Kolonies van broedende koningspinguïns gedragen zich net als deeltjes in vloeistoffen, volgens een nieuwe studie van de Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) en internationale collega's. Deze "vloeibare" organisatie en structuur stelt broedkolonies in staat zichzelf te beschermen tegen roofdieren en tegelijkertijd de leden bij elkaar te houden.

Koningspinguïns worden bedreigd door klimaatverandering, waarbij de opwarming van de aarde hun belangrijkste voedselbronnen verder naar het zuiden verplaatst. De nieuwe informatie over hoe pinguïnkolonies zichzelf vormen en structureren - en hoe kolonies afhankelijk kunnen zijn van de fysieke kenmerken van nieuwe broedplaatsen - is cruciaal voor het voorspellen van de veerkracht van de soort.

"Koningspinguïnkolonies zijn ook van bijzonder belang omdat alleen zij en keizerspinguïns geen nesten bouwen, en niemand heeft eerder onderzocht welk effect dit heeft op hun kolonies, " zegt Richard Gerum, een doctoraat student aan de Universiteit van Erlangen-Nuernberg en hoofdauteur van het artikel dat op 4 april is gepubliceerd, 2018, in de Journal of Physics D .

In plaats van nesten te bouwen, koningspinguïnparen leggen één ei per broedseizoen, die de ouders om de beurt uitbroeden en beschermen door het ei op hun poten te dragen. Broedparen en individuen vormen zeer grote en dichte kolonies.

Om de koloniestructuur van pinguïns te onderzoeken, het onderzoeksteam gebruikte luchtfoto's gemaakt vanuit een helikopter om de posities van duizenden individuele dieren en broedparen gedurende meerdere jaren vast te leggen in twee kolonies op de eilanden Crozet en Kerguelen. De afbeeldingen werden vervolgens geanalyseerd met behulp van de radiale distributiefunctie, een wiskundige relatie die helpt te beschrijven hoe de atomen zich om elkaar heen wikkelen in vaste stoffen, vloeistoffen, of gassen.

Het team voerde computersimulaties uit van de bewegingen van de pinguïnbroedkolonies en ontdekte dat ze lijken op de bewegingen van moleculen in een 2D-vloeistof. terwijl ze elkaar aantrekken en afstoten in een beperkte vlakke ruimte.

"Deze vloeibare toestand is een compromis tussen dichtheid - of hoe compact de kolonie is - en flexibiliteit, waardoor de kolonie zich kan aanpassen aan zowel interne als externe veranderingen, " legt senior auteur Daniel Zitterbart uit, een natuurkundige bij WHOI en adjunct-wetenschapper aan de Universiteit van Erlangen-Nuernberg. "Bijvoorbeeld, als een paar hun ei verliest of verlaat, het laat een vacature in de kolonie, maar we zien nooit lege plekken in onze luchtbeelden. Vermoedelijk worden die gevuld door pinguïns die een minder geprefereerde broedplaats hadden ingenomen."

Koningspinguïns hebben een zeer lange broedcyclus van meer dan 14 maanden, wat leidt tot een constante mengeling van vroege en late kwekers. Zitterbart zegt dat de volgende stap in het onderzoek is om methoden te ontwikkelen om op afstand de toestand van broedkolonies te beoordelen. De meeste kolonies zijn afgelegen en worden zelden bezocht, en er zijn maar weinig luchtfoto's.

"Deze publicatie is een eerste uitgebreide kwantitatieve beoordeling van de structuur en dynamiek binnen koningspinguïnkolonies en een eerste stap in het ontwikkelen van koloniedescriptoren van hogere orde, die uiteindelijk kan helpen om de kwetsbaarheid van de soort op afstand te beoordelen, ' Zegt Zitterbart.

Het onderzoeksteam omvatte ook collega's van de CNRS/Universiteit van Straatsburg (IPHC/Frankrijk), het CNRS/Universiteit van Montpellier (CEFE/Frankrijk) en het Centre Scientifique de Monaco. Het werk werd gefinancierd door het Instituut Polaire Français Paul-Emile Victor (IPEV 137 en 354) en door de Deutsche Forschungsgemeinschaft.