße zum Herzen zurück) sehr dicht beieinander. Durch die Arterien gelangt warmes Blut in den Fuß. Auf dem Weg dorthin wird diese Wärme schon an nahe danebenliegende Venen abgegeben. Dadurch kommt nur kaltes Blut unten im Fuß an. Dieser Effekt wird noch dadurch bestärkt, dass das abgekühlte Venen-Blut im Fuß das Arterien-Blut weiter kühlt.

Warum kleben Pinguine nicht am Eis fest?

Insgesamt haben Pinguine also immer kalte Füße und deshalb kleben die antarktischen Arten auch nicht am Eis fest. Wären die Füße warm, würden sie das umgebende Eis schmelzen. Aufgrund der eisigen Umgebungstemperatur würde das Wasser aber sofort wieder gefrieren und der arme Pinguin würde festfrieren.

Anpassungen an hohe Temperaturen

Im Gegensatz zu den antarktischen Pinguinarten gibt es auch diejenigen, die in wärmeren Gebieten zu Hause sind. Diese sind an höhere Außentemperaturen angepasst.

Pinguine hecheln, wenn es ihnen zu warm ist. Brillenpinguine fangen bei einer Lufttemperatur von 24°C an zu hecheln. Außerdem wurde beobachtet, dass ein langanhaltendes Hecheln dazu führt, dass Brillenpinguine ins Wasser gingen, um dort zu trinken und sich abzukühlen.

Anpassungen an warme und kalte Umgebungen

Es gibt auch Pinguinarten, wie zum Beispiel Humboldt-, Magellan- und Galapagospinguine, die mit warmen und kalten Temperaturen leben müssen. An Land ist es in Südamerika im Sommer warm, die Pinguine geben dann über ihre Füße und Flügel viel Wärme ab. Diese Körperteile werden stark durchblutet, was an einer rosa Färbung der Flügelunterseite erkennbar ist. Das Wasser ist allerdings aufgrund des dort fließenden Humboldtstroms eher kalt. Deshalb werden Füße und Flügel beim Schwimmen nur noch schwach durchblutet, um Wärme zu sparen.

Bergmannsche Regel

Wenn man die Größen der verschiedenen Pinguinarten vergleicht, stellt man fest, dass Pinguine vom Äquator bis in die Antarktis immer größer werden. Die Bergmannsche Regel erklärt: Größere Pinguine haben im Vergleich zu ihrem Volumen eine kleinere Oberfläche als kleinere Pinguine. Da Wärme über die Oberfläche abgegeben wird, ist der Wärmeverlust bei größeren Pinguinen daher geringer.


Quellen:
Goldsmith & Sladen (1961). Temperature regulation of some Antarctic penguins. The Journal of Physiology, 157(2), 251.
Frost et al. (1976). Behavioural adaptations of the Jackass Penguin, Spheniscus demersus to a hot, arid environment. Journal of Zoology, 179(2), 165-187.
Boersma (1975). Adaptation of Galapagos Penguins for life in two different environments. The Biology of Penguins. London: The MacMillan Press Ltd, 101-114.


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