
Como otras aves, los pingüinos son homeotermos y mantienen una temperatura corporal relativamente estable entre 35º y 41º C, pero en un clima donde la temperatura marítima es cercana a -2°C y la temperatura del aire puede ir de 0°C a -60°C.. Para evitar la pérdida de calor en este hábitat están aislados por una gruesa capa de grasa debajo de la piel y sus cuerpos están cubiertos de una capa de plumas más densa que en cualquier otra ave, además la base de sus plumas es felpuda para atrapar aire y tener un mejor aislamiento. Se aislan del agua acicalándose con secreciones de aceite de la glándula uropigial en la base de su cola y otras áreas de su cuerpo.
Las arterias y las venas de sus extremidades están situadas muy cerca, de tal manera que pueden intercambiar calor, proceso llamado "a contra corriente". De esta manera, la temperatura de la sangre que fluye de las aletas y las piernas al tronco aumenta, debido a que las venas absorben calor de las arterias que llevan sangre a las extremidades. Los pingüinos también pueden aumentar el flujo sanguíneo que llega a sus aletas para poder enfriarse cuando es necesario. Esto es importante, ya que no todos los pingüinos viven en un clima frío todo el año.
También mantienen su temperatura corporal estable de forma conductual, aumentando la producción de calor metabólico, jadeando y exponiendo sus patas para deshacerse del exceso de calor, ya que estas son la única parte de su cuerpo que no está cubierta de plumas aislantes. Algunas especies buscan cobijo debajo de rocas, otras han desarrollado el comportamiento social de amontonarse para compartir el calor corporal y llevan sus huevos y crías en sus patas para evitar que se congelen.
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