چرا پنگوئن‌های امپراتور در دمای منفی ۵۰ درجه یخ نمی‌زنند؟

خون گرم از عمق بدن به سمت پاها جاری می‌شود. اگر این گرمابه به انگشتان پا برسد، بخش قابل توجهی از حرارتش را به سرما منتقل می‌کند. بدن پنگوئن با طراحی خاص رگ‌های خونی، به‌طور قابل توجهی از این اتلاف انرژی جلوگیری می‌نماید. سرخرگ‌هایی که خون گرم را به پایین می‌فرستند، به طور نزدیک به سیاهرگ‌های حاوی خون سرد که به سمت بالا حرکت می‌کنند، قرار دارند.

به دو لوله‌ی آب فکر کنید که در کنار هم قرار گرفته‌اند؛ یکی آب داغ را به سمت پایین می‌فرستد و دیگری آب سرد را به سمت بالا می‌کشد. در این فرآیند، آب داغ حرارتش را به آب سرد منتقل می‌کند و در انتهای مسیر خنک می‌شود، در حالی که آب سرد نیز قبل از رسیدن به منبع گرم می‌شود. این پدیده در بدن پنگوئن نیز به شیوه‌ای مشابه اتفاق می‌افتد.

متخصصان زیست‌شناسی به این فرآیند «تبادل گرمای خلاف‌جهت» می‌گویند، بدین معنا که پرنده به تاریخ می‌تواند گرمایی را که قصد داشت از طریق پاها از دست بدهد، پیش از آنکه خون به انگشتان برسد، بازیابی کند؛ به همین خاطر، نواحی انتهایی پاها بسیار سردتر از مرکز بدن باقی می‌مانند.

پنگوئن امپراتور همچنین یک استراتژی حرکتی دارد. هنگام استراحت، وزن خود را بر روی پاشنه‌ها و دم محکم خود می‌اندازد و پاهایش را از سطح یخ بلند می‌کند؛ مانند کسی که بر روی سه‌پایه نشسته باشد. جالب اینجاست که بینی پنگوئن نیز با همین الگو عمل می‌کند.

هوای خروجی گرم و مرطوب از شش‌ها، اگر به‌طور مستقیم خارج شود، گرما و رطوبت بدن را می‌برد. اما مجاری بینی پنگوئن بسیار سردتر هستند. زمانیکه هوا از این مجاری عبور می‌کند، گرما را به دیواره‌ها می‌دهد و بخشی از رطوبت موجود در آن، آنجا میعان می‌شود.

در زمان بازدم بعدی، دیواره‌های گرم‌شده هوای سرد ورودی را پیش‌گرم می‌کنند. شاید صرفه‌جویی در هر بار نفس کشیدن پنگوئن از نظر شما کوچک به نظر برسد، اما در ماه‌های سخت که غذا کمیاب است، هر کالری ارزش زیادی پیدا می‌کند. با این وجود، با وجود تمام این سازگاری‌ها، یک پنگوئن همچنان در برابر طوفان‌های زمستانی آسیب‌پذیر می‌ماند و در اینجا یکی از شگفت‌انگیزترین رفتارهای اجتماعی این موجودات آغاز می‌گردد.