南极企鹅的陆上生活
过水陆两栖生活
全世界共有18种企鹅,大都产在南极或接近南极的区域内,所以一谈到企鹅,人们往往就会联想到南极。企鹅几乎成了南极的象征。
企鹅属于水栖鸟类,其生命大部分时间是在海洋中度过的,它们必须依赖于海洋作为其唯一食物库来维持生计。企鹅具有一系列适应水生环境的特征:一是流线型的躯体,在游泳或潜水时可以大大减少阻力;二是翅膀已失去飞行能力,演变成桨状的鳍形肢,在水中用来划行推进身体;三是在水里游泳、潜水时,一双腿起舵的作用,用来平衡躯体和掌握前进方向;四是鳞片状的特殊羽毛互相紧锁,能够防止体内热量散发,保持体温,适应于冰冷的南极水域生活。
尽管企鹅属于水栖鸟类,但是仍保留着对陆地的依恋性,与海兽中的鳍脚动物(如海豹)相似,必须到陆地上产蛋孵化。例如,每年10月末至11月初,大约有60000只南极企鹅游至罗斯岛,爬到岸上开始营巢产蛋,孵出幼鸟。因此企鹅的生活史具有水、陆双重性的特征。
企鹅一到陆地上,它们会表现出令人难忘的特殊形象。两只脚的位置很靠近,站立时成直立姿势,黑色的头、颈、背和白色的胸腹部搭配起来,宛如穿燕尾服的英国绅士或大指挥家。它们走起路来摇头晃脑,摆来摆去,笨拙而可笑。它们在陆地上摇来摆去走得很慢,可一遇危险,它们会立即卧倒在冰上,用脚撑地迅速向前滑行,使人类和敌害望尘莫及。
艰难的繁殖阶段
南极企鹅在登陆繁殖阶段内,包括禁食和觅食这两个必不可少的交替过程。
在历时12天的求爱期间,雌、雄企鹅共同禁食。这时,雄性企鹅们络绎不绝地返回它们过去用石头围成的巢穴,而雌性企鹅则在这些巢穴中挑选配偶。一般来说,雌性企鹅只愿意和原配“丈夫”再次交配,因此,大约有四分之一的雄性企鹅因受到“冷落”而在这个季节里不幸死亡。由于南极企鹅的繁殖期受到时间限制,因此,有些雌性企鹅等不到“老相识”的及时返回,便只能和“新相识”匆匆交配了。
雌、雄企鹅的交配颇为频繁。雌性企鹅在交配末期,一般能产下2个蛋,但也不排除年轻企鹅妈妈产一个蛋的可能性。由于雌性企鹅体内的能量库在产蛋和禁食过程中已被耗竭,因此它们就暂时小别巢穴,游向大海去寻觅食物。在这期间,受精蛋的孵化任务则由雄性企鹅承担,通常,雌性企鹅禁食后的第一次觅食旅行前后持续大约两个星期,由此决定了雄性企鹅的禁食时间需要长达1个月左右。当雌性企鹅返回巢穴之后,雄性企鹅便可如释重负,它们在雌性企鹅开始第二次觅食之前同样地小别巢穴大约两个星期,去大海中吃虾吃鱼。如果时间允许的话,雌性企鹅在小企鹅孵化出之前,还会进行历时1~7天的第三次觅食旅行。经过大约34天左右的孵化期后,小企鹅就破壳而出了。此后,雌、雄企鹅必须每天把食物从海洋带回巢穴,供小企鹅生长发育,因此它们的觅食旅程随之缩短,很少超过1天。
小企鹅的抚养
据海洋生物学家实地考察,抚养小企鹅有两种情况:
一种是小企鹅出生以后,雌、雄企鹅分工抚养。一方守护巢穴,以免小企鹅受到寒潮和贼鸥的袭击;另一方出海觅食,源源不断地为小企鹅提供食物。它们轮流交替工作,这样自己也可以饱腹,否则长期守护巢穴的企鹅就会挨饿。
另一种是小企鹅出生后,企鹅群会很快办起临时“托儿所”或“幼儿园”,成群结队的小企鹅身挨身地挤在一起,由几只老企鹅当“阿姨”,管理这班“孩子”。这样,不仅可以达到防御寒潮和贼鸥袭击的目的,而且可以让众多的企鹅父母都下海觅食,交替为小企鹅带回更多的食物,而且能够缩短供应食物的时间,使小企鹅可及时进食。不过,当“阿姨”的企鹅需要经常调换,否则它们就会挨饿。新近,海洋生物学家发现,有时小企鹅的“父母”也会给“阿姨”送去食物。
由于南极企鹅抚养幼仔有方,所以小企鹅生长很快,当它们生长到三个星期时,就能足以抵挡寒潮的袭击。它们甚至还会与邻巢的小企鹅结成联盟,来共同对付贼鸥的侵略。这时,雌、雄企鹅已远离巢穴,或是偶尔归巢送点食物,不过,小企鹅一般不会挨饿,因为企鹅与大多数鸟类不同,富有种族的同情心,其他成年企鹅会前来相助,使它们生存下来。当然,那些发育较早且躯体健壮的小企鹅存活长大、成熟的可能性,要远远高于那些缺乏“父母”照料的小企鹅。
能量消耗与禁食时间
在求爱初期,雄性企鹅显得体态臃肿,体重足有11磅之多,其中四分之一乃是脂肪。这些脂肪主要集中在皮肤下面,它是企鹅的必备“燃料”,经代谢后产生的热量足以保证企鹅安然无恙地度过又冷又饿的繁殖期。此外,企鹅肌肉收缩所需的能量,也源于体脂代谢。实验结果表明,禁食后的企鹅每天96%的能量消耗来自于体内脂肪库,它们在新陈代谢的过程中,首先动用脂肪库,然后才分解蛋白质。事实上,一旦企鹅大量动用机体蛋白质,其生命也就危在旦夕。由此可见,企鹅体内脂肪库的大小,决定着它的禁食时间。
当雄性企鹅的体脂能量高达一定程度时,便有资格与雌性企鹅进行交配。美国鸟类学家洛德·戴维斯和布赖·格林的研究揭示了禁食雄性企鹅每天要消耗大量能量。如果按能量的96%源于脂肪库来计算,那么,有交配资格的雄企鹅其禁食时间可以长达42天。事实上,当体脂所剩无几时,企鹅就加强蛋白质的分解代谢。假如雄性企鹅所剩体脂的阈值必须高于原来的20%,那么在其加速分解蛋白质之前仅靠体脂代谢的禁食日至多为34天。他们还发现,禁食雌性企鹅的能量消耗率高于配偶,由于在孵化期间它们又重新修复了体内脂肪库,因此,雌性企鹅也能依靠体脂禁食20天左右。由于雄性企鹅的第二次觅食旅行很少超过20天,因此,承担孵化任务的雌性企鹅与雄性企鹅相比更少可能擅自离开巢穴。但是,一旦雄性企鹅违约,那么受精蛋中的小宝宝等不到雄性企鹅回来就会破壳而出,这时,无奈的雌性企鹅已是饥肠辘辘,小企鹅也只能断粮挨饿。然而,南极洲的小企鹅也有相应的机遇,残留的蛋黄囊可以保证小企鹅存活6~8天。一旦过了这段补救时期之后,小企鹅依然挨饿,它们中就有50%的个体夭折。
南极企鹅主要以小型甲壳动物为食,它们必须游至深约7米的水中方可觅到这些食物。雌性企鹅在第一次觅食旅行时,便会狼吞虎咽地饱餐数日,直至恢复体内脂肪水平方才罢休。在它们体重猛增1千克之后,便重返巢穴禁食。
体内脂肪丰富的雄性企鹅,因能维持较长禁食日而优先受到雌性企鹅的青睐。此外,属于雄性企鹅专利的那种深沉的假声,也是雌性企鹅择偶的另一个优先条件。
返程与认仔之谜
雌、雄企鹅从海洋里带回食物上陆以后,怎样在“托儿所”或“幼儿园”里找到自己的亲生“儿女”呢?对这一问题,过去人们一直迷惑不解。不久前,科学家在南极经过仔细观察研究,才发现它们是通过两个主要信息认仔的:一个是气味;另一个是鸣声。在人们看来,幼企鹅之间的气味和鸣声是相同的,而实际上彼此有微妙差异,雌、雄企鹅能够根据这些差异,准确无误地认出自己的“儿女”,绝不会认错。这一解释,目前已被众人所接受。
过去,不少人认为企鹅从海洋到陆地的返程指示信息,来自于受精蛋,而现在认为并非如此,是受其本身生物节律的影响。科学家从实验中发现,企鹅的生物钟受到机体激素水平的调节,比如雌性企鹅产蛋之后,雌、雄企鹅的性交活动即停止,这时雄性企鹅机体内睾丸酮的浓度也随之下降,由此揭示了繁殖过程的新篇章——受精蛋开始孵化。又比如在受精蛋即将孵化出小企鹅之前,雄性企鹅机体内的黄体激素浓度必然有所上升。
当然,企鹅的生物钟并不十分精确,推迟返回巢穴或疏忽后代的现象时有发生。至于企鹅如何调节平衡两种截然不同的环境(水域和陆地)生活,仍是个未解之谜。