我就是那个更喜欢无冰的憨憨企鹅

本文来自微信公众号：原理（ID：principia1687），作者：北极熊之友Takeko，头图来自unsplash

一

还记得《马达加斯加》中4只配合无间的企鹅吗？它们的原型是南极一种非常常见的水鸟——阿德利企鹅（Pygoscelis adeliae）。在南极大陆边缘以及周边的岛屿上，阿德利企鹅就是这里的“主人”。

 马达加斯加的企鹅Skipper、Kowalski、Rico和Private。| 图片来源：《马达加斯加》

近几十年来，随着全球气候的变化，南极地区的海冰范围也呈现出明显的年际波动。极地科学家早就发现，作为一种依赖海冰的水鸟，阿德利企鹅对海冰的变化非常敏感，但海冰带来的影响似乎又不是单向的。

对南极大陆地区的阿德利企鹅来说，在海冰稀疏的年份，它们的数量往往会增加，而在那些海冰生长最快的年份中，种群反而会经历大规模的繁殖失败。相比之下，海洋地区的种群数量，也就是在延伸出去的南极半岛以及邻近岛屿（包括南奥克尼岛和南桑威奇群岛）的企鹅，则受到海冰范围缩小的负面影响。

这些不一致的结果意味着，海冰通过多种机制，对阿德利企鹅的生存和繁殖既会产生积极的影响，也会产生消极的影响。比如，大范围的海冰可能会限制企鹅进入水中，从而限制觅食活动，但冬季大面积的海冰又被认为会增加磷虾的数量，而磷虾就是阿德利企鹅的主要猎物。

以往一些涉及企鹅种群数量增长与海冰之间关系的研究，只是建立起了相关性，而没有找到其背后的因果关系。一些科研人员相信，缺失的关键信息在于觅食行为，觅食行为可以将变化的环境与海鸟繁殖的成功直接联系起来。

现在，这片丢失的拼图终于被找到了。日本国家极地研究所的研究人员惊讶地发现，大陆地区的阿德利企鹅似乎更“喜欢”海冰减少的条件。无冰的环境可以提高企鹅觅食的效率和繁殖的成功率。

二

为了“全方位监视”企鹅的觅食行为，研究人员利用GPS设备、加速度计和摄像机，对175只企鹅进行了电子标记，他们跟踪了企鹅在不同海冰条件下外出的情况，并对企鹅行走、游泳和休息的行为进行分类，估计它们在潜水期间捕获的猎物数量。

 背上装有摄像机，头上戴有加速度计的阿德利企鹅。| 图片来源：Yuuki Watanabe, National Institute of Polar Research

研究跟踪企鹅跨越了4个不同的繁殖季节。在2011年前后，海冰覆盖面积广泛，但在2016-2017年，罕见的无冰繁殖季节出现了。企鹅所在的海湾中大量海冰破裂，随洋流漂走，这为科学家提供了一个理想的自然实验场景。

 图(A)(B)分别是海冰覆盖与无海冰覆盖的海湾景象。图(C)2012年1月海冰覆盖的条件下，阿德利企鹅的典型活动轨迹，企鹅主要依赖步行。图(D)为2017年1月无冰条件下企鹅的典型活动轨迹，企鹅主要通过游泳出行。图(E-H)是4个繁殖季中GPS记录下的企鹅活动路线。黄色圆圈代表栖息地。| 图片来源：[3]

在无冰的环境中，企鹅更多是通过游泳而不是步行四处游荡。对企鹅来说，游泳可能比走路快4倍。它们在水中非常轻盈流畅，动作一气呵成，但在陆地上它们却是摇摇晃晃、相当缓慢的徒步者。在海冰较多的季节，企鹅必须走（有时是滑行）很长一段路，才能找到冰面上的裂缝，进入捕食的水域，有时会它们会在途中休息很长时间。

 图片来源：Giphy

但是当海冰减少时，企鹅可以在任何地方更自由地潜水，可能在它们的巢穴旁就会进入水中。这样，它们可以更有效地利用时间和精力，并且扩大觅食范围。与海冰覆盖的季节相比，企鹅每次出行所消耗的能量平均要降低15%到33%，而节省下来的能量就可以用于生长和繁殖。

最重要的是，这可能会减少与其他企鹅争夺猎物的竞争，让它们能捕到更多磷虾。这种较高的觅食成功率可以让成年的雄性和雌性的体重增加，同时使幼崽生长得更快。同时，海冰的减少也意味着，有更多阳光能进入水中，导致浮游生物大量繁殖，磷虾赖以生存的资源也更为丰富。

 从企鹅胃中取样的磷虾。研究人员分别在2017年1月和2011年1月从一只企鹅的胃中取样到了南极磷虾（Euphausia superba，左）和晶磷虾（Euphausia crystallorophias，右）。在无冰季节，企鹅捕食到的磷虾更大。| 图片来源：Yuuki Watanabe, National Institute of Polar Research

三

近几十年来，就整体趋势而言，尽管北极海冰的范围显著缩小，但南极的海冰范围反而有所增加。然而，随着气候继续变化，这种情况预计不会持续太久。根据气候模型的预测，在本世纪接下来的时间里，南极的海冰有可能会迅速减少。

尽管这项研究看起来，大陆地区的阿德利企鹅似乎会成为全球变暖的罕见“赢家”，但值得注意的是，根据先前的研究，更温暖的海洋地区的阿德利企鹅种群（约占物种数量的30%）在海冰减少时的处境却变得更加不利。

研究人员猜想，对海洋地区的企鹅种群而言，还有其他的潜在因素可能发挥着作用，比如可获得的猎物数量，或者企鹅的某些行为的能量消耗。举个例子，如果海冰太少，企鹅可能无法在离岸时在冰上休息，那么它们就需要额外的消耗来调节温度。

接下来，研究人员也希望对这些海洋地区的企鹅种群进行研究，从而获得故事的全貌，进一步了解海冰和环境的变化对这些标志性的“极地居民”的影响。

 图片来源：Giphy

参考来源：

[1]https://phys.org/news/2020-06-antarctic-penguins-happier-sea-ice.html

[2]https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-06/aaft-pef062220.php

[3]https://advances.sciencemag.org/content/6/26/eaba4828

本文来自微信公众号：原理（ID：principia1687），作者：北极熊之友Takeko