Sitemap | Zoeken | Contact  | English - Engels  

  • Definities
  • Bij pinguïns
  • Vastvriezen aan ijs?

Warmtebehoud: definities

De vogels (en dus ook de pinguïns) zijn homoiotherme dieren (ook wel endotherme of warmbloedige dieren genoemd). Hun lichaamstemperatuur wordt geregeld op een instelwaarde die onafhankelijk is van de omgevingstemperatuur en die een optimaal functioneren van de lichaamsprocessen garandeert.


3.1 Warmteproductie en -afgifte
De hoogte van de lichaamstemperatuur wordt bepaald door het evenwicht tussen warmteproductie en warmteafgifte.
3.1.1 Warmteproductie
De warmteproductie is een gevolg van de stofwisseling. In rust wordt vrijwel alle warmte geproduceerd als gevolg van de stofwisselingsactiviteit in de ingewanden (lever, nieren, hart), terwijl tijdens lichamelijke inspanning de arbeidende spieren een bijdrage gaan leveren die groter wordt naarmate de arbeidsinspanning toeneemt: in rust bedraagt de warmteproductie 4-8,5 kJ/min, terwijl bij matige arbeid (bijv. flink fietsen) de spieren alleen al een bijdrage leveren van ca. 12 kJ/min.

3.1.2 Warmteafgifte
De warmteafgifte vindt in hoofdzaak plaats via de huid en kan op verschillende manieren geschieden:
  • straling: als de temperatuur van de huid hoger is dan van de omringende omgeving, wordt warmte in de vorm van infrarode straling afgestaan;
  • geleiding: als de huid in contact is met een kouder, warmtegeleidend medium, bijv. steen;
  • stroming: als de huid in contact is met een kouder, bewegend medium, bijv. water, lucht;
  • verdamping: vocht op de huid kan door verdamping warmte aan de huid onttrekken (bij 37 °C is dit 2,45 MJ per liter verdampt water); dit vocht is zowel zweet, geproduceerd door de zweetklieren, als, zij het veel minder, weefselvocht.

© Encarta® - Encyclopedie 2000 - Winkler Prins. 1993-1999 Microsoft Corporation/Elsevier

Warmtebehoud specifiek voor pinguïns

Voor een warmbloedige pinguïn bedraagt die lichaamstemperatuur ongeveer 39 °C.
Alle dieren verkrijgen de nodige energie om die lichaamswarmte te behouden door de verbranding van voedsel. Om voedsel te verbranden heeft men zuurstof nodig, die wordt opgenomen via de ademhaling. Bij de mens zorgen de inwendige organen, zoals lever, nieren, hart en hersenen tijdens rust voor 3/4 van de totale lichaamswarmte. Deze vrijgemaakte warmte wordt constant naar buiten gevoerd en aan de omgeving afgegeven. De lichaams-temperatuur blijft dus constant als er een evenwicht is tussen de in het lichaam gevormde warmte (warmteproductie) en de hoeveelheid warmte die wordt afgevoerd (warmteafgifte) (zie definities).

Mens en dier kan zijn warmtehuishouding beïnvloeden door een omgevings-temperatuur te kiezen die niet te veel verschilt van de lichaamstemperatuur.
Bovendien kan men de warmteproductie naar believen verhogen of verlagen. Het eerste bereikt men door veel activiteit of door rillen. Bovendien wordt de warmte-geleiding sterk beïnvloed door de buitenste lichaamslagen (vet en huid). Door een vergroten of verkleinen van de doorbloeding en door de schikking van de haren of (in dit geval) de veren wordt de warmte-isolatie veranderd.

Veren

Bij pinguïns gebeurt deze warmte-isolatie door hun verenkleed en de daar-onderliggende vetlaag. Het verenkleed is heel dicht (zie lichaam) en wordt regelmatig verzorgd en ingevet, zodat het een water-ondoorlaatbaar omhulsel vormt. De donsveren vormen een waterdicht onderkleed, dat een isolerende luchtlaag direct op de huid vasthoudt en zo bijdraagt tot het warmtebehoud. Aan land kan de vogel z'n veren oprichten zodat de isolatie nog versterkt wordt.
Bij windstilte is de oppervlakte van een pinguïn niet warmer dan de omgevings-temperatuur van de lucht, zodat de sneeuw erop blijft liggen zonder te smelten. In plaats van de warmte te onttrekken, zorgt de sneeuw voor beschutting tegen de ijzige wind en verhindert zo een te groot warmte-interval. Toch is dit niet altijd voldoende en dus moet hij z'n warmteproduktie verhogen door heftig bewegen met de vleugels of rillen.

Tijdens het duiken wordt het verenkleed door het water samengedrukt en wordt zo de luchtlaag dunner. Hierbij ontstaan de typische luchtbellen die men ziet ontsnappen tijdens het zwemmen.
Luchtbellen bij humboldtpinguin
Nu moeten de vetlaag en de huid de isolatie-functie over-nemen. Bij keizers- en adéliepinguïns is de huid 0,4 cm en de vetlaag tot 2 cm dik. Bovendien zijn ze in het water zeer actief en snel en produceren de spieren dus voldoende warmte om de lichaams-temperatuur stabiel te houden. Deze warmte wordt vermoedelijk ook gebruikt om het, bij het duiken opgenomen voedsel van 0°C tot lichaamstemperatuur op te warmen. Die lichaamstemperatuur is bij een pinguïn niet zo constant als bij de mens, maar kan tot 3°C naar boven of onder wisselen.

IJswater bezit een veel grotere (25 maal meer) warmtegeleiding dan de antarctische lucht, zodat bij gelijke temperatuur een pinguïn ofwel één minuut in het water of 25 minuten aan land kan rusten. Het warmteverlies is in beide gevallen even groot.

Zo gauw een pinguïn aan land is, begint hij z'n verenkleed te poetsen en te kammen. Met hun bek gaan ze met gelijk-matige bewegingen door hun veren en schudden hierbij hun kop om het eruitgekamde water kwijt te raken. Hun hals is zo beweeglijk dat ze bijna overal aan kunnen. Na elke baan gaan ze met hun snavel naar de stuitklier, een dubbele zak zo groot als een erwt, bij de staartwortel, waarin zich een wasachtige stof bevindt. Met lichte druk wordt stuitvet van de klier op de nabijgelegen veren gebracht, en zo op de snavel verdeeld. Dit stuitvet wordt dan gelijkmatig over de veren aangebracht. De kop wordt verzorgd doordat stuitvet van de snavel op de vleugels en dan met de vleugels op de veren van de kop wordt verdeeld.
Dit stuitvet, bestaande uit een gecompliceerd mengsel van olie en was voorkomt uitdrogen en dient vooral als isolatie tegen water. Bovendien bezit het "vuil-afwerende" eigenschappen en verhindert dat zich schimmels, bacterien of algen in de veren vastzetten.

Hijgen van een humboldtpinguin
De luchtlaag tussen de veren en de vetlaag onder de huid isoleren zo sterk dat een pinguïn gevaar loopt bij mooi weer over-verhit te geraken. Wanneer ze namelijk snel door de kolonie lopen en de zon op hun zwarte veren brandt, kan de warmte niet snel genoeg afgevoerd worden. Men merkt dan dat ze hun vleugels spreiden om het lichaams-oppervlak te vergroten. Bij sommige soorten kan men zelfs zien dat de onderkant van de vleugels met bloed wordt volgepompt en lichtroze wordt. Dit lichaamsdeel is bijna niet geïsoleerd zodat ze langs deze weg overtollige warmte kunnen afvoeren. Is ook dit nog niet voldoende dan hijgen ze zoals een hond en geven bijkomende warmte af via de vochtige slijmhuid.
De 4 soorten van de Spheniscus, die in warmere regios leven, hebben een extra onbedekte (geen veren), roze vlek rond de bek, waarlangs ze een te veel aan warmte kunnen afvoeren.

Men kan zich de vraag stellen waarom een pinguïn niet met zijn poten vastvriest aan het ijs?

Bij koude daarentegen worden de poten en vleugels met weinig bloed verzorgd, zodat de temperatuur ervan slechts enkele graden boven nul is en het warmteverlies door deze lichaamsdelen heel gering. Bij keizers- en koningspinguïns is het warmteverlies aan de voeten zo gering omdat ze enkel met de hielen de grond raken. De voeten wijzen naar de lucht en de aanraking is aldus tot een minimum beperkt.

bloedcirculatie (26 K)
Het niet vastvriezen komt door het ingenieuze systeem van de bloedcirculatie in de poten. Het warme, zuurstofrijke bloed dat naar de poten wordt gepompt wordt direkt al gedeeltelijk afgekoeld door het terugstromende, zuurstof-arme koude bloed. De adertjes voor het afvoeren van het koude bloed liggen namelijk rond de slagaders, die het warme bloed naar de poten voert. Zo koelt het warme bloed af en het koude wordt opgewarmd. Dit heeft tot gevolg dat er heel weinig warmte verloren gaat via de poten.

In Antarctica broedt een pinguïn bij temperaturen van -40 °C en verdraagt ijsstormen tot 130 km per uur. Een keizerspinguïn-vrouwtje legt het enige ei en geeft het dan door aan het mannetje. Dit is niet zo eenvoudig als men weet dat zo´n ei niet rond maar spits is, opdat het niet zou wegrollen en het bovendien het ijs slechts heel kort mag raken wegens bevriezingsgevaar. Daarna verlaat het vrouwtje de kolonie om met de andere vrouwtjes nog honderd of meer kilometers af te leggen op zoek naar een opening in het ijs waar ze in zee kunnen om te eten. Twee maanden zal het duren voor het ei uitkomt en de vrouwtjes met voedsel terugkeren. Heel die tijd moet het mannetje daar op het ei broeden, zonder voedsel. Hierbij verliest het een derde van z'n gewicht, vooral vet en spierweefsel, omgezet in energie die gebruikt wordt om de lichaamstemperatuur op peil te kunnen houden.
© Pinguins info  |   2000-2015