Hvordan kan kejserpingvinerne overleve under vandet længe efter, at deres ilt burde være opbrugt?

Kejserpingvinerne er de ubestridte mestre i dykning i fuglenes verden. De kan bevæge sig mere end 500 meter under overfladen og forblive under vandet i mere end 20 minutter, selv om deres ilt efter alt at dømme burde løbe tør på blot en brøkdel af dette tidsrum. Hvordan klarer de så dette utroligt seje trick?

Når de hopper i vandet og holder vejret, begynder laktat at ophobes i deres muskler, indtil de når det, der kaldes den “aerobe dykkergrænse”, hvorefter de skifter deres krop over til anaerobt stofskifte – et system, der fungerer uden ilt. De sænker deres hjerterytme og lukker helt ned for alle ikke-essentielle organer. Det er næsten som om de går ind i suspenderet animation, bortset fra at de stadig er animerede.

Spørgsmålet er, hvordan pingvinerne udløser denne transformation? For at finde ud af det implanterede forskerne iltmonitorer i musklerne på en række af kejserpingvinerne og fulgte, hvor dybt de gik, og hvad der skete med ilten i fuglenes kroppe.

De vidste allerede, at pingvinerne havde tre iltlagre at trække på, når de dykker, som ligger i blodet, lungerne og myoglobinet i deres muskler. Når fuglene kom op til overfladen, fandt forskerne to forskellige mønstre i de måder, hvorpå iltniveauerne var forbundet med dykningerne: Nogle gange blev niveauerne udtømt fra musklerne i et støt tempo, indtil de nåede den anaerobe tilstand. Det tyder på, at når ilten i musklerne slipper op, indtræder den anaerobe tilstand. Men de så også, at iltniveauerne faldt, derefter blev de sat på et plateau, før de til sidst faldt så meget, at de udløste den anaerobe tilstand. Det fik dem til at tro, at pingvinerne lavede den dyriske version af at omdirigere strømmen fra skjoldene til warpkernen.

Der er netop offentliggjort i Journal of Experimental Biology, og forskernes artikel afslører, at pingvinerne er i stand til at isolere deres muskler fra resten af deres kredsløbssystem. De kan tømme ilten fra deres muskler separat fra deres lunger og blod – hvilket gør det muligt for dem at opnå den anaerobe tilstand, mens de beholder nogle reserver tilbage i andre dele af deres krop. Eller de kan forhindre, at den anaerobe tilstand indtræder, fordi de er i stand til at omdirigere ilten fra de to andre systemer til musklerne, så alt holdes fint og iltet.

Med disse to metoder sørger pingvinerne for, at de kun går ind i den anaerobe tilstand, når der er mest brug for det.