Il pinguino imperatore (Aptenodytes forsteri ), uccello endemico dell'Antartide, è il più alto, il più grande e il più pesante tra tutti i pinguini. Maschi e femmine hanno un piumaggio simile e le stesse dimensioni: un'altezza che può raggiungere i 125 cm e un peso compreso tra i 20 e i 40 kg. Dorso e testa sono neri e il ventre è bianco, mentre la parte alta del petto è color giallo chiaro; particolarmente evidenti sono due macchie giallo brillante a livello delle orecchie. Come gli altri pinguini, anch'esso è incapace di volare. Le sue ali rigide e appiattite e il corpo affusolato sono particolarmente adatti all'ambiente marino.

La sua dieta è costituita essenzialmente da pesci, ma può comprendere anche crostacei come il krill o cefalopodi come il calamaro. Mentre dà loro la caccia, può restare sott'acqua anche 20 minuti, immergendosi fino a una profondità di 600 m. La specie è ben adattata alle immersioni, in quanto possiede un'emoglobina dalla struttura particolare in grado di operare con bassissimi livelli di ossigeno. Il pinguino imperatore possiede inoltre delle ossa solide che gli permettono di resistere ai barotraumi, nonché la capacità di ridurre il metabolismo e di mettere in quiescenza alcune funzioni non vitali.

Il pinguino imperatore è noto per il ciclo vitale ben regolato, con gli adulti che ripetono ogni anno lo stesso rituale per riprodursi e allevare i propri piccoli. È la sola specie di pinguino che si riproduce nel corso dell'inverno antartico. Maschi e femmine effettuano un lungo viaggio sul ghiaccio di 50–100 km per formare delle colonie che possono comprendere migliaia di individui. Le femmine depongono un unico uovo, poi lasciano al maschio il compito della cova e tornano verso il mare in cerca di nutrimento. Successivamente, le femmine torneranno alla colonia e allora saranno i maschi a dirigersi verso il mare, mentre le femmine rimangono insieme al pulcino. I genitori continueranno a fare la spola per l'approvvigionamento fino al termine delle cure parentali. L'aspettativa di vita del pinguino imperatore è generalmente di 20 anni in natura, ma alcune osservazioni lasciano pensare che certi individui possano raggiungere i 50 anni di età.

Descrizione Aspetto degli adulti

Come tutti i pinguini, il pinguino imperatore ha un corpo slanciato per limitare le forze di attrito durante il nuoto e delle ali simili a pinne piatte e rigide.. Maschi e femmine hanno dimensioni e colorazione simili. Durante il periodo nuziale, l'adulto presenta delle piume di un nero intenso sul dorso, che ricoprono anche: la testa, il mento, la gola e il sopra delle ali. Questo piumaggio nero è ben delimitato dal piumaggio più chiaro che copre il resto del corpo. L'interno delle ali e il ventre sono di colore bianco, che sfuma nel giallo chiaro nella parte alta del petto, mentre a livello delle orecchie si trova una macchia color giallo brillante. Il becco, lungo circa 8–10 cm, è incurvato e parzialmente ricoperto di piume. La sua parte superiore è nera, mentre quella inferiore può essere rosa, arancio o lilla.. La lingua è munita di setole disposte in modo che la preda catturata non possa fuggire. Le zampe palmate sono nere.

Il piumaggio scuro del pinguino imperatore sbiadisce fino a divenire grigio-bruno tra novembre e febbraio, prima della muta annuale di gennaio e febbraio. Diversamente che in altri uccelli, la muta in questa specie dura molto poco, circa 30-35 giorni. Le piume del pinguino imperatore emergono dalla pelle dopo aver raggiunto un terzo della loro lunghezza finale, prima della caduta di quelle vecchie, così da ridurre la perdita di calore. Le nuove penne espellono poi quelle vecchie prima di terminare la loro crescita.. Questo rinnovamento del piumaggio ne migliora la tenuta e la protezione contro il freddo. Durante questo periodo, il pinguino imperatore non può immergersi ed è quindi costretto a digiunare.

Dimensioni Un pinguino imperatore adulto può misurare fino a 125 cm. Il suo peso può variare tra i 20 e i 40 kgPrévost, 1961, soprattutto in funzione del sesso, in quanto i maschi, in media, sono più pesanti delle femmine. Il peso varia anche in base alla stagione, poiché questi animali, sia i maschi che le femmine, perdono gran parte del loro peso durante il periodo di allevamento dei pulcini e della cova delle uova. In effetti, maschi e femmine pesano in media rispettivamente 40 e 30 kg prima della stagione riproduttiva, ma quando questa è terminata, il peso medio scende a 25 kg in entrambi i sessi.

Aspetto dei giovani

Nei giovani, le macchie su ogni lato della testa, del mento e della gola sono bianchi, mentre la testa e il becco sono neri. Il pulcino del pinguino imperatore è a sua volta ricoperto da un piumino grigio-argenteo con la testa nera a strisce bianche. Nel 2001, venne scoperto un pulcino interamente bianco, ma non si trattava di un individuo albino, in quanto i suoi occhi non erano rosa. Alla schiusa i pulcini pesano circa 315 g e lasciano il nido quando raggiungono un peso pari al 50% di quello degli adulti.

Fisiologia Adattamenti al freddo Il pinguino Imperatore vive e si riproduce in un ambiente più freddo di qualsiasi altra specie di uccello. La temperatura dell'aria può scendere fino a -40 °C, con venti che soffiano fino a 150 km/h. L'acqua di mare, di -2 °C, presenta una temperatura di gran lunga inferiore rispetto a quella corporea dei pinguini di 40 °C. Essi devono quindi adattarsi per limitare le perdite di calore.. Tra l'80 e il 90% dell'isolamento dei pinguini è garantito dal loro piumaggio.. Le piume sono rigide, corte e lanceolate e ricoprono tutto il corpo: con 15 piume per cm², i pinguini imperatore hanno il piumaggio più fitto di qualsiasi altro uccello. Uno strato isolante supplementare è formato da dei filamenti soffici presenti tra la pelle e le piume. Dei muscoli permettono al pinguino di mantenere erette le piume quando si trova a terra, in modo da ridurre le perdite di calore intrappolando uno strato d'aria tra la pelle e le piume. Al contrario, quando è in acqua, le piume vengono premute contro la pelle, in modo da assumere una sagoma più idrodinamica per nuotare meglio.. La toeletta è importante per i pinguini al fine di conservare un buon isolamento e un piumaggio ben impermeabile. L'isolamento è anche garantito da uno spessore di grasso protettivo che all'inizio della stagione riproduttiva può raggiungere i 3 cm. Questo strato di grasso limita il pinguino imperatore nei suoi movimenti, soprattutto in confronto al suo cugino meno ben fornito di grasso, ma più agile, il pinguino di Magellano.

Il pinguino imperatore è in grado di mantenere il corpo ad una temperatura costante senza modificare il suo metabolismo quando le temperature sono comprese tra i -10 e i +20 °C. Al di sotto dei -10 °C, il suo metabolismo aumenta in modo significativo. Un pinguino può comunque mantenere una temperatura corporea tra i 37,6 e i 38 °C anche quando la temperatura esterna scende fino a -50 °C.. I movimenti che effettua per nuotare, camminare e tremare gli consentono di riscaldarsi ed esso può inoltre incrementare la catalisi dei lipidi delle sue riserve di grasso grazie agli enzimi, fenomeno indotto da un ormone, il glucagone.. Quando la temperatura supera i 20 °C, il pinguino imperatore può iniziare ad agitarsi, in modo che il suo metabolismo aumenti per smaltire il calore. Sollevare le ali gli permette di aumentare la superficie corporea esposta all'aria del 16%, in modo da facilitare ancora di più la perdita del calore in eccesso..

Adattamento alla pressione e ai bassi livelli di ossigeno durante le immersioni

Oltre al freddo, il pinguino Imperatore deve fronteggiare altre condizioni ancor più proibitive durante le sue immersioni in profondità. In effetti, esso viene sottoposto a pressioni 40 volte maggiori di quelle presenti in superficie, che provocherebbero alla maggior parte degli altri organismi terrestri un barotrauma. Le sue ossa sono particolarmente solide e questo limita il rischio di traumi fisici. Tuttavia, non è ancora stato spiegato in modo soddisfacente come la specie riesca ad evitare i danni da decompressione causati dall'azoto.

Quando si immerge, il pinguino imperatore utilizza significativamente una minore quantità di ossigeno. In effetti, la sua frequenza cardiaca si abbassa a 5 battiti al minuto e gli organi non vitali diminuiscono notevolmente la loro attività. La sua emoglobina e la sua mioglobina sono in grado di fissare e trasportare l'ossigeno anche quando la sua concentrazione nel sangue è molto bassa, permettendo al pinguino di rimanere cosciente anche con livelli estremamente bassi di ossigeno.

Grazie a questi adattamenti, il pinguino imperatore può trattenere il respiro per 20 minuti e immergersi a una profondità superiore ai 500 m. Il fisiologo americano Gerry Kooyman rivoluzionò gli studi riguardanti la ricerca di cibo dei pinguini quando pubblicò, nel 1971, i risultati ottenuti grazie all'installazione di microchip che registrarono dati nel corso delle immersioni dei pinguini imperatore. Scoprì infatti che la specie poteva raggiungere una profondità di 265 m, restando immersa anche per 18 minuti. Nel corso di ulteriori ricerche una femmina di piccole dimensioni raggiunse una profondità di 535 m nei pressi del canale McMurdo. È possibile che il pinguino imperatore possa immergersi ancor più in profondo, ma a grandi profondità la precisione degli strumenti di misura diminuisce.. Altri studi sul comportamento di un uccello in immersione hanno rivelato immersioni regolari di 150 m in acque profonde 1000 m, intervallate da piccole immersioni di 50 m e da immersioni profonde più di 450 m, a profondità di 500 o 600 m. Questo suggerisce che la specie si nutra in prossimità del fondale oceanico..

Biologia Relazioni intra- e interspecifiche Richiamo

Il pinguino Imperatore non ha un nido fisso. Quindi per individuare il suo o la sua partner e il suo pulcino all'interno della colonia utilizza dei richiami sonori.: in tal caso si dice che raglia o grida. Esso ha a sua disposizione un complesso registro di richiami necessari sia al riconoscimento tra i due partner che al riconoscimento tra gli adulti e i loro piccoli. È la specie di pinguino che dispone della più ampia gamma di richiami. Esso utilizza simultaneamente due bande di frequenze. I pulcini reclamano il cibo e chiamano i loro genitori con un fischio del quale possono modulare la frequenza.

Comportamento sociale

I pinguini imperatore sono animali sociali che vivono in colonie. Cacciano insieme e possono coordinare le loro immersioni e risalite in superficie. Sono attivi sia di giorno che di notte. Un adulto trascorre gran parte dell'anno a spostarsi tra la zona di nidificazione e le aree oceaniche ricche di nutrimento. Gli animali si disperdono nell'oceano da gennaio a marzo.