Wprowadzenie
Pingwin cesarski został zaobserwowany prawdopodobnie po raz pierwszy w 1820 r. na pływającym lodzie gdzieś na północ od Morza Rossa przez rosyjskiego odkrywcę Thaddeusa von Bellingshausena podczas jego rejsu dookoła kontynentu antarktycznego. Chociaż już wcześniej niemieccy przyrodnicy, ojciec i syn Johann Reinhold Forster i Johann Georg Adam Forster, opisali ptaka być może będącego pingwinem cesarskim - działo się to podczas drugiej wyprawy Cooka (1772-1775), gdy poszukiwał on (bezskutecznie) Terra Australis Incognita (nieznanego kontynentu południowego). Stąd też w nazwie gatunku Aptenodytes forsteri, zapisanej przez Graya w 1844 r., nazwisko Johannów ojca i syna.
Te niezwykłe ptaki mają kilka wyjątkowych cech, które odróżniają je od wszystkich innych pingwinów: (1) są największymi przedstawicielami tej grupy; (2) są jedynymi pingwinami o złotym upierzeniu piersi; (3) całe życie spędzają w morzu lub na lodzie morskim; (4) rozmnażają się i wysiadują jaja w środku zimy (pingwin grubodzioby z nowozelandzkiego Fiordlandu również tak robi, ale w znacznie mniej surowych warunkach termicznych); (5) jaja inkubują wyłącznie samce; (6) 120-dniowy post inkubującego samca jest najdłuższym u wszystkich pingwinów i być może wszystkich ptaków; (7) na najwyższych szerokościach geograficznych rozmnażanie i inkubacja odbywa się całkowicie w ciemności, bez gniazda, w warunkach surowej antarktycznej zimy; (8) nie są terytorialne, a samce przytulają się do siebie, aby przetrwać długą zimową noc; (9) kiedy maszerują w grupie, idą jedną kolumną; oraz (10) są to jedyne pingwiny, które kroczą ze skrzydłami przyciśniętymi do boków ciała, zamiast trzymać je rozłożone dla równowagi.
Chociaż w normalnej pozycji stojącej ich wysokość wynosi nieco poniżej metra, mogą wysunąć szyję o kolejne 10 centymetrów, aby spojrzeć ponad tłumem. Ich masywne stopy stanowią barierę termiczną pomiędzy ciepłym ciałem a lodem morskim, na którym stoją. Te niezwykłe stopy pełnią także wiele innych funkcji. Zaopatrzone w pazury, stanowią główny element napędowy podczas jazdy na brzuchu (technika określana jako "zjazd na sankach"), a podczas pływania w wodzie służą za hamulec i ster. Pełnią także rolę przenośnego "gniazda" dla jaja i pisklęcia podczas inkubacji[1] i wygrzewania młodego. Izolowane przez stopy od zagrażającego życiu intensywnego zimna lodu i chronione przed żywiołami przez pióra worka lęgowego rodzica, jajo lub pisklę utrzymywane jest w temperaturze około 38°C, podczas gdy temperatura powietrza i lodu w odległości zaledwie jednego do trzech centymetrów od niego może wynosić -50°C i mniej. Kiedy pingwiny kołyszą się na piętach, jedynym fragmentem skóry dotykającym lodu jest mała, gruba poduszka o średnicy około 2,5 cm, w której znajdują się komórki wypełnione powietrzem zapewniające izolację termiczną krwi krążącej w stopie.
Krótko mówiąc, pingwin cesarski jest doskonale przystosowany do swojego środowiska. I nic dziwnego: pingwiny istnieją od czasów, gdy w późnej kredzie oddzieliły się ewolucyjnie od nurów, a sam pingwin cesarski żyje na Ziemi od 2,5 miliona lat, nieco tylko krócej niż pingwin białooki (zwany też pingwinem Adeli; Pygoscelis adeliae). Fascynujące jest dla mnie to, że dwa najstarsze gatunki pingwinów są jednocześnie jedynymi, które rozmnażają się tak daleko na południu.
Oczywiście nawet pingwiny Adeli opuszczają Antarktydę, gdy nadchodzi zima. Samce pingwinów cesarskich pozostają na miejscu, wysiadując jaja w (dosłownie) mrożących krew w żyłach temperaturach, przy huraganowych wiatrach i w całkowitej ciemności - jednym słowem: w warunkach fizycznych najsurowszych z możliwych, jakich mogą doświadczać kręgowce. Nic więc dziwnego, że pierwszą kolonię lęgową tak dużego, pięknego i licznego gatunku odkryli dopiero w 1902 r. członkowie wyprawy badawczej Roberta Falcona Scotta (trwającej w latach 1901-1904 ekspedycji Discovery). Kolonia znajdowała się w rejonie Cape Crozier, po przeciwnej stronie wyspy[2] w stosunku do bazy Scotta nad Zatoką Winter Quarters.
Podczas kolejnej wyprawy Scotta (ekspedycji Terra Nova w latach 1910-1913) trzech członków jego załogi - Edward A. Wilson, Apsley Cherry-Garrard i Henry r. "Birdie" Bowers - przemierzyło w zimie trasę ze swojej bazy w Cape Evans (na zachodnim wybrzeżu na Wyspy Rossa) do Cape Crozier w celu zebrania jaj do badań z zakresu embriologii. Cherry-Garrard opisał tę podróż w książce The Worst Journey in the World (z ang. Najgorsza wyprawa świata)[3]. I rzeczywiście taka była: trzej mężczyźni stawili czoła ekstremalnym temperaturom, brakom w zaopatrzeniu i skrajnej niewygodzie - dosłownie balansując na krawędzi śmierci w warunkach, które pingwiny znoszą na co dzień.
Fakt, że pingwiny potrafią tak żyć, oraz pytanie, jak to robią, były przedmiotem wielu dociekań. Członkowie ekspedycji Discovery Scotta jako pierwsi zdali sobie sprawę, że ptaki te wysiadują jaja zimą, ale pierwsze badania naukowe nad tym zachowaniem przeprowadzono dopiero, gdy niejaki Bernard Stonehouse przeprowadził zimą 1948 i 1949 r. obserwacje na Dion Islands (nawiasem mówiąc: to najbardziej na północ wysunięta kolonia lęgowa pingwinów cesarskich). Jego śladem podążył francuski biolog Jean Prévost, który w 1952 r. rozpoczął badania nad tymi ptakami w kolonii w rejonie Pointe Géologie, zaledwie kilkaset metrów od miejsca, gdzie później miała powstać francuska stacja badawcza Dumont d'Urville.
Wyprawa Stonehouse'a była tą bardziej heroiczną ze wspomnianych dwóch wczesnych operacji i być może najbardziej fizycznie wymagającą z wszystkich eskapad badawczych w historii badań pingwinów. Stonehouse pierwotnie przebywał na Antarktydzie jako drugi pilot Brytyjskiej Służby Antarktycznej (BAS, z ang. British Antarctic Survey) na wyspie Stonington, ale katastrofa lotnicza i całkowite zniszczenie samolotu położyły temu kres. Po kilku dniach on sam i pierwszy pilot zostali zauważeni i uratowani przez samolot zwiadowczy z antarktycznej ekspedycji badawczej Ronnego (Ronne Antarctic Research Expedition, mającej miejsce w latach 1947-1948).
Po uratowaniu, Stonehouse i trzej towarzysze wybrali się w październiku psim zaprzęgiem z krótką wizytą na Dion Islands (usłyszałem o tym kilkadziesiąt lat później od żony Finna Ronnego, Edith). Wkrótce po dotarciu tam zostali zmuszeni do wycofania się do bazy na wyspie Stonington z powodu pogarszającego się stanu lodu morskiego. Jestem w stanie sobie wyobrazić, że niezręcznie mogłoby to wyglądać, gdyby Amerykanie musieli go ratować ponownie - zwłaszcza że pomiędzy wyprawami BAS i Ronnego trwała wtedy subtelna, niepisana rywalizacja. Ptaki go jednak intrygowały i postanowił je bliżej zbadać przy najbliższej okazji. Jedyną możliwością było wykonanie prac zimą, kiedy lód morski był stabilny. Tak więc w czerwcu wraz z dwoma towarzyszami Stonehouse ponownie pojechał psim zaprzęgiem do kolonii i pozostał tam do połowy sierpnia.
Tak właśnie można by zdefiniować hardcorową wyprawę polarną.
W czasach, kiedy Stonehouse prowadził obserwacje, znane były tylko dwie inne kolonie pingwinów cesarskich: jedna na Cape Crozier i druga na Haswell Island, odkryte przez członków australijsko-azjatyckiej ekspedycji antarktycznej Douglasa Mawsona z lat 1911-1914. Kolonię w Pointe Géologie odkryto w 1950 r., a do czasu, gdy Prévost opublikował swój opis zachowań rozrodczych pingwina cesarskiego w 1961 r. (przypadkowo w tym samym roku, w którym odbyła się moja pierwsza podróż na Antarktydę), odkryto osiem kolejnych kolonii, w tym jedną na Wyspie Coulmana na Morzu Rossa. (Dowiedziałem się o niej podczas mojej podróży w 1961 r., ale nigdy nie przypuszczałem, że pewnego dnia odwiedzę ją w trakcie moich badań.)
Praca Prévosta zapoczątkowała najdłuższy i najbardziej produktywny program badań nad ekologią, zachowaniami i fizjologią pingwinów cesarskich, ale zakończył się on nagle w 2008 r., kiedy rząd francuski nałożył ograniczenia na procedury wykonywane na badanych ptakach.
Oczywiście, od czasu, gdy Stonehouse i Prévost przeprowadzili swoje obserwacje, opublikowano wiele innych badań nad zachowaniem i fizjologią rozrodu pingwinów cesarskich. Sporo już wiemy o tym, co ich samce robią zimą. Ale co z resztą roku? Choć pomyślna inkubacja jaj ma kluczowe znaczenie dla przetrwania gatunku - to jego cykl życiowy się na niej nie kończy. Z moich badań wynika, że ramy życia tych pingwinów wyznaczają cztery najważniejsze migracje: te w czasie karmienia piskląt ("praca z dala od domu"), migracja po osiągnięciu dojrzałości, przed corocznym pierzeniem i zaraz po pierzeniu.
Książka, którą czytasz, opowiada o tych wyprawach, o niebezpieczeństwach, na jakie narażone są pingwiny cesarskie podczas każdej z nich, oraz o adaptacjach fizjologicznych, które pozwalają im nie tylko przetrwać, ale także rozwijać się w najsurowszym i fizjologicznie najbardziej wymagającym środowisku na Ziemi. To także opowieść o moim życiu, badaniach prowadzonych w celu poznania tych pingwinów, dążeniu do opisania biologii ich rocznego cyklu i spotykających mnie na tej drodze przygodach oraz o mojej współpracy z wieloma przyjaciółmi - w tym z moimi dwoma synami - z którymi miałem zaszczyt pracować na lodach Morza Rossa.
W kilku miejscach książki zaznaczyłem dostępność klipu wideo przedstawiającego zachowania opisane w tekście. Miejsca takie zaznaczone są widocznym obok symbolem. Filmy te możesz znaleźć i obejrzeć odwiedzając stronę internetową książki pod adresem https://press.uchicago.edu/sites/kooyman-mastro/index.html
Rozmnażanie
Pingwiny cesarskie zaczynają przybywać do swoich kolonii od około połowy marca do około połowy kwietnia. W Pointe Géologie, gdzie ich nadejście można obserwować ze stacji badawczej, największy napływ ma miejsce w okresie od 30 marca do 13 kwietnia. Pod koniec długiego marszu liczącego od 50 do 100 kilometrów po morskim lodzie ptaki tworzą długą, wąską kolumnę, każdy pingwin w jednakowej odległości od kolejnego. W koloniach Morza Rossa, gdzie prowadziłem nasze badania, nigdy nie miałem okazji obserwować momentu przybycia ptaków.
Po dotarciu na miejsce samce mogą ważyć nawet 45 kilogramów, przy średniej wadze 37 kilogramów. Samice osiągają wagę do 32 kilogramów, a ich średnia waga wynosi 28 kilogramów. Oznacza to, że dymorfizm płciowy u tego gatunku nie ma wiele (lub wręcz nic) wspólnego z dominacją samców. Nie obserwujemy u nich obrony terytorialnej ani pilnowania samic, chociaż te wciąż mogą dokonywać selekcji płciowej. Samiec potrzebuje dużych zapasów tłuszczu na długi zimowy post związany z inkubacją, samice mogą więc preferować silniejszych i większych samców. Przez następny miesiąc ptaki angażują się w szereg zachowań mających na celu stworzenie i wzmocnienie więzi partnerskich, których kulminacją są pierwsze kopulacje (miesiąc po przybyciu). Z danych uzyskanych od kilku zaobrączkowanych osobników wynika, że niewiele osobników łączy się w te same pary w następnym roku.
Składanie jaj rozpoczyna się mniej więcej w pierwszym tygodniu maja i trwa do pierwszego tygodnia czerwca - dokładny termin zależy od szerokości geograficznej kolonii. W ciągu dwudziestu czterech godzin samica przekazuje jajo samcowi i na następne dwa miesiące opuszcza kolonię w poszukiwaniu pożywienia. Samiec wysiaduje jajo przez całą zimę, aż do powrotu samicy na początku sierpnia (mniej więcej w momencie wyklucia się jaja), po czym sam wyrusza do morza na około trzy tygodnie, aby się najeść. Następnie obaj partnerzy na zmianę pielęgnują pisklę i żerują na morzu, a ich wyprawy po pokarm stają się coraz krótsze, aż do momentu osiągnięcia przez pisklęta dorosłości.
Ryc. P.1 to graficzne przedstawienie rocznego cyklu życia pingwina cesarskiego. Okresy występowania i czas ich trwania opierają się na moich szacunkach z Cape Washington. Będą się one nieco różnić w zależności od lokalizacji kolonii, zwłaszcza szerokości geograficznej, a także od pogody i stanu lodu morskiego w danym roku.
Ryc. P.1. Roczny cykl życiowy pingwina cesarskiego. F = "podloty" (strzałka wskazuje przybliżony czas trwania etapu); Pre-M = migracja przed pierzeniem; M = pierzenie; PM = migracja po pierzeniu; B = przybycie do kolonii i tworzenie par lęgowych; L = składanie jaj; Przerwa = krótki czas, przez jaki samica może opóźniać opuszczenie kolonii, wahając się, zanim odda jajo, i/lub czas, jaki upływa do chwili, gdy samiec rozpoczyna inkubację; I = inkubacja, głównie przez samca, obejmująca czas, w którym samica pozostaje w pobliżu przed wyruszeniem na żerowiska, a także resztę czasu do wyklucia; Wyprawa po złożeniu jaj = podróż samicy na żerowisko po opuszczeniu kolonii (ustalili to dopiero Australijczycy na Lodowcu Taylora i w Amanda Bay oraz prawdopodobnie Francuzi w Pointe Géologie); H = wylęg i przekazanie pisklęcia samicy; Br = opieka nad pisklęciem, samiec robi to przez krótki czas, dopóki samica nie wróci i nie przejmie zadania, następnie opieka odbywa się na przemian aż do października, a każda sesja ma różny czas trwania, w zależności od powodzenia każdego z rodziców na żerowisku; C = "żłobek" (pod koniec września pisklęta tworzą "żłobki" i trwa to do listopada). Zarówno w październiku, jak i listopadzie, w zależności od pogody, mają miejsce zarówno lęgi, jak i formowanie "żłobków".
Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki