Das Prinzip des basisdemokratischen Wärmetausches

Während wir im deutschen Sommer auf Abkühlung hoffen, suchen die Kaiserpinguine in der Antarktis nach Wärme. Der Winter erreicht dort derzeit seinen Höhepunkt, gestern hatte es minus 27,2 Grad Celsius. „Wirklich kalt fühlt es sich aber erst ab minus 35 Grad an“, sagt Daniel Zitterbart, Doktorand an der Uni Erlangen-Nürnberg.

15 Monate verbrachte der Physiker auf der Deutschen Neumayer-Station und beobachtete Kaiserpinguine. Sie brüten ausgerechnet im Winter. „Dabei stehen die Tiere immer möglichst dicht zusammen, um sich zu wärmen“, sagt Zitterbart. „Gleichzeitig müssen aber alle in Bewegung bleiben.“ Zum Beispiel, um zum Wasser zu wandern oder hinter den nächsten Eisberg, wo es windstiller ist. „Sie müssen also häufig den Ort wechseln – ohne dabei die Gruppe aufzulösen.“ Denn bei Lücken zwischen den Tieren geht Wärme verloren. Stehen die Pinguine zu dicht beieinander, kommt keiner mehr voran. Zitterbart hat untersucht, wie den Pinguinen diese Gratwanderung gelingt, und seine Ergebnisse jetzt in einem internationalen Fachjournal publiziert. „Es ist interessant, mit welchen physikalischen Gesetzten man biologische Phänomene erklären kann“, sagt er.

Die Pinguingruppe mischt sich ständig durch, damit jedes Tier abwechselnd in der wärmenden Mitte oder am kalten Rand steht. Dabei bewegen sie sich in regelmäßig wiederkehrenden Wellen. „Einer macht einen Schritt, und seine Nachbarn machen ihn nach“, sagt Zitterbart. Alle 30 bis 60 Sekunden wechseln die Pinguine so ihren Platz. „Wir können noch nicht sagen, wer anfängt oder wie sie sich absprechen“, erklärt der Physiker. „Aber den Tieren gelingt es dadurch, ihre Wärmeversorgung zu optimieren.“

9986 Fotos hat Zitterbart von seiner Pinguinkolonie gemacht, alle 1,3 Sekunden ein Bild, und sie anschließend im Zeitraffer abgespielt. „Mit bloßem Auge könnte man die Wellen nicht erkennen, dazu sind sie zu minimal.“ Eine von Zitterbart entwickelte Software analysierte anschließend die Route jedes einzelnen Pinguins.