給冰原上色，給同伴“澆頭”...企鵝拉便便遠(yuǎn)比你想象中更魔幻

在南極，憨態(tài)可掬的企鵝是雪原上常見的“風(fēng)景”，更魔幻的是，企鵝拉的便便也成為了南極一道獨(dú)特的景觀。不管是去南極旅游的游客還是在此科考的科研人員，無不對(duì)此印象深刻。

圖一 圖源science

不過真正讓他們“回味”終身的還得是那股臭味兒，獨(dú)特的混有海水咸濕的腥臭味，以至于大多在南極遇到企鵝的人都難以忘記。

但在人類看來又臭又臟的便便，對(duì)企鵝而言其實(shí)很有用處。

企鵝是鳥綱、今鳥亞綱、企鵝科下面所有物種的通稱。

大多數(shù)人對(duì)企鵝的認(rèn)知包括經(jīng)典黑白配色、直立行走以及生活在南極，而實(shí)際上，除了南極洲，企鵝也分布在南非、阿根廷、新西蘭和納米比亞等地。

盡管在外表看上去大差不差，不同種類的企鵝之間也有外形差異，例如帝企鵝體型最大，脖子周邊還帶有一圈淡淡的黃色；帽帶企鵝則在下巴處有一條細(xì)帶，因而得名。

圖二帽帶企鵝 圖源 Britannica

作為一種古老的游禽，企鵝雖然失去了飛行能力，但是在水中卻如魚得水，因此企鵝的主要食物來源包括磷蝦、魷魚和小型魚類。

根據(jù)企鵝的體型和重量，其飲食偏好也有所不同，其中較小型的企鵝（如阿德利企鵝）主要依靠磷蝦為生，在寒冷的南極，這種小型的甲殼類動(dòng)物提供了生存所必需的能量和營(yíng)養(yǎng)。

圖三 圖源americanoceans

更大型的企鵝（如帝企鵝）則有了更多的選擇，像魷魚、銀魚和鳳尾魚等物種非常受大型企鵝歡迎，因?yàn)樗鼈兒谐渥愕牡鞍踪|(zhì)、碳水化合物和膽固醇，很適合出?；钴S的企鵝獲取能量。

值得一提的是，由于企鵝們的食物單調(diào)且巨量，以至于它們的便便都染上了食物的顏色，所以現(xiàn)在的南極可能并非白茫茫的一片，還有一塊塊的粉紅色或青色的區(qū)域。其中貢獻(xiàn)最多的當(dāng)屬阿德利企鵝，它們每年要消耗約150萬噸的磷蝦，經(jīng)過生物內(nèi)部“工廠”轉(zhuǎn)化后，磷蝦體內(nèi)含有的天然色素蝦青素就由企鵝的便便“烙印”在了南極洲的冰原之上。

圖四 圖源allthatsinteresting

到了繁殖季節(jié)，南極許多企鵝都會(huì)聚在一起，除了找對(duì)象，還有一件事就是“聚眾拉屎”。

由于南極氣溫低，太陽光直射強(qiáng)度弱，如果直接將蛋下在冰面上，讓人很難不懷疑這顆蛋的生理狀況。

這時(shí)候，一大波熱乎的便便就發(fā)揮作用了，得益于企鵝超快的新陳代謝，它們平均每20分鐘就會(huì)拉一次便便，每小時(shí)最多可達(dá)6~8次，如此高密度加上高強(qiáng)度的排便，企鵝們很快就能在雪地上清理出一大塊繁殖地。

圖五恐怖的融雪能力 圖源 the verge

而褪去白色的雪原露出了深色的地表，相比于白色表面，在長(zhǎng)時(shí)間的陽光照射下，深色地表能吸收部分太陽熱量，為孵化企鵝蛋提供更好的條件。

此外，為了保證企鵝寶寶順利出生，負(fù)責(zé)孵蛋的雄性企鵝會(huì)杜絕一切危險(xiǎn)狀況，換而言之，它們幾乎會(huì)寸步不離地守在巢穴旁邊，即便是在大小便的時(shí)候。

圖六 圖源penguinsinternational

來自日本發(fā)光生物研究所的維克多·本諾·梅爾-羅肖（Victor Benno Meyer-Rochow）教授科考拍攝的照片記錄了企鵝在巢穴旁排便的景象：“一只企鵝站起來，緩慢地移動(dòng)到巢穴邊緣，然后轉(zhuǎn)身，抬起屁股，留下了一條幾十厘米長(zhǎng)的半液態(tài)白色（粉色）軌跡?！?/p>

圖七 圖源Alexey Seafarer/Shutterstock.com

這種行為也引起了兩位物理學(xué)家的興趣，它們想知道這種排便方式可以噴出多遠(yuǎn)以及企鵝泄殖腔所需要產(chǎn)生的壓力大小。

而通過計(jì)算，他們得出企鵝在排便時(shí)，其糞便最遠(yuǎn)可飛出30~40cm，此時(shí)直腸可以產(chǎn)生10-60千帕的壓力，相當(dāng)于人類排便時(shí)直腸所需壓力的三倍。

圖八 圖源improbable

這項(xiàng)研究還因此獲得2005年搞笑諾貝爾獎(jiǎng)，過了十幾年后，企鵝排便這件事又被日本兩位科學(xué)家翻出來，原因在于當(dāng)時(shí)研究時(shí)只考慮了企鵝在水平時(shí)的噴射距離，但如果企鵝站在更高的位置如巖石上，他們根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)方程估算最大噴射距離可以達(dá)到1.43m。

至于為什么要重新審視企鵝排便的物理學(xué)，因?yàn)檫@可以使企鵝飼養(yǎng)員更準(zhǔn)確地了解企鵝排便的噴射距離，進(jìn)而保持一定的安全距離。

只是對(duì)于沒有邊界感的企鵝群而言，通過這種方式排出的便便真的很容易“澆”在其他企鵝附近甚至身上，因此在孵卵的那段時(shí)間，企鵝原本的“紳士風(fēng)度”蕩然無存，變成了貨真價(jià)實(shí)的“落湯雞”。

圖九“討厭沒有邊界感的企鵝” 圖源reddit

作為南極的標(biāo)志性物種之一，了解企鵝的種群情況至關(guān)重要，但想要給企鵝們做上一次人口普查也絕非易事。讓科學(xué)家在環(huán)境惡劣的南極通過地毯式摸索企鵝顯然非常困難，而在空中使用衛(wèi)星也很難找到企鵝的蹤跡。

但意外的是，企鵝雖然沒找到，衛(wèi)星圖像上卻顯眼地出現(xiàn)了白色以外的“污點(diǎn)”，沒錯(cuò)，那是企鵝拉的便便。

利用這個(gè)信息，科學(xué)家準(zhǔn)確定位了不少企鵝棲息地，比如之前世界上最大的阿德利企鵝棲息地就是通過掃描衛(wèi)星圖像發(fā)現(xiàn)的。

圖十 圖源Penguinmap.com/Google Earth

大約150萬阿德利企鵝生活在南極洲邊緣的一個(gè)小島——“危險(xiǎn)群島”（Danger Islands），顧名思義，由于該島距離南極大陸較遠(yuǎn)，并且島上常年覆蓋著厚厚的冰蓋，導(dǎo)致研究人員從未對(duì)這個(gè)島進(jìn)行過調(diào)查。

而事實(shí)證明，生活在“危險(xiǎn)群島”上的阿德利企鵝比整個(gè)南極洲其他地方加起來都多，這一發(fā)現(xiàn)直接讓原本數(shù)量下降的阿德利企鵝一轉(zhuǎn)頹勢(shì)，成為數(shù)量最多的企鵝種群。

并且隨著遙感衛(wèi)星圖像的精度（亞米級(jí)）越來越高，科學(xué)家甚至可以直接通過圖像進(jìn)行群體檢測(cè)和豐度估計(jì)，大大降低了追蹤企鵝的難度。

簡(jiǎn)而言之，企鵝糞便不僅可以為它們提供一個(gè)避風(fēng)港和養(yǎng)育雛鳥的地方，還為人類提供了許多關(guān)于企鵝種群的重要信息。當(dāng)然更重要的是，我們也不能忽略企鵝糞便作為“肥料”的最基礎(chǔ)作用。

圖十一 圖源stef bokhorst

正如鯨落之于深海，糞便之于南極，也不亞于一場(chǎng)土壤內(nèi)部的狂歡，糞便中的氮、磷、碳等豐富的養(yǎng)分，肥沃了南極土地。據(jù)一項(xiàng)2019年的研究表明，在企鵝排便位置的方圓一千米以內(nèi)，生物多樣性要比其他地區(qū)高出八倍，為南極食物鏈貢獻(xiàn)了最原始的動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)：

1.Life thrives in Antarctic hot spots created by seal and penguin poop https://www.science.org/content/article/life-thrives-antarctic-hot-spots-created-seal-and-penguin-poop

2.Mapping the Abundance and Distribution of Adélie Penguins Using Landsat-7: First Steps towards an Integrated Multi-Sensor Pipeline for Tracking Populations at the Continental Scale https://doi.org/10.1371/journal.pone.0113301

3.Penguin Pooing Pressure, Calculated Anew https://improbable.com/2020/07/03/penguin-poo-pressure-calculated-anew/、

Penguin Poop Is So Pink And Plentiful That It Can Be Seen From Space https://allthatsinteresting.com/pink-penguin-poop

4.The Usefulness of Penguin Poo https://www.penguinsinternational.org/2020/02/09/the-usefulness-of-penguin-poo/

END

作者：魚魚

中國科普作家協(xié)會(huì)優(yōu)秀科普作品銀獎(jiǎng)獲得者

清蒸魚頭、麻辣魚頭等各種魚頭愛好者

責(zé)編：咕嚕