帝企鹅繁殖周期

在繁殖季节，雌企鹅会产下一枚约450~500克的蛋，然后交给她的配偶孵化。雄企鹅会将企鹅蛋放在自己的脚面上，然后用腹部的特殊皱褶（孵卵斑）覆盖，孵卵斑就相当于帝企鹅的育儿袋，它可以始终保持孵蛋所需要的温度。此时，已经40多天没有进食的雌企鹅则前往100~200千米外的海洋中觅食，以弥补因产蛋所造成的能量消耗，同时也为抚养即将出生的小企鹅储备充足的食物。

雌企鹅这一走就是几十天，一般要等到小企鹅出生前后才会回来。神奇的是，她们能通过声音在成百上千只雄企鹅中辨认出自己的配偶，然后将胃中尚未消化的食物反刍出来喂养小企鹅。不过，在雌企鹅回来之前，雄企鹅必须面对长时间的严寒和饥饿，独自完成孵化任务。这种雄企鹅独自孵蛋的行为，在整个企鹅王国里也同样是罕见的，而其他种类的企鹅一般由父母双方共同孵化。

正在孵蛋的雄企鹅

帝企鹅为啥不怕冷

为了抵御南极洲冬季的严寒，帝企鹅进化出了一套完美的御寒装备，即浓密的羽毛和厚厚的皮下脂肪。细致浓密的羽毛是最主要的御寒装备，主要由1种较长的轮廓羽毛和3种较短的绒毛组成，每平方厘米的皮肤上大约有9根轮廓羽毛。科学家认为这些羽毛能将空气存储起来形成气泡，进一步增强羽毛的绝缘保温效果。皮下脂肪除了防止自身热量的流失之外，还负责在长达3~4个月的时间里为无法进食的雄企鹅补充能量，所以等到小企鹅孵化出来后，原本圆滚滚的企鹅爸爸基本要比原来瘦一半。

帝企鹅身上不同形状的羽毛

南极洲的冬季气温经常低于零下40摄氏度，有时甚至低于零下60摄氏度，而且经常出现风速高达150千米∕小时的暴风雪。这对于正在孵蛋的帝企鹅、第一次经历冬天的小企鹅以及尚未孵化的企鹅蛋，都是非常严峻的生死挑战。不过，我们也不用担心，帝企鹅早已进化出另一套御寒机制，就是抱团取暖。

温度高得受不了

当气温下降到一定程度（如低于零下25摄氏度），或者突然刮起凛冽的寒风，正在孵蛋的雄企鹅就会开始三三两两聚集成群。没过多久，抱团取暖的企鹅数量越来越多，大家紧紧依偎，最多时可达数千只。

真是“鹅”多力量大，抱团取暖的效果非常明显。研究人员发现，当企鹅挤在一起时，聚集群内部的温度很快能从零下40摄氏度升高到至少零上20摄氏度。对帝企鹅来说，抱团最大的好处就是减少能量损失。有研究人员做过测试，在相同条件下，单独的帝企鹅每天会损失约300克体重，而抱团成群的帝企鹅能量损失只有前者的一半。如果不抱团取暖，雄企鹅要么就只能中途弃蛋而去，要么就坚守岗位与尚未出生的小企鹅一起被冻死。

不过，并不是抱团越紧越好。研究发现，当企鹅之间的距离近至0.8厘米以内时，聚集群内部温度有可能达到40摄氏度，超过了帝企鹅的体温。这样的温度让一些处于聚集群内部的企鹅热得受不了，只好喝地上的冰雪来降温，甚至需要暂时离开群体凉快凉快。当然，相互之间的距离远了也不行，有专家认为，帝企鹅个体间的距离保持在0.8厘米到0.95厘米之间比较合适，既能维持必要的温度，又不至于太热。

一个约100只帝企鹅的聚集群模拟图（蓝色代表低温区域，红色代表高温区域，黑色圆点代表帝企鹅。）

每只企鹅机会均等

帝企鹅聚集群看似杂乱无章，其实是有一定队形的，而且随时变化，就像一个大的变形虫。一般来说，瘦弱的小企鹅位于聚集群的中央，强壮的大企鹅在外侧。只要一只企鹅移动了，其他企鹅就会保持同步移动。最外侧的企鹅会沿着边沿移动，从迎风一侧移动到背风一侧，并逐渐交换到内侧，而内侧的企鹅也因为太热会逐渐移动到外侧，这样保证了每只企鹅都有均等的机会享受到聚集所带来的好处。

弱小的企鹅宝宝位于聚集群的中央

最开始，企鹅聚集群的形状是没有规则的，但是随着迎风侧的企鹅向背风侧移动时，聚集群变成了类似六边形的形状。研究结果显示，帝企鹅聚集群大约每30~60秒就有一次小的移动，每一次移动约5~10厘米。

帝企鹅聚集成堆时间也是变化不定的。研究人员发现，帝企鹅挤在一起的时间从大约10分钟到几个小时不等，平均挤在一起的时间为50~60分钟。聚集群的解散往往因为温度太高，或者外部环境改善（如风暴减小）。有时候，一只企鹅的离开也会引起连锁反应，最终导致企鹅聚集群解散。随着天气变化，帝企鹅们每天会多次反复聚集。

帝企鹅这种抱团取暖的行为是一种社会性体温调节方式，能尽可能地让每只帝企鹅减少能量损失，这对于在冰冷干燥的南极洲繁衍生息的帝企鹅来说是至关重要的，无疑也是自然界生物进化的杰作。

不同状态下的帝企鹅聚集群（a.紧密聚集；b.右侧企鹅开始离开聚集群；c.聚集群解散。图/《动物行为》杂志）

作者简介

汤波

分子生物学博士，研究馆员（科学传播），中国科普作家协会会员。发表学术论文20多篇，授权发明专利19项，科研成果获国家科学技术进步奖二等奖等奖项。在南方周末、科技日报、北京日报、光明网、果壳网、知识分子、我们爱科学等媒体发表科普文章近200篇，著有《动物世界奇遇记》和《探秘生命密码》等科普图书，获得科技部全国优秀科普作品奖、国家图书馆文津图书奖、中国科普作家协会优秀科普作品奖等奖项。

监制 | 孙亮

编辑 | 王继斐、武蹈

新媒体邮箱：[email protected]

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