Přizpůsobení

Přizpůsobení

Plavba

Tučňáci mohou trávit několik měsíců na moři, na břeh vylézají jen kvůli rozmnožování a línání. Tučňákům chocholatým z Fiordlandu občas vyrůstají na ocase sudokopytníci, což svědčí o tom, že jsou na moři dlouhou dobu.

Dřívější odhady rychlosti plavání vycházely z pozorování tučňáků plavajících podél pohybujících se lodí, což se ukázalo jako nespolehlivá metoda.

Tučňák hrbí hlavu do ramen, aby si při plavání udržel oblý tvar a snížil odpor vzduchu. Nohy má přitisknuté k tělu proti ocasu, což mu pomáhá při řízení.

Křídla tučňáka jsou ploutve podobné pádlům a slouží k plavání. Pohyb ploutví připomíná pohyby křídel létajících ptáků, což tučňákům dodává zdání, že letí vodou. Křídla a prsní svaly jsou dobře vyvinuté, aby tučňáky poháněly vodou – prostředím mnohem hustším než vzduch.

Mít pevné, husté kosti pomáhá tučňákům překonávat vztlak.

Nejenže „létají“ pod vodou, tito tučňáci Adélie vypadají, že „vylétají“ z vody snadným skokem 1,8 m do vzduchu. Toto chování je běžně k vidění, když tučňáci vystoupí na břeh na nerovném nebo vysokém terénu, jako jsou ledové kry a skalnaté pobřeží.

Přestože je pro tučňáky energeticky úspornější plavat pod vodou než na vodní hladině, musí se vynořit, aby se nadechli. Mnoho druhů tučňáků sviňuchovitých skáče do vody a z vody, podobně jako delfíni nebo sviňuchy.

• Při sviňuchách mohou tučňáci pokračovat v dýchání, aniž by přerušili pohyb vpřed. Udržují stálou rychlost 7 až 10 km/h a dýchají zhruba jednou za minutu.
• Porpování také může zmást podvodní predátory.
• Ne všechny druhy se takto chovají. Není známo, že by tučňák císařský porýsoval, a toto chování je vzácně pozorováno u tučňáka královského.

Potápění

Většina kořisti tučňáků obývá horní vrstvy vody, takže tučňáci se obvykle nepotápějí do velkých hloubek nebo na delší dobu.

Většina druhů zůstává ponořena méně než minutu.

• Hloubka ponoru tučňáků makaronů se obvykle pohybuje mezi 20 a 80 m (66 až 262 stop).) přes den a v noci jsou obvykle menší než 20 m.
• Tučňáci gentoo mohou dosáhnout maximální hloubky ponoru 200 m, ačkoli se obvykle potápějí do hloubky 20 až 100 m.
• U tučňáků adélie byl zaznamenán pobyt pod vodou po dobu téměř šesti minut, ačkoli většina ponorů je mnohem kratší. Byly zaznamenány ponory až do hloubky 170 m (558 stop), ačkoli většina ponorů je do hloubky menší než 50 m (164 stop).

• Chinaski mohou dosáhnout hloubky 121 m (397 stop).), ale většina ponorů je kratší než 50 m (164 stop). ponory trvají od 30 sekund do 3 minut.
• Většina ponorů tučňáků královských trvá méně než čtyři až šest minut, i když byly zdokumentovány ponory trvající až osm minut. Maximální zaznamenaná hloubka ponoru tučňáka královského byla 343 m.
• Tučňáci královští loví rychlé středomořské olihně a ryby, a proto mají tendenci potápět se hlouběji a zůstávat pod vodou déle než ostatní tučňáci. Nejhlubší zaznamenaný ponor tučňáka císařského byl 565 m. Nejdelší zaznamenaný ponor tučňáka císařského byl 27,6 minuty. Obě tato měření jsou považována za extrémní; většina ponorů se pohybuje ve vzdálenosti 21 až 40 m od hladiny a trvá 2 až 8 minut.

Penguini loví kořist hlavně v pelagických vodách (na otevřeném oceánu), nicméně kusé důkazy (např. analýza obsahu žaludku) naznačují, že se tučňáci gentoo, žlutoocasí a císařští potápějí a živí i na úrovni dna oceánu. Podrobná studie potápění tučňáků jižních hnízdících/krmících se u pobřežních vod souostroví Kerguelen však naznačuje, že bentické krmení je důležitou součástí jejich potravy.

• Skupina 16 samic tučňáků jižních byla vybavena časovými hloubkovými záznamníky (TDR). Kromě provádění tradičních pelagických ponorů za potravou se tito ptáci také pravidelně potápěli do velmi stálých hloubek, což naznačuje, že lovili i na dně oceánu.
• Čím větší množství bentických ponorů bylo u tučňáka zaznamenáno, tím větší byl obsah žaludku vracejícího se ptáka. To naznačovalo, že bentické ponory byly pravděpodobně zaměřeny na vysokou koncentraci korýšů odpočívajících během dne na mořském dně. Pelagické ponory trvaly v průměru 53 sekund oproti 66 sekundám u bentických ponorů.
• Toto chování se pravděpodobně jen zřídka opakuje jinde, protože na rozdíl od většiny známých oblastí hnízdění tučňáků se Kerguelenské souostroví vyznačuje přítomností mělkého oceánského šelfu, kde se tučňáci mohou krmit.

Synchronizované potápění bylo pozorováno u tučňáků severních skalních a tučňáků Adélie. Toto chování je málo známé a je pozorováno pouze na vodní hladině, ačkoli jedinci byli vybaveni záznamníky času/hloubky, takže v rámci těchto studií byla zaznamenána a analyzována další data pod vodou.

• Jediný pár samic tučňáka skalního severního pozorovaný v jedné studii vykazoval identické ponory na hladinu a do hloubky stokrát za sebou během sedmi hodin. Je známo, že jejich kořist z rodu Euphausiid (Thysanoessa gregaria a Nematoscelis megalops) tvoří soustředěná, hustá hejna, což naznačuje, že synchronizované úsilí skákavek bylo pravděpodobně kooperativní snahou o zvýšení efektivity hledání potravy.
• V jiné studii byly pozorovány tři páry a jedna trojice Adélies, které se společně potápěly na hladině.
  • Na hladině se každá malá skupina potápěla synchronně společně, avšak doba trvání a hloubka potápění pod vodou se lišily. Předpokládá se proto, že ve srovnání s dříve naznačenými zjištěními ve studii o skalárech severních nedocházelo pod vodou ke kooperativnímu shánění potravy.
  • První Adélie, která se vynořila, počkala, až se její partner(ka) vrátí na hladinu, a teprve poté chování zopakovala. Každá skupina se společně ponořila 34 až 60krát během doby trvající 1,7 až 4,5 hodiny.
  • Krilová kořist v této konkrétní oblasti, E. superba a E. crystallorophias, obecně tvoří méně hustá hejna a rozprostírá se v širším hloubkovém rozsahu než kril lovený ve studii severní skákavky. To může pomoci vysvětlit rozdíly v chování při potápění mezi oběma studiemi.
  • Je známo, že v této oblasti se adéliemi živí tuleni leopardí a Weddellovi. Předpokládá se proto, že synchronní potápění do vody na hladině je chování, které slouží ke snížení pravděpodobnosti predace.
  • V roce 2006 byla pozorována unikátní krmná akce malých skupin tučňáků gentoo. Velké hejno tučňáků gentoo, které se živilo hejnem krilů, se rozdělilo asi na 25 skupin, z nichž každou tvořilo 12 až 100 ptáků. Každá samostatná skupina se potápěla společně, nezávisle na ostatních skupinách. Po jedné až dvou minutách pod vodou se jednotliví členové skupiny vynořovali. Když se všichni členové určité skupiny vynořili, spojili se těsně k sobě a chování opakovali. Během tohoto krmení se tučňáci nemíchali ani neinteragovali s ostatními mimo svou konkrétní skupinu.

Během hlubokého ponoru se zpomaluje srdeční frekvence tučňáků.

• Srdeční frekvence tučňáků královských klesá ze 126 tepů za minutu (tepů/min) při odpočinku na hladině mezi ponory na přibližně 87 tepů/min.
• Srdeční frekvence potápějícího se tučňáka císařského je obvykle asi o 15 % nižší než jeho klidová srdeční frekvence, která činí v průměru asi 72 tepů/min. Během jednoho hlubokého, 18 minut dlouhého ponoru se tepová frekvence tučňáka císařského postupně zpomalovala až na 3 tepové frekvence za minutu, přičemž po dobu 5 minut byla tepová frekvence 6 tepů za minutu. Během intervalů na hladině mezi velmi hlubokými a dlouhými ponory se však srdeční frekvence tučňáka císařského může zvýšit až na 256 tepů za minutu, což pravděpodobně napomáhá vylučování oxidu uhličitého a doplňování a obnovování zásob kyslíku v tkáních tučňáka.

Při experimentálním potápění tučňáci vykazují snížený periferní průtok krve.

Teplota periferních oblastí tučňáka (končetin a kůže) během ponoru klesá, zatímco teplota jádra (srdce, hlubokých žil a prsního svalu) se udržuje na normální teplotě.

Dýchání

Při plavání se tučňáci na hladině rychle nadechují a vydechují. Těsně před ponořením se tučňáci nadechnou a pak se potopí na nádech vzduchu.

Na rozdíl od potápějících se mořských savců se tučňáci těsně před ponořením mírně nadechují.

• Tím se zvyšují zásoby kyslíku, ale tučňáci mají při mělkém ponoru pozitivnější vztlak a při hlubším ponoru se zvyšuje riziko dekompresní nemoci.
• Studie na tučňácích Adélie a tučňácích královských ukázala, že tučňáci mohou před ponorem regulovat příjem vzduchu, během počátečního klesání energicky mávat ploutvemi, aby překonali pozitivní vztlak, a poté pasivně vystoupit z ponoru pomocí zvětšujícího se objemu vzduchu v těle, aby ušetřili energii.
• Vědci se domnívají, že hlouběji potápějící se tučňáci, tučňák královský a tučňák císařský, přijímají před ponořením méně vzduchu, zatímco ostatní druhy se potápějí kratší dobu a mělce a před ponořením přijímají více vzduchu.

Vylučování soli

Tučňáci mají pod očima žlázy, které pomáhají zbavovat tělo přebytečné soli. Vylučovaná sůl a tekutina se často shromažďují v podobě kapiček na zobáku a jsou setřásány. Tyto žlázy jsou tak účinné, že tučňáci mohou pít mořskou vodu bez špatných účinků.

Spánek

Tučňák obvykle spí s koutkem zastrčeným za ploutví, což podle některých vědců u tučňáků neslouží žádnému známému účelu, ale je to pozůstatek příbuznosti předků s létavými ptáky. Jiní vědci se domnívají, že toto chování může snižovat množství tepla, které se ztrácí obličejem, zejména nozdrami.

Aby tučňáci ušetřili energii během půstu, mohou prodloužit dobu, kterou stráví spánkem.

Během antarktické zimy, kdy doba tmy může trvat více než 20 hodin, mohou tučňáci císařští, kteří inkubují vejce, prospat většinu 24hodinového období.

Penguini žijící v nejchladnějších oblastech mají delší peří a silnější tělesný tuk než ti, kteří žijí v teplejších oblastech.

Termoregulace

Vnitřní teplota tučňáků se pohybuje v rozmezí 37,8-38,9 °C.

Překrývající se peří vytváří povrch téměř neprostupný pro vítr nebo vodu. Peří zajišťuje nepromokavost, která je pro tučňáky rozhodující pro přežití ve vodě, která může mít v Antarktidě teplotu až -2,2 °C (28°F). Chomáčky prachového peří na násadách peří zachycují vzduch. Tato vrstva vzduchu poskytuje tučňákům 80 až 84 % tepelné izolace. Vrstva zachyceného vzduchu se při potápění stlačuje a po delším potápění se může rozptýlit. Tučňáci si předpírkou upravují peří.

Pro úsporu tepla mohou tučňáci přitisknout ploutve k tělu. Mohou se také třást, aby si vytvořili další teplo.

Dobře ohraničená vrstva tuku zlepšuje izolaci ve studené vodě, ale pravděpodobně nestačí k tomu, aby udržela stabilní tělesnou teplotu v moři po dlouhou dobu. Tučňáci musí zůstat ve vodě aktivní, aby vytvářeli tělesné teplo.

Druhy žijící v chladnějším podnebí mají obvykle delší peří a silnější tukovou vrstvu než druhy žijící v teplejším podnebí. Tučňák císařský si může před obdobím rozmnožování vytvořit 3 cm silnou tukovou vrstvu.

Tučňáci se zahřívají tím, že se otočí tmavě zbarvenými zády ke slunci.

Jednou z metod, kterou tučňáci používají k uchování tělesného tepla, je choulení.

Tmavé opeření hřbetní plochy tučňáků pohlcuje teplo ze Slunce, což zvyšuje tělesnou teplotu.

Na souši tučňáci královští a císařští naklánějí nohy a celou svou vahou spočívají na patách a ocase, čímž snižují kontakt s ledovým povrchem.

Při bouřkách se tučňáci císařští choulí k sobě, aby se uchovali. Uprostřed antarktické zimy se při inkubaci vajec shlukne až 6 000 samců. Tučňáci na hranicích shluku se neustále přesouvají do chráněnějšího vnitrozemí, což každému tučňákovi ve shluku poskytuje stejný přístup k teplu a výhody plynoucí ze shlukování.

Tučňáci císařští jsou schopni zpětně zachytit 80 % tepla unikajícího v dechu díky složitému systému výměny tepla v nosních dutinách.

Na souši může být někdy problémem přehřátí.

• Tučňáci mohou přehřátí předcházet přesunem do stinných míst a dýcháním.
• Tučňáci si mohou čechrat peří, aby rozrušili izolační vrstvu vzduchu vedle kůže a uvolnili teplo.
• Pokud je tučňákovi příliš teplo, drží ploutve od těla, takže oba povrchy ploutví jsou vystaveny vzduchu a uvolňují teplo.
• Temperátním druhům, jako jsou tučňáci Humboldtovi a afričtí, chybí peří na nohou a na obličeji mají holé skvrny. Přebytečné teplo se může odvádět těmito neopeřenými místy.

Peněženky žijící v teplejším podnebí – například druh magellanský – mají holé skvrny na kůži kolem zobáku a očí, které pomáhají uvolňovat přebytečné tělesné teplo.

Peněženky žijící v chladném podnebí – například druh adélie – mají peří pokrývající většinu zobáku, které pomáhá šetřit tělesné teplo.

Tělesný oběhový systém tučňáků se přizpůsobuje tak, aby šetřil nebo uvolňoval tělesné teplo a udržoval tak tělesnou teplotu.

• Pro zachování tepla předává krev proudící do ploutví a nohou své teplo krvi vracející se do srdce. Tato protiproudá výměna tepla pomáhá zajistit, aby teplo zůstalo v těle.
• Pokud se tělo příliš zahřeje, cévy v kůži se rozšíří, čímž se teplo z nitra těla dostane na povrch, kde je odvedeno.

.