Pinguinstoffwechsel | Penguin Metabolism

Apropos Stoffwechsel. Alle homoiothermen (gleichwarmen) Lebewesen halten ihre Körpertemperatur mithilfe ihres Stoffwechsels konstant. Hierbei bauen sie energiereiche Stoffe, also Kohlenhydrate, Fette, Proteine etc. zu energieärmeren organischen Stoffen, teilweise auch energieärmeren anorganischen Stoffen ab. Dabei gewinnen sie einen Teil der in den chemischen Verbindungen enthaltenen chemischen Energie für sich und machen diese für sich nutzbar. Bei diesem Vorgang entsteht, praktisch wie von selbst, Energie, die für den Körper nicht mehr direkt nutzbar ist, also Wärme. Bei so gut wie allen Vorgängen im Körper, wo Energie von einer Form in eine andere übertragen wird, fällt Energie in Form von Wärme ab, die von dem Lebewesen nicht mehr direkt genutzt wird. Dennoch ist für viele Lebewesen eine halbwegs konstante Körpertemperatur von großer Wichtigkeit, weil viele wichtige Vorgänge im Körper - beispielsweise enzymatische Vorgänge - temperaturabhängig sind. Der Körper schafft sich sozusagen während des Stoffwechsels die nötige Körperwärme, um diesen aufrechtzuerhalten. Doch gerade in kalten Klimaten reicht diese ständig anfallende Wärmeproduktion nicht aus, sodass der Körper gezielt Wärme produzieren muss. Dies geschieht sehr effizient im braunen Fettgewebe, wo eine modifizierter Komplex V der Atmungskette den H⁺ Gradienten zwischen der inneren und äußeren Mitochondrienmembran nutzt, um gezielt Wärme zu produzieren. Der Körper kann seine Körperwärme übrigens auch steigern, indem sich Muskeln bewegen und chemische Energie aus ATP in Bewegung und Wärme umgesetzt wird, weshalb Menschen auch zittern, wenn ihnen kalt ist. Pinguine zittern übrigens auch, aber sie verlassen sich mehr auf ihr außerordentlich dicke braune Fettgewebsschicht.

Generell sind sie aber eher darauf bedacht, ihren Wärmeverlust zu minimieren, anstatt mehr Wärme zu produzieren. Dennoch kommen Kaiserpinguine nicht darum herum, bei Temperaturen kälter als -13 Grad Celsius ihren Stoffwechsel zu beschleunigen, um mehr Wärme freizusetzen. pinguine.net

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Metabolism and thermoregulation during fasting in king penguins, Aptenodytes patagonicus, in air and water. By A. Fahlman, A. Schmidt, Y. Handrich, A. J. Woakes and P. J. Butler. Submitted 22 February 2005; accepted in final form 25 April 2005, American Journal of Physiology.

ABSTRACT – We measured oxygen consumption rate (VO2) and body temperatures in 10 king penguins in air and water. VO2 was measured during rest and at submaximal and maximal exercise before (fed) and after (fasted) an average fasting duration of 14.4 ± 2.3 days (mean ± 1 SD, range 10–19 days) in air and water. Concurrently, we measured subcutaneous temperature and temperature of the upper (heart and liver), middle (stomach) and lower (intestine) abdomen. The mean body mass (Mb) was 13.8 ± 1.2 kg in fed and 11.0 ± 0.6 kg in fasted birds. After fasting, resting VO2 was 93% higher in water than in air (air: 86.9 ± 8.8 ml/min; water: 167.3 ± 36.7 ml/min, P < 0.01), while there was no difference in resting VO2 between air and water in fed animals (air: 117.1 ± 20.0 ml O2/min; water: 114.8 ± 32.7 ml O2/min, P > 0.6). In air, VO2 decreased with Mb, while it increased with Mb in water. Body temperature did not change with fasting in air, whereas in water, there were complex changes in the peripheral body temperatures.