完全に低体温のキングペンギンと部分的に低体温のキングペンギンの体表の再暖かさ

Body surface rewarming in fully and partially hypothermic king penguins.

• Agnès Lewden
• Andreas Nord
• Batshéva Bonnet
• Florent Chauvet
• André Ancel
• Dominic J McCafferty

抄録

ペンギンは、採食旅行の後、低体温状態で陸地に戻るときに大きな温度変化に直面します。そのため、非断熱性の付属器官（ヒレや足）は、その後の再暖機時に柔軟な熱交換を行うことができる可能性がある。ここでは、この回復期に末梢血管拡張が遅れる可能性があるという仮説を検証した。そのために、完全低体温状態のキングペンギン（Aptenodytes patagonicus）を実験室で再暖機したときの表面再暖機のパターンを、完全低体温状態（37℃未満の羽毛と周辺部（ここでは、ヒレ、足、胸部））と部分的低体温状態（羽毛は正常体温≧37℃で、周辺部は低体温状態）の両方で検討した。両群とも21分間の観察期間中に再暖機を行ったが、その温度変化は部分的に低体温の鳥類よりも完全低体温の鳥類の方が大きかった。また、完全低体温の鳥類では、部分低体温の鳥類に比べて末梢温度が5分遅れていることから、低体温の影響を受けていることが示唆された。また、実験室で得られたデータがフィールドでも適用できるかどうかを調べるために、自由行動中のペンギンがコロニーに上陸した後の表面温度を記録しました。その結果、実験室で再暖をとったペンギンと比較して初期の地表温度は低く、陸上では同程度の期間で変化が少ないことがわかりました。これは、環境条件と実験室での取り扱いによる熱発 生の可能性の両方によって説明できると考えられる。しかしながら、本研究は、ペンギンが海から陸へと移行する際に、付属品の血管拡張が再暖機中に柔軟に利用され、回復は内部温度と環境条件の両方に影響される可能性があることを実証した。

Penguins face a major thermal transition when returning to land in a hypothermic state after a foraging trip. Uninsulated appendages (flippers and feet) could provide flexible heat exchange during subsequent rewarming. Here, we tested the hypothesis that peripheral vasodilation could be delayed during this recovery stage. To this end, we designed an experiment to examine patterns of surface rewarming in fully hypothermic (the cloaca and peripheral regions (here; flippers, feet and the breast) < 37 °C) and partially hypothermic (cloaca at normothermia ≥ 37 °C, but periphery at hypothermia) king penguins (Aptenodytes patagonicus) when they rewarmed in the laboratory. Both groups rewarmed during the 21 min observation period, but the temperature changes were larger in fully than in partially hypothermic birds. Moreover, we observed a 5 min delay of peripheral temperature in fully compared to partially hypothermic birds, suggesting that this process was impacted by low internal temperature. To investigate whether our laboratory data were applicable to field conditions, we also recorded surface temperatures of free-ranging penguins after they came ashore to the colony. Initial surface temperatures were lower in these birds compared to in those that rewarmed in the laboratory, and changed less over a comparable period of time on land. This could be explained both by environmental conditions and possible handling-induced thermogenesis in the laboratory. Nevertheless, this study demonstrated that appendage vasodilation is flexibly used during rewarming and that recovery may be influenced by both internal temperature and environmental conditions when penguins transition from sea to land.