Biologische Anpassungen von Pinguinen, um in der Antarktis überleben zu können

Welche biologischen Pinguin-Anpassungen? Es ist kein einfaches Unterfangen, in einem der kältesten, unwirtlichsten Klimata der Erde überleben zu wollen. Wie gelingt es den sechs Pinguinarten, die in der Antarktis beheimatet sind, diesen harschen, lebensfeindlichen Bedingungen zu widerstehen?

Diese Frage lässt sich nicht so einfach beantworten, da sich die unterschiedlichen Pinguinarten auf vielfache Weise an die Umgebungsbedingungen dieses abgelegenen, feindseligen Kontinents angepasst haben.

Pinguin-Anpassungen: Gefieder

Wie bei allen Vögeln sind auch die Körper von Pinguinen mit Federn bedeckt. Ihr Gefieder unterscheidet sich jedoch in einigen Aspekten vom Gefieder anderer Arten.

Pinguine besitzen mehr Gene, die für Beta-Keratin codieren, als andere Vögel auf der Erde: Ihre Federn sind kurz, fest und dichtgepackt, da sie aus langkettigen Faserproteinen bestehen. Diese Federn bilden nicht nur einen effektiven Kälteschutz im antarktischen Winter, wenn die Temperaturen unter -30 ºC fallen, sondern hält die Tiere auch im Wasser warm und trocken, insbesondere beim Tauchen durch Gewässer, die bis zu -2,2 °C kalt werden können.

Es ist jedoch ein weitverbreiteter Irrtum, dass Pinguinen dank ihrer dichten Federn warm bleibt. Stattdessen ist die Kombination unterschiedlicher Federtypen dafür verantwortlich, dass diese Wasservögel so effektiv vor der Eiseskälte geschützt sind.

So verfügen Pinguine über eine Reihe durch Anpassungen entstandener, spezifischer Federarten. Dazu gehören die Kielfedern ähnliche Konturenfedern, die ihre Körper bedecken, sowie zwei Arten von Isolationsfedern: Dunen oder Daunen (die daunigen Unterfedern, die direkt aus der Haut kommen) und Afterfedern (flaumige Federn, die mit den Hauptfedern vereint sind).

Diese Federn bilden zusammen ein komplexes, sich überlagerndes Isolierungsnetzwerk – dieses schuppenähnlich angeordnete Gefieder gehört bei Pinguinen zu den wichtigsten Anpassungen an die harschen Umgebungsbedingungen der Antarktis.

Die Pinguinfedern sind so angepasst, dass sie Luft speichern können, was gleich zweifach Sinn macht: Pinguine können diese Luft abgeben, wenn sie sich unter Wasser befinden, um ihren Wasserwiderstand zu minimieren und schneller, stromlinienförmiger zu schwimmen. Dadurch können sie auch das Wasser gezielter vom Körper ableiten, wenn sie ans Land zurückgekehrt sind.

Pinguin-Anpassungen: Haut

Die Haut der Pinguine ist ein anderes Beispiel dafür, wie sich diese Vögel an das kalte Klima der Antarktis angepasst haben. Es wurde nachgewiesen, dass Pinguine das DSG1-Gen tragen, welches bei Menschen mit sehr dicker Haut an Handflächen und Füßen in Verbindung steht. Aus diesem Grunde haben Pinguine viel dickere Haut als andere Vögel entwickelt, so dass sie eiskalten Temperaturen standhalten können.

Wie alle Meerestiere, die auf der Antarktis leben, haben sie eine Fettgewebeschicht unter ihrer Haut, die als Kälteschutz dient.

Pinguin-Anpassungen: Füße

Vielleicht haben Sie sich schon mal gefragt, warum die Füße von Pinguinen trotz ihres ständigen Kontakts mit Eis und Schnee nicht einfrieren. Der körperliche Mechanismus, der dahinter steckt, zeigt eine weitere biologische Anpassung bei den Pinguinen auf, um in der Antarktis überleben zu können.

Zum einen können die Körper von Pinguinen die Menge an Blut steuern, die zu ihren Füßen fließt, indem sie den Durchmesser ihrer Arteriengefäße vergrößern und verkleinern. Bei kaltem Wetter wird der Durchmesser reduziert und bei warmen Wetter erhöht.

Zum anderen besitzen sie „Gegenstromwärmetauscher“ auf der Oberseite ihrer Beine. Die Arterien, die zu den Füßen fließen, enthalten warmes Blut. Da sich die Arterien in kleiner Gefäße verästeln, verlaufen sie in der Nähe der venösen Gefäße, die kaltes Blut von den Füßen zurückbringen. Dadurch bewegt sich die Wärme zwischen den beiden Füßen und wird verhindert, dass die Flüsse der Pinguine kälter als 1 °C werden.

Anpassungen von Kaiserpinguinen

Als die einzigen Tiere, die im antarktischen Winter brüten, wurden Kaiserpinguin dazu gezwungen, sich an noch extremere Lebens- und Klimabedingungen als andere Pinguinarten anzupassen. Die wohl wichtigste biologische Anpassung von Pinguinen ist, dass sie nur wenige Extremitäten wie sehr kleine Flossen und Schnäbel haben, wodurch weniger Wärme verloren geht, wenn das Blut mit der kalten Luft in Kontakt kommt.

Zu den wohl bekanntesten Anpassungen bei Pinguinen im sozialen Bereich gehört der Zusammenschluss in dicht gepackte Gruppen, so genannten „Huddles“, um sich so vor der Kälte zu schützen. Diese Huddles befinden sich dabei in ständiger Bewegung, da die Tiere am Rande der Gruppe nicht denselben Windschutz erhalten wie die Pinguine im Inneren.

Aufgrund dieses Verhaltens gelingt es Kaiserpinguinen, Wärmeverlust bis zu unglaublichen 50 % vorzubeugen und auszugleichen.