Turbodoładowanie pingwinów. Jak one to robią?

Roger Hughes, biolog z walijskiego uniwersytetu w Bangor, nigdy nie widział pingwinów cesarskich w naturze.

Oglądał je za to na filmie BBC – jak śmigają pod wodą, ciągnąc za sobą sznury baniek powietrza. Zainspirowany wcześniejszą rozmową z żoną o hydrodynamicznych właściwościach kostiumów pływackich zaczął się zastanawiać, czemu służą te bąbelki. Może ułatwiają pingwinom pływanie? Przedstawił sprawę koledze, biologowi Johnowi Davenportowi z uniwersytetu w Cork w Irlandii, który zajmuje się badaniem związków między budową zwierząt a ich ruchem. – Roger myślał, że od razu dam mu odpowiedź – wspomina Davenport. Okazało się jednak, że ani Davenport, ani nikt inny nie wie, jaką rolę te bąbelki odgrywają w pływaniu pingwinów. Przekopawszy się przez literaturę fachową, obaj naukowcy przekonali się, że nikt tego zjawiska nie badał. Postanowili zatem zająć się nim sami.

Do pomocy wzięli Poula Larsena, inżyniera z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego. Analizując podwodne zdjęcia pingwinów, odkryli, że pingwinom udało się coś, o czym od dawna marzyli konstruktorzy okrętów i torped: wykorzystują powietrze jako smar zmniejszający opory wody, co pozwala im osiągnąć większą prędkość. Pingwin pod powierzchnią napotyka opór wywołany tarciem między jego ciałem a wodą. Normalna prędkość ptaka zawiera się w przedziale od 1,2 do 2,7 m/s. Ale potrafi on też wykonać krótki zryw z prędkością kilkakrotnie większą (co pozwala uciec przed drapieżnikiem, np. lampartem morskim). Czyni to, wypychając z upierzenia powietrze w postaci maleńkich banieczek. Te pęcherzyki zmniejszają gęstość i lepkość wody w warstwie otaczającej ciało, dzięki czemu opór spada, a ptak może osiągnąć prędkość, która bez „turbodoładowania” byłaby poza jego zasięgiem.

Tajemnica tej niezwykłej zdolności kryje się w budowie upierzenia. Tak jak inne ptaki, pingwiny cesarskie potrafią nastroszyć pióra, aby pogrubić warstwę powietrza izolującą ciało przed chłodem. U większości ptaków pióra rosną w rzędach oddzielonych od siebie pasmami nagiej skóry, natomiast u pingwinów rozmieszczone są gęsto i równomiernie. Z dutki wyrastają włókna puchowe mające ledwie 20 mikronów średnicy, czyli o połowę mniej niż włos ludzki. Ten puch zatrzymuje powietrze i może uwalniać je w postaci niezwykle drobnych bąbelków, które tworzą smarującą warstwę na powierzchni upierzenia. Wprawdzie trudno sobie wyobrazić upierzony kadłub statku, lecz niewykluczone, że technika niedługo dogoni biologię. W 2010 r. holenderskie przedsiębiorstwo wprowadziło na rynek układy „smarujące” bąbelkami powietrza kadłuby kontenerowców, a w ubiegłym roku koncern Mitsubishi opracował układ smarowania powietrzem do supertankowców. Dotychczas jednak nie wymyślono niczego, co potrafi umknąć z prędkością pocisku lampartowi morskiemu i skoczyć wysoko na lodową barierę.

To wciąż strzeżony patent pingwinów.