王企鹅属

企鹅科下的一个属

王企鹅 属( 学名 : Aptenodytes )为企鹅科下的一个属,截止2024年5月,据《生物物种名录(COL)》统计,该 属下 共有2个物种,分别为 帝企鹅 、王企鹅 。王企鹅属均分布在 南极大陆 以及附近的岛屿上,这类地区大多是环境恶劣、气温寒冷的地方 ,在繁殖和孵化期间,其会抱成一团,以保存热量 。 王企鹅 属是 肉食性动物 ,主要以鱼类、 甲壳亚门 和 软体动物门 为食,多通过 双声道 系统进行交流 。

王企鹅属下的2个物种体型较大,且成鸟与 早成雏 的形态都不相同,成鸟身体均为黑白相间,雏鸟蜕去幼羽之前,身体为深褐色或灰蓝色。其中帝企鹅是 南极洲 最大的企鹅,体长101-132厘米,成年后体重25-45 千克 ; 王企鹅 是体型第二大的企鹅,体长85-95厘米,体重9.3-17.3千克。王企鹅属动物是南极 生态旅游 业的一部分,深受游客的欢迎 。此外, 帝企鹅 还是 南冰洋 的标志性生物之一,是研究极地海洋生态系统的重要生物 。

威胁王企鹅属动物生存的主要原因是气候变化和 人类活动 ,包括 海冰 浓度、厚度和持续时间的减少,气温上升,以及科研基地、机场等基础设施的建设。2019年,帝企鹅被《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》列为近危(NT)物种;2020年, 王企鹅 被列为无危(LC)物种 。为保护帝企鹅的种质资源,多国科学家都对该物种进行了研究,还设立了专门的保护区,如南极特别保护区(ASPA)、罗斯海区域海洋保护区(RSR MPA)等 。

命名与演化

命名

1819-1821年, 俄罗斯海军 在远征期间首次捕获了 帝企鹅 ,由于当时船上没有 动物学 ,未能确认它是一个新物种。1839-1843年, 英国 南极洲 探险家 詹姆斯·克拉克·罗斯 (James Clarke Ross)带回了帝企鹅的标本, 大英博物馆 鸟类负责人乔治罗伯特格雷(George Robert Gray)于1844年将其命名为“ Aptenodytes forsteri ”,以纪念 英国 博物学家约翰·莱因霍尔德·福斯特(Johann Reinhold Forster) 。

起源演化

通过分子测年法估计,现存的企鹅科物种极有可能起源于大约7100万年前的冈瓦纳大陆 ,当时的冈瓦纳大陆更靠 南极洲 ,气温也更低。此外,现存企鹅类群可能起源于 始新世 ,这与全球气候变冷导致体型较大的企鹅化石类群灭绝的时间相吻合。科学家假设,随着南极洲被冰雪覆盖,现存企鹅通过环极洋流扩展到南极辐合区内的大洋岛屿,后来又扩展到南部大陆。因此,全球变冷对企鹅的进化产生了重大影响。对活体企鹅和化石企鹅的 系统发育 分析表明,企鹅在其历史早期就已经进化出了庞大的体型,已知最大的2个企鹅化石出现在 始新世 (距今5600万年至3390万年),体型分别达到1.5米和1.8米。现存的企鹅是一个独立的分枝,形态特点是体型较小、水性较强,约800万年前就已经出现 。

截止2024年,企鹅科共有19个现代物种,可划分为6个属,包括王企鹅属、 角企鹅属 ( Eudyptes )、 小企鹅属 ( Eudyptula )、 黄眼企鹅属 ( Megadyptes )、 阿德利企鹅属 ( Pygoscelis )和 企鹅属 ( Spheniscus ) 。对企鹅科各属间的进化关系进行研究,发现现存企鹅的共同祖先可追溯到大约40万年前,当时王企鹅属作为基系分化出来。大约38万年前, 阿德利企鹅 属( Pygoscelis )分化出来,具体分化物种包括阿德利企鹅( P. adeliae )、 巴布亚企鹅 ( P. papua )等。企鹅科其余属的共同祖先分化年代约为27.8万年前。在现存企鹅科物种的进化树中,王企鹅属处于基干位置,这说明该属是企鹅科中进化较早、形态较为原始的属 。

分类

截止2024年5月,据《生物物种名录(COL)》统计, 王企鹅 属下 共有2个物种,分别为帝企鹅( Aptenodytes forsteri )、王企鹅( A. patagonicus ) 。王企鹅下两个 亚种 ,指名亚种( A. patagonicus patagonicus )和麦夸里岛亚种( A. patagonicus halli )。前者主要在 南极洲 的 南乔治亚岛 繁殖,在福克兰群岛和 智利 南部也有小规模的繁殖地,后者仅分布于克罗泽岛、 赫德岛和麦克唐纳群岛 、 凯尔盖朗岛 、麦夸里岛和爱德华王子岛 。

形态特征

王企鹅 属下 的2个物种体型较大,其中 帝企鹅 是南极最大的企鹅,王企鹅是体型第二大的企鹅。二者的成鸟与 早成雏 的形态都不相同,帝企鹅和王企鹅的成鸟身体均为 黑白相间 ,头部颜色较深,接近黑色,头部两侧有 橙色 至橙黄色的匙形斑,喉部橙色区域最明显。而雏鸟在蜕去幼羽之前,帝企鹅雏鸟的身体为灰蓝色,王企鹅则为深褐色。二者具体的形态特征如下 :

分布栖息

王企鹅属均分布在 南极大陆 以及附近的岛屿上,这类地区大多是环境恶劣、气温寒冷的地方,包括克罗泽岛、福克兰岛、 赫德岛 、 凯尔盖朗岛 、麦夸里岛、 爱德华王子岛 、 南乔治亚岛 等地。具体的分布范围和栖息环境如下 :

生长习性

御寒行为

在繁殖和孵化期间,王企鹅属会抱成一团,以保存热量,其中 帝企鹅 抱团的规模从不到200只到5000-6000只不等,抱团的平均持续时间为1.6小时。抱成一团的帝企鹅会不断地做小动作,交替地相互靠近和分开,这样可以保存能量,使其能够长时间保持快速移动。84%的伴侣帝企鹅会在一起抱团,具体原因尚不清楚,其 早成雏 也会成群挤在一起,以保持身体温暖和节省能量 。

为在 南极洲 恶劣的环境下保存能量,降低 新陈代谢 , 帝企鹅 还会躺下。这种 个体行为 减少了暴露在冷空气中的体表面积,最大限度地缓解了高速风造成的热量损失。在孵化期间,雄鸟会连续几天几乎一动不动,这是为了最大限度地减少热量散失。为了保暖,它们的脚掌会站立在两个脚跟和尾巴上,以尽可能地让脚掌表面不接触地面。它们还会把头缩在胸前,脚蹼紧贴身体 。

集群行为

王企鹅属动物的集群行为是其抵御南极寒冷气候的关键,这可以帮助它们减少热量损失、保证繁殖成功。其中 帝企鹅 群体的个体数量可达到200-6000只,密度约为每平方米10只。每次聚集会持续几个小时,甚至几天。最外面的帝企鹅会逐渐往内部移动,以保证每一只都能够轮流挤到群体中心。与无法集群的帝企鹅相比,有效聚集在一起的帝企鹅能量代谢减少16% 。

王企鹅的集群数目可高达39000对。由于不喜欢攀爬,它们的繁殖地一般都在岛屿上 植被 稀疏的大片区域,企鹅群还会在一起育雏,当 亲鸟 同时外出觅食时,这些 早成雏 会待在一起寻求保护。王企鹅群的社会 等级制度 尚不完全清楚,但企鹅们会争夺靠近 种群 中心的位置,因此中心的企鹅比靠外的企鹅更具攻击性,繁殖成功率也更高 。

交流行为

王企鹅属是一种比较善于发声的企鹅,其主要通过 双声道 系统(位于 支气管 连接处的两部分器官——咽鼓管)进行交流,咽鼓管的每个部分都能独立发声,且在所有企鹅中,只有 王企鹅 属拥有咽鼓管。王企鹅属在寻偶、 交配 、育雏时会发出不同的声音进行交流,且针对不同的对象,发出的频率也不同。大部分时间,配偶是不会生活在一起的,因此在 繁殖季节 需要依靠特定的声音来确定彼此的位置。 亲鸟 和 早成雏 也会通过叫声来识别对方,雏鸟在饥饿时会用高频率的哨声告诉亲鸟 。

帝企鹅 还会用肢体语言与其他个体交流,如它们经常以一种明显的姿势站立,喙上翘,翅膀微微张开,以避免攻击。由于王企鹅不筑巢,而是在发育期间用脚带着蛋和雏鸟到处跑,这导致了 种群 环境嘈杂,成年的王企鹅会用两种频率反复发出3-7个音量不等的 音节 ,以确定雏鸟的位置。学者们认为, 王企鹅 的雏鸟是通过较低的频率来识别亲鸟的叫声,因为在许多混乱的叫声中,较低频率的叫声能传播得更远,这种能力被称为“ 鸡尾酒 会效应”。此外,学者们还认为 早成雏 是在出生后的前五个星期内学会低频率发声的,这是因为王企鹅的 栖息地 缺乏巢穴和地标,因此及时学会发声和聆听 亲鸟 的叫声非常重要。此外, 王企鹅 在求偶时,雄鸟也会发出号叫声,并伸展身体到最大高度来吸引配偶。一旦 雌鸟 接受,双方就会面对面站立,并进行一系列伸展、摇晃、鞠躬和呼叫的动作 。

捕食行为

王企鹅 属是 肉食性动物 ,主要以鱼类、 甲壳亚门 和 软体动物门 为食,因为这些食物在 南极洲 周围的海洋中最为丰富。 帝企鹅 的舌头粗糙、多刺,这有助于捕食。具体的食物种类因地而异,如在南极的帝企鹅,最常食用的物种是南极 银鱼 ( Pleuragramma antarcticum )、 冰川 鱿鱼( Psychroteuthis glacialis )、科达 十腕总目 ( Kondakovia longimana )和 南极磷虾 ( Euphausia superba )等。王企鹅则主要以 头足纲 、小鱼和乌贼为食,其成鸟会不定期轮流返回,以投喂留在繁殖地的 早成雏 。在第一个冬季,雏鸟主要靠储存的脂肪生存 。

帝企鹅主要在 南极洲 附近海洋的开阔水域或 海冰 下方觅食,它们可以潜入500米深的水下,并停留15分钟以上,一次 潜水 的行程可能长达1000千米。但由于在海中长时间停留会增加被攻击的几率,因此只要食物充足,帝企鹅还是倾向于待在离海面较近的地方。其在水中的行进速度可达每小时20千米,但一般以每小时10千米左右行进。一些观察结果表明,成群的帝企鹅会协调潜水时间,并合作 捕食 。成鸟每天的食量为2-3 千克 ,但在漫长的 禁食 繁殖季节 之前,它们每天的食量往往高达6千克。 早成雏 在出生后的前5个月完全依靠 亲鸟 提供食物,在这期间需要进食84千克的食物 。

天敌

王企鹅 属的天敌主要是 虎鲸 ( Orcinus orca )和 豹海豹 ( Hydrurga leptonyx )等动物,但王企鹅属并不是豹海豹的主食,只有在几乎没有其他食物来源的情况下,豹海豹才会大量捕食 王企鹅 属。此外, 短尾贼鸥 ( Stercorarium parasiticus )、 巨海燕 ( Macronectes giganteus )等鸟类也会偷吃王企鹅属的 鸟卵 和 早成雏 。为防止天敌的伤害,王企鹅属下潜的深度大多很浅,速度也相当快,这使得捕食者很难在它们离开水面之前接近它们。除了尖尖的 大嘴𫛭 ,它们的羽毛和身体形状也可能起到保护自己的作用,因为王企鹅属的背部为黑色,腹部为白色,这使它们在游泳时,捕食者很难分辨它们的体形 。

生长繁殖

繁殖策略

王企鹅属动物实行 一夫一妻制 ,但其对配偶的忠诚度很低,其中 帝企鹅 只有15%的配偶能在一起生活多年,最长时间为4年。虽然还没有明确的答案来解释出现这种情况的原因。但有种说法较为可靠,即王企鹅属储存的脂肪量对一夫一妻制有一定影响,因为如果过早开始储存脂肪,它们就更容易受到捕食者的攻击,但如果过晚开始储存脂肪,它们可能无法与配偶同时返回繁殖地。如果配偶双方不能同时到达繁殖地,繁殖就只能推迟,或者重新选择配偶。王企鹅属的性成熟年龄并不一致,帝企鹅为4-6岁, 王企鹅 为3-5岁 。

求偶

王企鹅属主要通过摇晃身体、声音交流到等方式求偶。其中 帝企鹅 的求偶期长达6周,约占整个繁殖周期的16%。通常情况下,82%的雄鸟和56%的 雌鸟 会在到达繁殖地24小时内配对。雄鸟和雌鸟通过叫声来寻找配偶,与伴侣 交配 后,帝企鹅不再发声,这样可以防止其他寻找配偶的个体受到干扰。雌鸟 产卵 后,声音交流就会恢复,雌鸟在每个交配季节仅产一枚蛋 。

雌性 王企鹅 在选择配偶时似乎比雄鸟更挑剔,但雌雄鸟都会根据羽色选择配偶,其中胸部和耳廓的羽色被认为可以直接反映 王企鹅 免疫系统 的健康状况,身体越健康,羽色就越鲜艳。雄鸟通在寻找配偶时,会发出号叫声,并将喙部高举,一旦 雌鸟 接受交配,两只企鹅就会面对面,继续进行肢体表演,包括昂首阔步、鞠躬、摇晃、呼叫,以及高举喙伸展身体到最高 。

产卵、育雏

王企鹅属的 亲鸟 对繁殖投入很大,雄鸟在繁殖周期开始时必须储存足够的脂肪,以维持求偶、 产卵 和孵化的第一阶段。在第一轮孵化结束时,雄鸟的体重会迅速下降,直至临界体重。当体重逼近临界体重,如果雌鸟还没有回来,雄鸟必须选择是放弃孵化,还是继续等待雌鸟回来喂养 。

其中帝企鹅的年度繁殖周期与 南冰洋 冰周期同步,即1-3月成鸟将能量储存在脂肪中,为即将到来的繁殖周期做准备。4月中上旬,帝企鹅到达 海冰 上的繁殖地。4月下旬或5月下旬,帝企鹅产卵,并立即将卵传给配偶。然后, 雌鸟 返回约50-120千米的海域寻找食物。卵重约450克,仅为成年雌鸟体重的2%。由于长期孵蛋而没有食物,雄鸟的体重大约减少了40%。雏鸟在七月中旬孵化,体重约为315克。由于条件恶劣,雄鸟将蛋放在育雏袋(下腹部的一个特殊皮肤褶皱)中。在雌鸟回来之前,雄鸟会在食道中分泌一种营养丰富的乳状物喂养雏鸟。雌鸟可能会在雏鸟孵化前或一个月后返回,具体时间根据觅食路途的距离而定。雌鸟回来后会通过声音寻找配偶,然后开始照顾雏鸟,其通过 反刍 胃中的食物来喂养雏鸟。经过大约4个月的 禁食 后,雄鸟返回海洋进食 。

王企鹅每年在亚 南极洲 岛屿平坦的海岸线上繁殖,繁殖周期从 亲鸟 双方为期1个月的蜕皮阶段开始,到10月底结束。蜕皮完成后,求偶阶段会持续一个多月,直至11月或12月 雌鸟 产下一枚绿白色的卵。这枚卵被转移到雄鸟的脚上,在腹部的皮囊下孵化约54天,皮囊可保持王企鹅体内的温度。 产卵 后,雌鸟离开觅食,补充失去的体重。雌鸟回来后,伴侣企鹅轮流孵蛋,孵蛋时间从5-22天不等。 王企鹅 早成雏 的平均出生体重为430克,亲鸟继续轮流孵化和喂养雏鸟,直到5月份雏鸟长大到足以独立生存 。

雏鸟生长

王企鹅属雏鸟主要生活在雏鸟群中, 亲鸟 会外出觅食并定期回来喂养雏鸟,直到雏鸟体重增加到能够完全独立为止。雏鸟在离开亲鸟后,会与其他雏鸟一起生活。此时,亲鸟也会蜕皮并返回大海,开始为下一个 繁殖季节 储存能量。其中 帝企鹅 雏鸟在5个月大时,就可以完全脱离亲鸟;而王企鹅雏鸟从出生到独立,需要14-16个月 。

在王企鹅雏鸟成功蜕去幼羽之前,亲鸟不会开始下一个繁殖周期,这就导致 王企鹅 不能及时进入下一个繁殖季节,而晚于12月产下的蛋通常不能成功孵化,但这又可以让王企鹅快速进入下一个繁殖周期,以此不断循环。总之,繁殖周期开始得越早,成功的可能性就越大,这种两年一次的繁殖模式是 王企鹅 独有的。此外,食物供给也会影响王企鹅的繁殖时间和成功率 。

寿命

帝企鹅 在野外的预期寿命为15-20年,也有人认为帝企鹅的寿命可达50年,但研究表明只有1%的帝企鹅能活到这个年龄,人工饲养的帝企鹅寿命为20-34年。 早成雏 第一年的存活率因环境和气候因素而异,平均20%的雏鸟能活过第一年。成年帝企鹅的年存活率约为95.1%,年平均海面温度是影响成鸟存活率的一个因素。当海面温度较高时,如-24°C到10°C时,帝企鹅的存活率较低。 王企鹅 是一种长寿企鹅,其在野外的最长寿命为26年,人工饲养的王企鹅寿命可达41年 。

物种保护

保护现状

截止2019年,帝企鹅的全球年繁殖数量已达110万对,其分布范围遍及 南极洲 整个海岸,约有54个繁殖地,最大的繁殖地(含有多于1.5万对的繁殖企鹅)位于 罗斯海 和 威德尔海 。据研究人员预测,帝企鹅的适宜繁殖 栖息地 将持续减少,预计到2100年,帝企鹅 种群 数量将大幅减少,43个繁殖地中的种群数量预计将减少90%以上,接近灭绝。在这种情况下,南极年平均 海冰 面积将减少48%,最濒危的繁殖地很可能在关键 产卵 季节完全消失。如果帝企鹅无法找到更合适的繁殖栖息地,那么其种群数目将减少86% 。

截止2020年,王企鹅在 南乔治亚岛 、福克兰群岛、 智利 南部等地均有繁殖地,且繁殖规模仍在增加,据估计该物种的全球年繁殖数量为110万对。2015年的一项研究表明,南乔治亚岛的王企鹅 种群 数量约为45万对,克罗泽岛约为37.7万对, 渥太华 岛约为 100万对,其中南乔治亚岛已成为该物种在全球最大的繁殖地(占全球种群的40%) 。

致危因素

威胁王企鹅属动物生存的主要原因是气候变化,包括 海冰 浓度、厚度和持续时间的减少,以及气温上升。2008-2017年间,全球化石燃料和工业的 二氧化碳 排放量平均每年增加大于1.5%,导致大气中的二氧化碳、 甲烷 浓度快速增长,造成 全球气候变暖 。大多数 气候模型 认为,全球气候变化将导致21世纪后半期海冰面积减少近30%,这极有可能导致 王企鹅 属的 栖息地 减少,繁殖数量下降。此外, 人类活动 也会影响王企鹅属的 种群 数量,如渔民对 南极洲 银鱼 、 南极磷虾 的捕捞,以及科研基地、机场等基础设施的建设 。

除上述原因外,帝企鹅面临的另一个威胁是食物减少,南极冰雪融化加剧导致的海洋环流变化,可能会干扰将营养物质和碳从深海带回到表层水域的自然过程。此外,入侵物种可能会对部分地区的王企鹅 早成雏 造成一定影响,如野猫( Felis catus )会 捕食 雏鸟,但对成鸟死亡率并无影响。 南美灰狐 ( 伪狐属 griseus )也造成 王企鹅 群落中的部分雏鸟的死亡,但影响不大 。

保护级别

2019年, 帝企鹅 被《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》列为近危(NT)物种 。

2020年,王企鹅被《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》列为无危(LC)物种 。

保护措施

为保护 帝企鹅 的 种质 资源,多国科学家都对该物种进行了研究。但大多数实地研究都是在帝企鹅分布区北部的群落进行,对南部的 罗斯海 或 威德尔海 群落知之甚少,因为那里的冬季黑暗程度更高,且更加寒冷。此外,一些易被人类干扰的地区也受到了管制,如 帝企鹅 的7个繁殖地被指定为 南极洲 特别保护区(ASPA),7个栖息地被纳入罗斯海区域海洋保护区(RSRMPA),这可以保护帝企鹅的整个生活史上不受人类影响,包括繁殖、觅食和 换羽 过程 。

价值

生态旅游

王企鹅属动物是 南极 生态旅游业的一部分,在福克兰群岛进行的一项自然旅游研究中,王企鹅是该地区最受欢迎的企鹅,几乎所有游客都参观了王企鹅的繁殖地,而参观第二受欢迎企鹅种类的游客只有一半。游客在王企鹅群中逗留的时间也最长,平均为63分钟,而第二受欢迎的企鹅种类只逗留了19分钟。此外,许多组织和公司还会提供前往不同地区的 帝企鹅 观光一日游服务,包括过夜游,深受游客的欢迎 。

科学研究

帝企鹅是 南冰洋 的标志性生物之一,同时也是研究极地海洋生态系统的重要生物,多数研究表明帝企鹅对 海冰 分布和气温变化十分敏感,气候变化对其 种群 的生育能力和生活习性具有重要影响。研究帝企鹅种群数目和 栖息地 位置的变化、气候变化的具体关系,对研究气候变化对关键物种的影响具有深刻意义 。

相关文化

2005年, 法国 导演吕克·雅克拍摄了纪录片《 帝企鹅日记1 》(La marche de l'empereur),主要讲述了在 南极大陆 上帝企鹅怎样从相识相爱到共同孕育下一代,怎样战胜严酷的自然环境、食物匮乏和天敌,从北部迁移到相对温暖的南部,最后投向海洋怀抱的故事。该片荣获第78届奧斯卡 电影节 最佳纪录片奖 。

参考资料

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