06.06.2011

Wärmetausch unter Pinguinen

Mit Hilfe koordinierter kollektiver Bewegungen bleiben eng zusammengerückte Pinguine mobil und verteilen so die Wärme.

  

Mit Hilfe koordinierter kollektiver Bewegungen bleiben eng zusammengerückte Pinguine mobil und verteilen so die Wärme.

Kaiserpinguinen gelingt es, bei extremen Temperaturen und orkanartigen Stürmen im antarktischen Winter zu überleben, indem sie sich in dicht gepackten Huddles zusammenschließen. Doch wie gelangen die Pinguine am Rand eines solchen Huddles in dessen Mitte, um sich aufzuwärmen? Physiker des Lehrstuhls für Physikalisch-Medizinische Technik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) fanden heraus, dass alle Pinguine innerhalb eines Huddles ihre Bewegungen genau koordinieren und sich in periodischen Wellen gemeinsam bewegen. So wird die Huddlestruktur ständig durchmischt und die Wärme verteilt.

Mehr als ein Jahr dauerte die Untersuchung des Huddling-Verhaltens von Kaiserpinguinen an der Neumayer-Antarktis-Station, Dronning Maud Land. Beim Huddling rücken die Tiere sehr dicht zusammen, um sich gegenseitig zu wärmen – bei Temperaturen von -50°C und Windgeschwindigkeiten von 180 km/h ist das überlebensnotwendig. Durch das enge Zusammenrücken entstehen im Inneren des Huddles Temperaturen von bis zu 37 °C.

Abb.: Links: Kaiserpinguine in einem ausgebildeten Huddle. Rechts: Um Bewegungsprofile der einzelnen Pinguine zu erhalten, wurden die hellen Seitenflecken am Kopf der Tiere mit einem Bildverarbeitungs-Algorithmus gefunden (rote Markierungen) und zeitlich verfolgt. (Bild: Daniel P. Zitterbart)

Um der Frage nachzugehen, wie die Tiere den Austausch innerhalb des Huddles organisieren, machten die Forscher im Sekundentakt Aufnahmen einer Pinguinkolonie. Mit Hilfe einer eigens zu diesem Zweck entwickelten Software ließ sich anschließend die genaue Position und Bewegungsbahn aller Pinguine in der Kolonie aus den Bildsequenzen extrahieren. Dabei wurde deutlich, dass die Pinguine ihre Position und damit die Struktur des Huddles ständig verändern, indem sie ihre Bewegungen genau koordinieren und sich in periodischen Wellen gemeinsam bewegen. Dadurch ist den Pinguinen am Rand die Möglichkeit zum Aufwärmen in der Mitte gegeben und Pinguinen in der Mitte des Huddles wird der Weg nach außen freigemacht.

FAU Erlangen-Nürnberg / MH

  

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