I pinguini devono immergersi sott'acqua per prendere il loro cibo nell'oceano. Tuttavia, i pinguini hanno bisogno di ossigeno per respirare sott'acqua. Per la maggior parte delle specie di pinguini, l'immersione subacquea media dura 6 minuti, poiché la maggior parte della loro preda risiede nei livelli dell'acqua superiori. Tuttavia, il Pinguino Imperatore si nutre di calamari, pesci o krill che vivono sott'acqua, quindi questa specie di pinguino può trattenere il respiro per 20 minuti. I pinguini imperatori sono anche noti per immergersi fino a 1800 piedi per trovare la loro preda. Un'altra specie, la Gentoo, è nota per immergersi fino a 500 piedi. A differenza delle foche, i pinguini sono relativamente piccoli, quindi i loro polmoni possono contenere solo così tanto ossigeno. Inoltre, la compressione sott'acqua influenza i polmoni e le sacche d'aria dei pinguini. Queste vie aeree cruciali possono fornire solo 1/3 dell'ossigeno necessario per ogni immersione.
Adattamenti per utilizzare efficacemente l'ossigeno
La ricerca condotta sui pinguini selvaggi in Antartide mostra alcuni sorprendenti adattamenti nel sangue del pinguino e tessuti muscolari per aumentare l'ossigeno durante un'immersione subacquea. Questi pinguini sono stati dotati di speciali sensori per monitorare il loro livello d'aria. A differenza degli umani, l'emoglobina ultra-sensibile presente nei globuli rossi dei pinguini consente ai pinguini di utilizzare efficacemente ogni ultima molecola di ossigeno nel loro sistema per le immersioni. Il sangue viene inviato principalmente al cuore, al cervello e ad altri organi principali. L'emoglobina pinguina è così efficace che i pinguini possono continuare a immergersi quando altri animali subiscono gravi danni ai tessuti. Inoltre, i tessuti muscolari del pinguino aiutano anche a respirare efficacemente sott'acqua. I tessuti muscolari di un pinguino possono anche immagazzinare ulteriore ossigeno usando grandi quantità di mioglobina della proteina del sangue. Inoltre, uno speciale enzima consente ai muscoli del pinguino di funzionare senza la presenza di ossigeno neutralizzando l'accumulo di acido lattico. Quando i pinguini raggiungono la superficie e ritornano alla respirazione normale, possono quindi espellere questo accumulo di acido lattico. Per risparmiare ulteriormente sul consumo di ossigeno, i pinguini possono abbassare la frequenza cardiaca a cinque battiti al minuto. Usando meno energia, questi uccelli sono in grado di prolungare il loro tempo immergendosi sott'acqua.
Nuoto e respirazione vicino alla superficie dell'acqua
I pinguini nuotano in modo più efficiente in acque più profonde, ma a volte può essere necessario nuotare sulla superficie dell'acqua. Alcune specie di pinguini usano una tecnica di respirazione e nuoto chiamata focena, che prende il nome da focene e delfini. Gli uccelli si alzano per aria, quindi inspirano ed espirano rapidamente. Quindi iniziano a respirare senza interrompere il loro movimento in avanti. Salta dentro e fuori dall'acqua. I pinguini possono mantenere una velocità di fino a 6 mph mentre porpoising. Tuttavia, questa tecnica di porpoising non è solitamente vista nei pinguini del re o dell'imperatore.
