Pinguim-imperador (Aptenodytes forsteri) é a maior ave da família Spheniscidae (pinguins). Os adultos podem medir até 1,22 metros de altura e pesar até 37 kg. Os machos desta espécie são um dos poucos animais que passam o inverno na Antártida.
O pinguim-imperador caracteriza-se pela plumagem multicolorida: cinza-azulado nas costas, branco no abdômen, preto na cabeça e barbatanas. Esta espécie apresenta também uma faixa alaranjada em torno dos ouvidos. Sua alimentação baseia-se em pequenos peixes, krill e lulas, que pescam em profundidades de até 250 metros. O pinguim-imperador pode ficar submerso por cerca de vinte minutos sem respirar. Seus predadores naturais incluem a orca, foca-leopardo etubarões.
O padrão reprodutivo é bastante característico. As fêmeas põem um único ovo em maio/junho, no final do outono, que abandonam imediatamente para passar o inverno no mar. O ovo é incubado pelo macho durante cerca de 65 dias, que correspondem ao inverno antártico. Para superar temperaturas de -40 °C e ventos de 200 km/h, os machos amontoam-se e passam a maior parte do tempo dormindo para poupar energia. Eles nunca abandonam o ovo, que congelaria, e sobrevivem à base da camada de gordura acumulada durante o verão. A fêmea substitui o macho apenas quando regressa no princípio da primavera. Se a cria choca antes do regresso da mãe, o macho do pinguim-imperador alimenta o filho com secreções de uma glândula especial existente no seu esôfago.
Adaptações ao frio
O pinguim-imperador é a espécie de ave que se reproduz no ambiente mais frio. As temperaturas do ar podem chegar aos 40 °C negativos, e a velocidade do vento pode atingir os 144 km/h. A temperatura da água é próxima do ponto de congelamento, com cerca de 1,8 °C negativos, que é muito inferior à temperatura média corporal do pinguim-imperador, que é de 39 °C. A espécie adaptou-se de várias formas para evitar a perda de calor. As penas proporcionam de 80 a 90% do seu isolamento térmico, e possuem uma camada subdérmica de gordura que pode chegar a ter 3 cm de espessura antes de uma época de reprodução. As sua penas rígidas são curtas, lanceoladas e formam um conjunto denso ao longo de toda a superfície da pele. Com cerca de 100 penas a cobrir 6,5 cm², é a espécie de ave com maior densidade de penas. Uma camada extra de isolamento é formado por tufos de primeira plumagem, entre as penas e a pele. Os músculos permitem que as penas permaneçam erectas quando as aves estão em terra, reduzindo a perda de calor ao fixarem uma camada de ar junto à pele. Inversamente, a plumagem ajusta-se junto à pele quando a ave está na água, provocando a impermeabilização da pele e da camada de plumagem adjacente. A limpeza das penas é vital para garantir o correcto isolamento térmico e para manter a plumagem oleosa e repelente de água.
O pinguim-imperador tem a capacidade de fazer termorregulação (manter constante a sua temperatura corporal) sem alterar o seu metabolismo, num intervalo grande de temperaturas. Conhecido como o intervalo termoneutro, pode estender-se dos –10 aos 20 °C. Abaixo deste intervalo de temperatura, a sua taxa metabólica aumenta significativamente, apesar de o indivíduo poder manter a sua temperatura corporal entre os 37,6 e os 38,0 °C até aos -47 °C de temperatura ambiente. Para aumentarem o metabolismo, podem fazer um conjunto de movimentos: nadar, andar e tremer. Um quarto processo envolve a quebra metabólica de gorduras por enzimas, acção induzida pela hormona glucagon. A temperaturas acima de 20 °C, o pinguim-imperador pode exibir agitação, isto porque o aumento de temperatura e de taxa metabólica leva a um aumento da perda de calor. Levantando as suas asas e expondo a parte inferior do corpo, aumenta a exposição da superfície corporal ao ar em cerca de 16%, facilitando uma maior perda de calor.
Adaptações à pressão
Para além das condições adversas de frio, os pinguins-imperador encontram outro ambiente inóspito enquanto fazem mergulhos profundos. A pressão pode ser 40 vezes superior do que à superfície, o que para a maioria de outros animais terrestres pode causar trauma por pressão (barotrauma). Os ossos dos pinguins são sólidos e não pneumáticos, eliminando o risco de barotrauma mecânico. No entanto, é desconhecido como a espécie evita os efeitos do mal de descompressão induzido pelo nitrogénio. O uso de oxigénio é marcadamente reduzido, derivado da redução da taxa de batimento cardíaco para cerca de cinco vezes por minuto e da paragem de funcionamento dos órgãos que não são vitais, facilitando desta forma mergulhos de maior duração. A hemoglobina e a mioglobina do pinguim-imperador são capazes de se ligar ao oxigénio e também de o transportar, a baixas concentrações no sangue; isto permite que a ave permaneça com as suas funções activas a muito baixas concentrações de oxigénio, condições que normalmente levaria a uma perda de consciência
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