O pinguim ( ) é uma ave da família Spheniscidae, altamente modificadas para a uma vida aquática, sendo suas asas adaptadas para promover impulso através da água. Essas aves estão amplamente distribuídas pelas águas mais frias do hemisfério sul, especialmente na Antártida e ilhas dos mares austrais, chegado à Terra do Fogo, Ilhas Malvinas e África do Sul, entre outros. Apesar da maior diversidade de pinguins encontrar-se na Antártida e regiões polares, há também espécies que habitam nos trópicos como por exemplo o pinguim-das-galápagos (Spheniscus mendiculus), nas Ilhas Galápagos. Considerando o número de indivíduos, a maioria ocorre nas proximidades da Antártida, porém apenas as espécies Pygoscelis adeliae e Aptenodytes forsteri estão restritas a essa região, de forma que a maioria das 18 espécies está distribuída entre 45ºS e 60°S, com grande diversidade ocorrendo na Nova Zelândia e em ilhas ao redor.
A sua morfologia, em geral, pouco varia, com forma e estrutura corporal muito semelhante, adaptadas para nadar e mergulhar. Seus corpos são aerodinâmicos e suas asas são modificadas para formar nadadeiras rígidas e planas, que promovem uma boa propulsão no nado. Variam, entretanto em tamanho, desde Eudyptula minor com 40 cm e 1,1 kg, até Aptenodytes forsteri com 115 cm e mais de 30kg. Além disso, as suas plumagens são semelhantes, caracterizadas por partes pretas e brancas, exceto em relação à cor e ao padrão de plumagem da cabeça, que confere uma das principais diferenças entre as espécies. Algumas espécies têm cristas e plumas variadas no topo da cabeça (Eudyptes), outras possuem manchas auriculares (Aptenodytes), enquanto algumas possuem um padrão de faixas pretas e brancas (Spheniscus). Os adultos se alimentam no mar, capturando zooplâncton, peixes pequenos e lulas, enquanto os filhotes são alimentados diretamente por regurgitação. Por sua vez, são vítimas da predação de orcas e focas-leopardo.
Em relação à conservação, os pinguins possuem uma situação delicada devido à ações humanas, especialmente em relação à mudança climática e à perda de habitat. De modo geral, espécies estão cada vez mais ameaçadas e a preocupação quanto ao ecossistema ao qual eles pertencem têm aumentado.
Os primeiros pinguins apareceram no registo geológico do Eocénico. Os pinguins constituem a família Spheniscidae e a ordem Sphenisciformes (de acordo com a taxonomia de Sibley-Ahlquist, fariam parte da ordem Ciconiformes). É uma ave marinha e nadadora, chegando a nadar com uma velocidade de até 45 km/h, passando a maior parte do tempo na água.
Etimologia O substantivo "pinguim" entra na língua portuguesa por via do francês do séc. XVI, «pingouin», termo este que, então se reportava originalmente a outra ave, que habitava as regiões do Ártico e que foi extinta pela ação do homem, o arau-gigante (Pinguinus impennis). Por seu turno, o étimo francês «pingouin» crê-se que possa ter provindo do étimo holandês «pinguin» e este, por sua vez, derivado do galês pen gwyn ("cabeça branca"), o qual era o antigo nome popular dos araus-gigantes nas ilhas Britânicas, embora a etimologia ainda seja controversa.
Quando os exploradores europeus descobriram no hemisfério Sul as aves conhecidas hoje como pinguins, repararam que estas tinham uma aparência muito similar à do arau-gigante, de maneira que as batizaram com esse nome (pinguim), que ainda persiste até à atualidade. Apesar de parecidos, os araus e os pinguins não têm nenhum parentesco próximo e nem pertencem à mesma ordem de aves.
Sistemática e evolução Taxonomia e filogenia atual Historicamente, o número total de espécies de pinguim sempre esteve em debate, variando entre 17 e 20 espécies. Clarke et al. propôs o nome "Sphenisciformes" para incluir os táxons de espécies viventes que compartilham a perda de voo aéreo, enquanto "Pansphenisciformes" incluiria também os fósseis mais relacionados ao clado, embora esse último nome tenha caído em desuso.
Uma relação entre as espécies viventes e grupos relacionados está apresentada a seguir. Por ser uma classificação mais antiga, 4 espécies não estão presentes porém as relações entre os 6 gêneros de pinguins está bem representada. As espécies ausentes no cladograma pertencem ao gênero Spheniscus (African penguin, Spheniscus demersus) e Eudyptes (Royal penguin, Eudyptes schlegeli; Snares penguin, Eudyptes robustus; Erect-crested penguin, Eudyptes sclateri). esquerda|miniaturadaimagem|374x374px|Cladograma mostrando a relação taxonômica entre as espécies viventes de Spheniscidae, Procellaridae (petréis) e Gaviidae, retirado do livro The Penguins Sheniscidae, de Tony D. Williams (1995).
Registro fóssil e evolução Entre as aves, o registro fóssil dos Sphenisciformes é um dos mais extensos, contando com esqueletos completos ou partes fragmentadas de ossos. O primeiro fóssil de pinguim, Palaeeudyptes antarcticus, foi descrito por Thomas Huxley em 1859, encontrado em rochas da Nova Zelândia que datam da época do Oligoceno. Desde então, muitos outros fósseis foram encontrados, de pelo menos 40 espécies, na Antártida, África do Sul, América do Sul e também na Austrália. Acredita-se que a fauna de pinguins era muito mais extensa no passado, e que os atuais representantes dessa família são apenas alguns dos sobreviventes que persistiram desde o Cretáceo, entre 140 e 65 milhões de anos atrás, onde estão as origens da família Spheniscidae. As principais localidades onde estão distribuídos os fósseis de pinguins são muito semelhantes à atual localização das espécies viventes. Estão apenas no hemisfério sul, possuindo um forte vínculo com águas temperadas e frias. Por isso, acredita-se que a evolução dos grupos iniciais de pinguins esteja atrelada à evolução dos padrões de circulação de correntes marítimas modernas no Oceano Antártico entre a Antártida e os continentes próximos.
A fauna fóssil mais diversificada desse grupo foi encontrada na Nova Zelândia e na América do Sul, porém não existe qualquer evidência clara de um centro geográfico para a origem e irradiação dos pinguins. Atualmente, especula-se que a história evolutiva desse grupo aconteceu com uma especiação muito rápida, com numerosas espécies distintas evoluindo durante um breve período de tempo. O ancestral desse grupo provavelmente foi uma ave voadora, similar aos petréis atuais ou às aves da família Alcidae (auks), embora nenhum fóssil intermediário entre um ancestral voador e os pinguins modernos foi descoberto até o momento.
No caminho da especialização para um hábito subaquático, os pinguins passaram por um conjunto de modificações morfológicas, fisiológicas e comportamentais, incluindo o desenvolvimento de um tegumento único, composto por penas muito compactadas (que promovem o isolamento e a impermeabilização do corpo), modificações nas lentes oculares e alterações na sensibilidade visual (permitindo uma visão eficiente embaixo da água), endurecimento das articulações e a redução da musculatura distal da asa, modificação de ossos pneumáticos para ossos densos (que permitiram um melhor mergulho), modificações no ovo, com casca mais espessa, e modificações em sua incubação.
Os táxons extintos possuíam grande diversidade, sendo que o Eoceno foi o período onde mais organismos desse grupo viveram simultaneamente no mesmo local, incluindo espécies gigantes e minúsculas. Estudos moleculares indicam que a linhagem dos pinguins já estava se especializando durante o cretáceo, sendo que uma das principais hipóteses para essa irradiação de diversidade seria a presença de nichos vagos que eram ocupados por répteis marinhos e outros táxons que desapareceram durante a extinção em massa no final de Cretáceo, permitindo que os ancestrais dos pinguins ocupassem, agora, essas regiões.
Em relação às características morfológicas, os fósseis mais antigos de pinguins propriamente ditos, datados da época do Paleoceno, já mostravam modificações no esqueleto, como ossos pesados e achatados, porém, também apresentavam características, como asas com muita mobilidade, que são mais semelhantes a pássaros voadores, como o auk. Então, especula-se que os pinguins passaram por um estágio semelhante ao auk, em que utilizaram suas asas para voos aéreos e aquáticos, mas provavelmente abandonaram o voo aéreo antes do desenvolvimento de outras especializações para a natação e mergulho subaquático já que os fósseis de épocas mais recentes já possuíam, em sua maioria, os ossos da asa modificados para a propulsão e ossos pélvicos associados à pernas e pés adaptados aos bipedalismo.
As penas modificadas dos grupos atuais são difíceis de inferir em fósseis, mas alguns achados auxiliam nesse processo, como um pinguim gigante datado do final do Eoceno e encontrado no Peru. Algumas análises de melanossomas fossilizados indicaram que a cor desses pinguins ancestrais eram predominantemente cinza e marrom-avermelhado, diferentemente das cores atuais, sendo que, além disso, foram encontrados indícios de que a mudança de cor das penas aconteceu posteriormente à modificações associadas à forma da pena, as quais seriam relativas ao modo de voo subaquático.
Aspectos biológicos Anatomia thumb|esquerda|Pinguins nadando. thumb|Pinguim no Museu Oceanográfico de Rio Grande, Rio Grande do Sul, Brasil. thumb|Pinguim-azul.
Adaptações às variações de temperatura A família Spheniscidae está amplamente distribuída desde os trópicos até as regiões polares e portanto apresenta uma grande adaptação tanto fisiológica quanto morfológica a variadas temperaturas e períodos prolongados de jejum.
Entre estas adaptações, podemos citar: uma densa cobertura de penas formando uma barreira isolante, uma espessa camada de gordura e uma reduzida relação corporal de superfície e volume.
Os pinguins apresentam penas altamente modificadas, cuja muda representa um processo fisiológico que demanda uma grande quantidade de energia, sendo rígidas , curtas e em formato de lança, onde cada pena se associa a um eixo separado de filamentos felpudos, logo abaixo das penas verdadeiras, garantindo isolamento térmico, e a um pequeno músculo que permite seu movimento, onde em terra as penas se mantêm eretas permitindo o aprisionamento de ar e em água elas ficam coladas ao corpo criando uma barreira para a entrada de água, além disso, assim como outras espécies de aves estes pássaros apresentam na região dorsal do corpo, próximo à cloaca, uma glândula uropigial liberadora de óleo que estes animais passam no corpo para criar uma barreira para a entrada de água, sem estas adaptações a perda de calor em água seria duas vezes maior.
Quanto à fisiologia, os pinguins não aparentam ter evoluído em alguma característica específica diferente dos outros grupos de aves, no entanto apresentam algumas especializações para lidar com o isolamento térmico e períodos de jejum prolongado, como, por exemplo, adaptações no sistema circulatório, metabolismo e comportamento.
Seu sistema circulatório é composto por uma grande quantidade de veias profundamente associadas permitindo a troca de calor entre estes vasos e os tecidos. Por serem animais homeotermos, cuja temperatura varia de 37,8 a 38,9ºC, eles conseguem manter sua temperatura corporal constante em uma determinada faixa de temperatura ambiente, sendo que esta varia entre as espécies, em algumas espécies, como o Pinguim-azul, a faixa ótima de temperatura pode variar entre machos e fêmeas, provavelmente devido à diferença de tamanho. Ao ultrapassar esta faixa, outros mecanismos devem ser ativados para permitir que a temperatura corporal se mantenha constante a partir do aumento do metabolismo, como ao tremer o corpo, onde as contrações musculares liberam energia na forma de calor, a partir da liberação de hormônios, como o glucagon que permite a quebra enzimática de gordura, ou a partir de atividades locomotoras.