Животные

Общая характеристика

Самым большим из современных представителей является императорский пингвин (рост — 110—120 см, вес до 46 кг), самые мелкие — представители вида Eudyptula minor — малый пингвин (рост 30—40 см, вес 1—2,5 кг). Такие существенные различия объясняются правилом Бергманна, для которого пингвины являются частым примером. Правило Бергманна гласит, что животные, обитающие в холодных регионах, имеют большие размеры тела, поскольку это способствует более рациональному соотношению объёма и поверхности тела животного и тем самым — уменьшению теплопотери.

Императорские пингвины в Антарктиде

[править] Строение тела

От всех прочих птиц пингвинов отличает особое строение тела. Форма тела пингвинов обтекаемая, что идеально для передвижения в воде. Мускулатура и устройство костей позволяют им под водой работать крыльями почти как винтами. В отличие от других не летающих птиц, пингвины имеют грудину с чётко выраженным килем, к которому крепится мощная мускулатура. Плавание под водой отличается от полёта в воздухе тем, что на подъём крыла затрачивается та же энергия, что и на опускание, поскольку сопротивление воды больше, чем сопротивление воздуха, поэтому лопатки пингвинов имеют по сравнению с другими птицами большую поверхность, на которой крепится мускулатура, отвечающая за подъём крыла. Плечевая кость и кость предплечья соединены в локте прямо и неподвижно, что увеличивает стабильность плавника. Грудная мускулатура развита необычайно и составляет иногда до 30 % массы тела, что в несколько раз превышает мускулатуру самых мощных летающих птиц. Бедренные кости очень короткие, коленный сустав неподвижен, а ноги заметно смещены назад, что является причиной необычно прямой походки. Большие ступни с плавательной перепонкой сравнительно коротки — находясь на суше, животные зачастую отдыхают, стоя на пятках, при этом жёсткое хвостовое оперение служит им дополнительной опорой. Хвост пингвинов сильно укорочен, поскольку рулевую функцию, которую он обычно имеет у других водоплавающих птиц, у пингвинов выполняют в первую очередь ноги. Второе явное отличие пингвинов от других птиц — плотность костей. У всех птиц кости трубчатые, что делает их скелет легче и позволяет летать или быстро бегать. Но у пингвинов они похожи на кости млекопитающих (дельфинов и тюленей) и не содержат внутренних полостей.

[править] Терморегуляция

В пределах своей среды обитания пингвины подвержены воздействию экстремальных климатических условий и имеют различные анатомические особенности, позволяющие им приспосабливаться к этим условиям. Для теплоизоляции служит в первую очередь толстый — от 2 до 3 см — слой жира, над которым располагаются три слоя водонепроницаемых, коротких, плотно прилегающих друг к другу и равномерно распределённых по всему телу перьев. Аптерии — участки кожи, лишённые перьев, у пингвинов отсутствуют, в отличие от почти всех остальных птиц; исключение составляют некоторые тропические виды, у которых аптерии имеются на лицевой части головы. Воздух в слоях перьев также эффективно защищает от потери тепла при нахождении в воде. Также у пингвинов имеется хорошо развитая «система теплопередачи» в плавниках и ногах: поступающая в них артериальная кровь отдаёт тепло более холодной венозной крови, оттекающей обратно к телу, таким образом теплопотери сводятся к минимуму. Этот процесс называется «принцип обратного потока». С другой стороны, виды пингвинов, обитающие в тропических водах, вынуждены бороться с перегревом. Их крылья по отношению к размерам тела имеют большую площадь, таким образом поверхность, с которой происходит теплоотдача, увеличена. У некоторых видов в дополнение к этому также отсутствует оперение на лицевой части, что ускоряет процесс теплоотдачи в тени.

[править] Оперение

Многочисленные мелкие, недифференцированные, похожие скорее на волоски перья, из которых состоит оперение, почти у всех видов пингвинов имеют на спине серовато-голубой, переходящий в чёрный оттенок, а на животе белые. Такая окраска является маскировочной для многих морских животных (например дельфинов). Самцы и самки очень похожи, хотя самцы чуть больше по размерам. Очень заметное оранжево-жёлтое украшение на голове имеют большинство пингвинов рода хохлатые (Eudyptes).

Оперение детёнышей чаще серое или коричневое, однако у некоторых видов бока и живот имеют белый окрас.

По окончании высиживания яиц и выращивания птенцов у пингвинов начинается линька — смена оперения. Во время линьки пингвины сбрасывают большое количество перьев одновременно и на это время не способны плавать в воде и остаются без пищи до тех пор, пока не отрастут новые перья. Новые перья вырастают под старыми и как бы выталкивают их. В этот период, длящийся у разных видов от двух до шести недель, птицы используют запасы жира вдвое быстрее. Папуанский пингвин (Pygoscelis papua) и галапагосский пингвин (Spheniscus mendiculus) не имеют чёткого периода линьки, у этих видов она может начаться в любой момент между высиживанием птенцов. У птиц, не высиживающих птенцов, линька практически всегда начинается раньше, чем у остальных.

[править] Зрение и слух

Глаза пингвинов прекрасно приспособлены к условиям плавания под водой; роговица их глаз очень плоская, вследствие чего на суше птицы немного близоруки. Ещё одним средством приспособления является сократительная способность и растяжимость зрачка, особенно ярко выраженная у императорских пингвинов, ныряющих на большую глубину. Благодаря этой особенности глаза пингвинов очень быстро приспосабливаются к меняющимся условиям освещённости в воде на глубине до 100 м. Анализ пигментного состава позволяет сделать вывод, что пингвины видят в синей части спектра лучше, чем в красной, и вероятно, даже воспринимают ультрафиолетовые лучи. Поскольку свет красной части спектра рассеивается уже в верхних слоях воды, такая особенность зрения, вероятно, является результатом эволюционной адаптации.

Уши пингвинов, как и у большинства птиц, не имеют чёткой внешней структуры. При нырянии они плотно закрываются особыми перьями, так что вода не проникает внутрь уха. У императорских пингвинов помимо этого край внешнего уха увеличен таким образом, что оно может закрываться, благодаря чему среднее и внутреннее ухо оказываются защищены от повреждений давлением, которые может причинить погружение на большую глубину.

Под водой пингвины почти не издают звуков, а на суше они общаются посредством криков, напоминающих звуки трубы и трещотки. Пока не установлено, используют ли они слух для выслеживания жертвы и обнаружения своих естественных врагов.

[править] Питание

Пингвины питаются рыбой — серебрянкой антарктической (Pleuragramma antarcticum), анчоусами (Engraulidae) или сардинами (семейство Сельдевые), а также ракообразными, такими как эуфаузииды, или криль, или маленькими головоногими, на которых они охотятся, проглатывая прямо под водой. Если разные виды делят между собой одну среду обитания, то их рацион, как правило, различается: пингвины Адели и антарктический пингвин предпочитают криль разного размера.

Виды, питающиеся мелкими ракообразными, в большей степени нуждаются в регулярности питания, чем пингвины, питающиеся рыбой, но на ловлю добычи они тратят гораздо меньше энергии: если последним достаточно одной удачной попытки из десяти, первые должны поймать до шестнадцати рачков за одно погружение — в пересчёте приблизительно один рачок каждые шесть секунд — чтобы восполнить затраты энергии свои и своих детёнышей. Количество погружений в течение одной охоты у каждого вида пингвинов различно и зависит от времени года: во время высиживания птенцов антарктические пингвины совершают более 190 погружений, а у императорских пингвинов в течение их длительных переходов это число может достигать 860 и более.

Во время линьки, а у некоторых видов (пингвины Адели, императорские, антарктические и хохлатые пингвины) также и в период высиживания птенцов, животные вынуждены полностью отказаться от пищи. Этот период у разных видов имеет разную продолжительность — от одного месяца у пингвинов Адели и хохлатых до трёх с половиной месяцев у самцов императорских пингвинов. Птицы теряют до половины массы тела, поскольку вынуждены брать энергию для обмена веществ из запасов жира, накопленных заранее. Самцы и самки субантарктических, великолепных, малых и ослиных пингвинов сменяют друг друга при высиживании птенцов, это позволяет им голодать только в период линьки.

Пингвины пьют в основном морскую воду. Избытки соли выделяются через специальные железы, находящиеся над глазами.

[править] Передвижение

Средняя скорость, которую пингвины развивают в воде, составляет от пяти до десяти километров в час, однако на коротких дистанциях возможны и более высокие показатели. Самым быстрым способом передвижения является «плавание дельфином»; при этом животное на короткое время выпрыгивает из воды, подобно дельфину. Причины такого поведения неясны: вероятно, это способствует уменьшению сопротивления течения, или предназначено для того, чтобы сбить с толку естественных врагов.

За день во время кормёжки пингвины могут проплыть около 27 км, на глубине более 3 метров птицы проводят в среднем около 80 мин в сутки. В нырянии некоторые пингвины бьют рекорды: более маленькие виды, такие как папуанский пингвин (Pygoscelis papua), могут находиться под водой в течение одной или (реже) более двух минут и нырять на глубину до 20 метров, но императорские пингвины способны задерживаться под водой на 18 минут и нырять на глубину более чем 530 метров. Хотя именно сверхспособности императорских пингвинов остаются мало изученными, известно, что при погружении пульс животного сокращается до одной пятой от частоты сердцебиения в состоянии покоя; таким образом потребление кислорода уменьшается, что позволяет увеличить продолжительность нахождения под водой при том же объёме воздуха в лёгких. Остаётся неизвестным механизм регулирования давления и температуры тела при погружении на большую глубину.

При выходе из воды пингвины могут в прыжке преодолеть высоту береговой линии до 1,80 м. Из-за их относительно коротких ног на суше пингвины передвигаются, переваливаясь с боку на бок — такой способ передвижения, как доказали исследования биомехаников, экономит много энергии. Скорость на суше пингвины развивают 3-6 км/ч. На льду пингвины также могут быстро передвигаться — съезжают с гор, лёжа на животе. Некоторые виды преодолевают так многие километры между морем и местом, где обосновалась их колония.

[править] Среда обитания

Предки пингвинов жили в умеренном климате — когда Антарктида еще не была сплошным куском льда. Климат на планете менялся. Материки дрейфовали, Антарктида сместилась на Южный полюс и покрылась вечным льдом. Животные оттуда ушли или вымерли, а пингвины, приспособившись к холоду, остались. Правда, раньше их было значительно больше — в ходе эволюции вымерло не менее 40 видов, населявших нашу планету более 60 млн лет назад. Среди ископаемых пингвинов были настоящие исполины ростом с человека и весом до 120 кг.

Пингвины обитают в открытом море Южного полушария: в прибрежных водах Антарктики, в Новой Зеландии, южной части Австралии, Южной Африке, по всему западному побережью Южной Америки от Фолклендских островов до Перу, а также на Галапагосских островах вблизи экватора. Пингвины предпочитают прохладу, поэтому в тропических широтах появляются только с холодными течениями — течением Гумбольдта на западном побережье Южной Америки или Бенгельским течением, возникающим у мыса Доброй Надежды и омывающим западное побережье Южной Африки.

Большинство видов обитают между 45° и 60° южной широты; самое большое скопление особей находится в Антарктике и на прилегающих к ней островах.

Самое северное место обитания пингвинов — Галапагосские острова, расположенные у экватора.

[править] Размножение

Спаривание королевских пингвинов

Пингвины гнездятся чаще всего большими колониями, насчитывающими нередко десяток тысяч пар или более. В насиживании яиц и выкармливании птенцов принимают участие оба родителя попеременно. Кормом птенцам служит полупереваренные и отрыгнутые родителями рыба и ракообразные. Детеныши находят убежище от холода в нижних складках родительского живота.

Возраст, в котором пингвины начинают спаривание, зависит от вида и пола. Так, у малых, великолепных, субантарктических и ослиных пингвинов первое спаривание происходит в возрасте двух лет; самки пингвинов Адели, антарктических, королевских и императорских пингвинов в большинстве случаев начинают спаривание на год позднее, в то время как самцы этих видов бывают готовы к спариванию ещё через год. Золотоволосые пингвины готовы к спариванию только в возрасте пяти лет.

Приведённые выше данные являются статистическими средними значениями: на практике, чем старше пингвины, тем больше времени они проводят в колониях, пока не наступит собственно возраст, в котором они начинают спаривание. Так, например, королевские пингвины в возрасте одного года чаще всего вообще не посещают колонию; на втором году жизни они появляются там буквально на несколько дней. В последующие годы посещения колонии учащаются, а длительность пребывания в ней постепенно увеличивается. Самцы императорских пингвинов зачастую приступают к высиживанию яиц только на восьмом году жизни.

Время года, когда пингвины высиживают яйца, зависит в первую очередь от климатических условий. Живущие севернее галапагосские, малые и ослиные пингвины могут высиживать птенцов в течение всего года, а малым пингвинам в отдельных случаях удаётся сделать даже две кладки в год; почти все виды, обитающие регионах от субантарктического до антарктического, начинают кладку яиц преимущественно весной или летом. Заметным исключением из этого правила являются императорские пингвины — они делают кладку осенью. Таким образом птенцы растут как раз во время антарктической зимы при температуре до — 40 °C и способы адаптации к низким температурам играют решающую роль в их выживании. Птенцы королевских пингвинов также зимуют в колониях, расположенных севернее. В этот период родители редко дают им корм, таким образом в их первую зиму птенцы значительно теряют в весе. В холодных антарктических районах высиживается одно яйцо, в умеренных и тёплых регионах яиц может быть несколько.

Пингвины не только в воде, но и на суше предпочитают держаться стаей. В особенности кладка яиц, высиживание и выращивание птенцов в больших колониях у многих видов происходит одновременно. Такие колонии могут насчитывать до 5 миллионов животных.

Самцы видов, не ведущих оседлый образ жизни, в период высиживания зачастую приходят в колонию раньше самок и стараются занять небольшую территорию, площадь которой редко превышает один квадратный метр. Таким образом, их социальное поведение ориентировано на создание гнёзд. Исключение составляют только императорские пингвины, не строящие гнёзда и не обладающие ярко выраженным социальным поведением кроме отношений с партнёром и своим потомством.

Самцы стараются привлечь внимание самок, издавая крики, похожие на звук трубы. Если это не первая попытка найти партнёра, то зачастую это оказывается самка, с которой самец спаривался в прошлом году. «Процент разводов» у пингвинов разных видов неодинаков: процент великолепных пингвинов, выбравших на следующий год другого партнёра, составляет около 14, что очень мало; их верность своему партнёру подчёркивает также то, что 12 % пар поддерживали отношения на протяжении более 7 лет. Ситуация с пингвинами Адели иная — более 50 % животных этого вида меняют партнёра на следующий год, соответственно, не известны случаи, когда отношения длились более 6 лет. Известно, что большую роль при выборе партнёра играет успешный выводок прошлого года.

Существует тесная связь между сложностью социального поведения и механизмами выбора партнёра с одной стороны и размером колонии — с другой: В больших колониях ритуалы спаривания живущих в тесноте пингвинов Адели, антарктических, субантарктических и Хохлатых пингвинов привлекают к себе внимание как визуально, так и акустически; живущие в густой растительности Великолепные пингвины или Малые пингвины, строящие гнёзда далеко друг от друга, напротив, ведут себя значительно сдержаннее.

[править] Несение яиц и сокращение выводка

После копуляции, при которой самец вынужден балансировать на спине партнёрши, происходит кладка яиц. В то время как императорские и королевские пингвины высиживают их единственное яйцо на своих лапах, самки всех других видов пингвинов в срок от трёх до пяти дней откладывают два яйца в обычное гнездо, которое они строят из материалов, широко распространённых в природе, — травы или мелкой гальки. Яйца имеют белый или зеленоватый цвет.

Не все яйца пингвины высиживают удачно: особенно у молодых пар птенцы зачастую даже не вылупляются; установлено, что у двухгодовалых родителей вылупившихся птенцов менее 33 %. Успешность высиживания, однако, резко повышается с возрастом и достигает более 90 %; только у очень старых пингвинов этот показатель опять падает до 75 % из-за снижения плодовитости.

В большинстве случаев первое яйцо немного больше второго, таким образом первый птенец вылупляется раньше. Инкубационный период у разных видов составляет от одного до двух месяцев. Как следствие, родители отдают предпочтение старшему и более крупному птенцу, например, он регулярно получает больше пищи, чем тот, что вылупился позднее, в результате чего второй птенец в большинстве случаев вскоре погибает. Это так называемое сокращение выводка является развившимся в ходе эволюции приспособлением к ограниченным запасам пищи: скорая гибель второго птенца повышает шансы на выживание первого, поскольку нет необходимости делить ограниченные ресурсы на двоих птенцов. В то же время второе яйцо является для родителей своеобразной «страховкой» на случай ранней гибели первого птенца.

В то время как у большинства видов сокращение выводка происходит только при ограниченных запасах пищи, а хохлатые толстоклювые пингвины (E. pachyrhynchus) даже практически всегда выращивают обоих птенцов, для хохлатых пингвинов сокращение выводка является нормой. Примечательно, что второе яйцо этих пингвинов больше первого (процентное соотношение составляет 20 к 70), и именно из второго яйца вылупляется первый птенец.

[править] Выращивание птенцов

Выращивание птенцов разделяется на две фазы: В первые две-три — у императорских пингвинов даже шесть — недель птенец или птенцы находятся под постоянным наблюдением одного из родителей, в то время как другой уходит на поиски пищи. Когда птенцы подрастают, их отдают в «детский сад» — группы молодняка, и тогда уже оба родителя добывают корм одновременно. В зависимости от вида такие группы, также называемые яслями, могут состоять из нескольких животных из соседних гнёзд, как это происходит у антарктических или ослиных пингвинов, или же из нескольких тысяч особей, как у пингвинов Адели, субантарктических или императорских пингвинов.

Время кормления у разных видов разное: субантарктические пингвины кормят своё потомство ежедневно, пингвины Адели или антарктические пингвины — каждые два дня, императорские пингвины зачастую лишь раз в четыре дня или ещё реже. Однако птенцы последних за один раз получают больше корма. Количество пищи в большинстве случаев соответствует стадии развития птенцов, однако по отношению к массе тела оно всегда обильное: Даже птенцы маленьких видов пингвинов за один приём получают 500 г пищи; императорские пингвины дают своему потомству до одного килограмма рыбы за один раз. Птенцы королевских пингвинов через 12 месяцев могут быть даже тяжелее своих родителей.

Пингвины-родители видов, не проживающих в колониях постоянно, вскоре после линьки (хохлатые пингвины, к примеру, в течение недели) покидают колонию. В большинстве случаев родительская забота на этом заканчивается — случаи кормления птенцов в море неизвестны, кроме того, это вряд ли осуществимо. Птенцы субантарктических пингвинов, круглый год живущих вблизи колонии, возвращаются к родителям ещё на две или три недели и получают дополнительное питание; но после этого и они оказываются предоставленными самим себе.

[править] Средняя продолжительность жизни

Шансы пингвинов на выживание в течение первых 12 месяцев довольно низкие. Например, среди пингвинов Адели по истечении первого года в живых остаются приблизительно только половина всех птенцов. Решающим фактором, от которого в значительной степени зависят шансы на выживание, являются запасы жира, накопленного во время проживания в колонии, которые в свою очередь зависят от кормления, то есть от успехов родителей на охоте.

Шансы на выживание взрослых особей намного выше: у маленьких пингвинов Адели они составляют от 70 до 80, у больших императорских пингвинов даже более 90. Продолжительность жизни пингвинов составляет более 25 лет.

[править] Естественные враги

Поскольку пингвины гнездятся в основном на изолированных территориях, взрослые особи на суше практически не имеют естественных врагов; однако завезённые человеком млекопитающие, такие как собаки и кошки, представляют собой серьёзную опасность. Для самообороны пингвины используют клюв и плавники, являющиеся эффективным оружием. Но птенцы, оставшиеся без присмотра родителей, становятся лёгкой добычей для бурого поморника (Catharacta antarctica). Некоторые виды чаек используют любую возможность для того, чтобы украсть яйца пингвинов.

Морские леопарды (Hydrurga leptonyx), южные морские котики (Arctocephalus), австралийские (Neophoca cinerea) и новозеландские морские львы (Phocarctos hookeri), а также косатки (Orcinus orca) и акулы (Selachii) охотятся на пингвинов в море, в особенности вышеназванные виды тюленей часто патрулируют мелководье вблизи колоний, где пингвины не могут использовать своё преимущество — высокую маневренность. По оценкам учёных, в год таким образом погибает около 5 % всех пингвинов Адели.

Вероятно, в этом кроется причина необъяснимого на первый взгляд страха птиц перед водой, к которой они так прекрасно приспособлены. Перед тем, как войти в воду, пингвины приближаются к берегу небольшими группами и как будто медлят, поскольку, очевидно, никто не хочет быть первым, кто войдёт в море (эффект пингвина); зачастую эта процедура длится до получаса. Как только один из пингвинов наберётся храбрости и наконец прыгнет в воду, остальные следуют за ним.

[править] Угроза вымирания

Три вида — хохлатый пингвин (Eudyptes sclateri), великолепный пингвин (Megadyptes antipodes) и галапагосский пингвин (Spheniscus mendiculus) — в начале XXI века были признаны находящимися на грани вымирания, ещё семь видов находятся в опасности.

В прошлом разрушались целые колонии пингвинов: люди собирали яйца, употреблявшиеся в пищу, и убивали взрослых особей, чтобы растопить подкожный жир и добыть из него масло; сегодня пингвинов подстерегают другие опасности.

Среди них — потеря среды обитания, как в случае с великолепными пингвинами, численность которых находится под угрозой из-за расширения объёмов землепользования и вторжения человека в систему дюн Новой Зеландии. Одичавшие млекопитающие также представляют большую опасность, например, в случае с Галапагосскими пингвинами, чьи колонии, находящиеся на двух островах, были уничтожены одичавшими собаками. Помимо этого большую роль играет и изменение климата: популяции галапагосских пингвинов в 1980-е и 1990-е годы уменьшились из-за сокращения численности рыбы, причиной чего в свою очередь послужил феномен Эль-Ниньо, связанный с изменением климата.

Скалистые пингвины (Eudyptes chrysochome), магеллановы пингвины (Spheniscus magellanicus) или пингвины Гумбольдта (Spheniscus humboldti), охотясь на анчоусов и сардин в субантарктических водах, затрагивают интересы коммерческой рыбной ловли, частично специализирующейся на тех же видах. В то время как рыболовецкие организации предъявляют иски о потерях дохода, многие пингвины лишаются своей основной пищи. Однако предпринимаются меры по урегулированию этого конфликта с соблюдением интересов рыбаков.

Ослиные и магеллановы пингвины, чьи колонии находятся на Мысе Доброй Надежды в Южной Африке, или в Магеллановом проливе в Южной Америке, испытывают на себе негативное воздействие загрязнения воды нефтепродуктами, обусловленное пролегающими там судоходными путями, в частности, маршрутами танкеров. Пингвинов, испачканных нефтью, можно поймать, очистить и снова выпустить, однако этот процесс отнимает много времени и очень недёшев.

С другой стороны, интенсивная охота на усатых китов (Mysticeti) и вызванное этим увеличение криля привело к значительному увеличению популяции антарктических и королевских пингвинов; положение большинства антарктических видов в силу обособленности их среды обитания считается стабильным.

[править] Классификация

Гумбольдтов пингвин

Королевские пингвины

Семейство Пингвиновые (Spheniscidae) содержит 6 родов, 18 (19) видов:

• Род Императорские пингвины (Aptenodytes)
  • Императорский пингвин (Aptenodytes forsteri)
  • Королевский пингвин (Aptenodytes patagonicus)

• Род Хохлатые пингвины (Eudyptes)
  • Eudyptes chrysocome var container = document.getElementById('nativeroll_video_cont'); if (container) { var parent = container.parentElement; if (parent) { const wrapper = document.createElement('div'); wrapper.classList.add('js-teasers-wrapper'); parent.insertBefore(wrapper, container.nextSibling); } }