Comment les papas empereurs manchots empêchent-ils leurs œufs de geler?

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Ils sont devenus les stars de nombreux documentaires et dessins animés sur la nature, appréciés pour leur peluches et leur dandine impeccable. Pourtant, en ce qui concerne la reproduction, vous pourriez dire que les manchots empereurs ont tiré la paille courte évolutive. Comme si la vie n'était pas déjà assez dure dans le paysage antarctique principalement glacial qu'ils habitent, ces oiseaux doivent également se reproduire en plein hiver, lorsqu'ils doivent protéger leurs œufs de la neige et des vents rugissants, de peur que les œufs ne se transforment en glaçons.

L'épisode de cette semaine des "Dynasties" de la BBC America suit une colonie de manchots empereurs (Aptenodytes forsteri) alors qu'ils luttent contre ce climat inhospitalier pour garder leurs œufs fragiles en vie.

L'empereur est en fait la seule espèce de pingouin qui suit la stratégie risquée de se reproduire uniquement en hiver, ce qu'ils font dans d'énormes colonies de plusieurs milliers d'oiseaux. Alors que les femelles se dirigent vers la mer pendant des mois pour se reconstituer avec du poisson après que chacun pond un énorme œuf, les mâles restent derrière et incubent chacun un œuf à mesure que les températures deviennent de plus en plus glaciales sur la glace plate où ils vivent.

La raison de leur reproduction hivernale se résume à des contraintes d'horaire très serrées. Lorsque plusieurs milliers de nouveau-nés arrivent dans une colonie de pingouins, ils ont besoin de tonnes de poissons, de calamars et de krill comme nourriture. Mais cela n'est disponible qu'au printemps, lorsque les vastes étendues de mer gelée qui séparent les manchots empereurs du bord de l'océan fondent et se brisent.

Et parce que l'incubation d'un œuf prend environ quatre mois, "cela signifie le faire démarrer en hiver, de sorte que le poussin est alors programmé pour éclore lorsque des ressources maximales sont disponibles à proximité dans l'océan", a déclaré Philip Trathan, responsable de la biologie de la conservation au Royaume-Uni. Relevé antarctique. "Si nous parcourions plus de 200 kilomètres de glace de mer à chaque voyage de recherche de nourriture, ils n'auraient tout simplement pas le temps de le faire", a-t-il déclaré à Live Science.

Aux prises avec la tâche gigantesque de protéger leurs petits contre les blizzards et les températures inférieures à zéro, les papas manchots empereurs ont été essentiellement transformés par l'évolution en des bouillottes chaudes.

Pour commencer, les oiseaux sont presque entièrement recouverts d'une épaisse couche de plumes de plusieurs centimètres d'épaisseur, qui isole leur propre corps et leurs petits. Comme de nombreuses espèces de pingouins, un empereur est également équipé d'un rabat de peau nue sur son abdomen, appelé «poche à couvain», qui protège l'œuf. Un oiseau équilibre astucieusement un œuf sur ses pieds, le presse contre cette peau nue, puis recouvre l'œuf avec un pli laineux du plumage du ventre qui isole complètement la progéniture du monde gelé à l'extérieur.

Un poussin de 2 semaines en équilibre sur les pieds de sa mère et reste au chaud dans sa confortable poche à couvain. Pendant plusieurs semaines, les poussins passent tout leur temps sous la chaleureuse protection de leurs parents. (Crédit d'image: Stefan Christmann / BBC America)

Le contact direct avec la peau chauffe l'œuf via les vaisseaux sanguins qui se trouvent juste sous la surface, a déclaré Dominic McCafferty, écologiste thermique à l'Université de Glasgow en Écosse. La poche à couvain a également un bonus biologique. "La peau elle-même est très riche en neurones sensibles à la température qui augmentent la température", a déclaré McCafferty à Live Science. Cela sensibilise les papas empereurs au bien-être de leurs poussins, les alertant lorsque les œufs ont besoin d'un peu de couverture supplémentaire pour les garder au chaud.

Mais tout cela repose sur le père pingouin capable de maintenir sa propre isolation pour son bien et celui de ses jeunes. "L'une des nombreuses adaptations que les manchots empereurs ont en particulier est cette capacité à ne pas perdre de la chaleur dans l'environnement ", a déclaré Michelle LaRue, chargée de cours à Gateway Antarctica au département de géographie de l'Université de Canterbury en Nouvelle-Zélande, qui se spécialise dans la dynamique des populations d'espèces antarctiques. contact avec la glace que possible.

Pour ce faire, les oiseaux lèvent les pieds de la glace, se penchent en arrière sur leurs talons et se stabilisent avec le bout de leur queue. "Ils ont ce genre de trépied à deux pieds de queue, de sorte que les seules choses qui touchent la glace sont leurs talons et leur queue - ce qui je pense est incroyable", a déclaré LaRue à Live Science. "On dirait qu'ils sont dans une chaise berçante!" Ils adoptent cette posture pendant des mois, pour la protection de leurs poussins. "Ils sont incroyablement résistants. Je suis impressionné par la façon dont ils gagnent leur vie", a ajouté LaRue.

Des études d'imagerie thermique montrent que le corps des oiseaux ne perd que de très petites quantités de chaleur, principalement par le bec, les yeux et les pieds. Leurs plumes sont fondamentalement une doudoune incroyablement sophistiquée, qui "maintient le centre au chaud mais permet à très peu de chaleur de passer à travers les plumes vers la surface", a déclaré McCafferty, qui étudie la régulation de la température chez ces oiseaux. En fait, il a montré dans ses recherches que la surface des plumes des oiseaux est en fait froide - ce qui suggère qu'ils ne conduisent pratiquement pas de chaleur vers le monde extérieur; tout est piégé à l'intérieur.

"Cela nous indique que leur isolation fonctionne très, très bien", a déclaré McCafferty.

Pour une assurance chaleur supplémentaire pendant les longs mois sur la glace, les pères utilisent une dernière tactique: les câlins de groupe. Les manchots empereurs sont réputés pour créer d'énormes masses, dans lesquelles des centaines d'oiseaux se coincent dans une masse en circulation constante pour assurer la chaleur collective. La dynamique sous-jacente de ces grands groupes est si complexe que de nombreux biologistes tentent toujours de comprendre le fonctionnement des rassemblements, a déclaré McCafferty.

Mais les scientifiques savent pourquoi les oiseaux le font. "Leur chaleur corporelle pure est capable d'élever la température de l'air à l'intérieur du groupe", a déclaré McCafferty, ajoutant qu'un groupe de scientifiques français a enregistré des températures de l'air de plus de 95 degrés Fahrenheit (35 degrés Celsius) au-dessus du groupe.

Dans des conditions sous zéro, la chaleur impressionnante du groupe peut aider les papas empereurs à ralentir leur métabolisme et à réduire leur consommation d'énergie, afin qu'ils puissent continuer à réchauffer leur précieuse progéniture, a expliqué McCafferty.

Alors que le motif commun dans les documentaires sur la nature des pingouins blottis contre des vents hurlants peut être conçu pour tirer sur nos cordes sensibles, McCafferty a déclaré que nous n'avons pas besoin de plaindre ces oiseaux ou leurs petits poussins. Pour les humains, tout ce qui est inférieur à 68 F (20 C) se sentirait un peu cool, mais "cette zone de confort pour les manchots empereurs s'étend probablement jusqu'à quelque chose comme moins 10 degrés Celsius", a-t-il dit.

"Ils sont très bien adaptés à ces environnements, et ils réussissent très bien dans ce qu'ils font", a-t-il déclaré. Ces papas de pingouins dévoués, qui parviennent à élever leurs petits dans l'endroit probablement le plus dur de la Terre, en sont certainement la preuve.

Rapportée par Sir David Attenborough, les "Dynasties" de BBC America donnent aux téléspectateurs un aperçu de près et personnel de la vie familiale de cinq des animaux les plus célèbres et les plus menacés de la planète. Le quatrième épisode, "Emperor", sera diffusé samedi 16 février sur BBC America à 21 h. HNE / 20 h CST. Les téléspectateurs peuvent regarder le premier épisode, "Lion", gratuitement en ligne.

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