Пингвины не замерзают в Антарктиде — из-за набора анатомических, физиологических и поведенческих адаптаций:
- Плотное оперение и слой воздуха под ним: перья густо прилегают и создают водо- и ветрозащитный барьер; у крупных видов густота перьев до $\approx 70\text{перьев}/{\text{см}}^2$.
- Подкожный жир (плотный слой жира/пуховой утеплитель): у императорских пингвинов жировой слой достигает примерно $3\text{–}5\text{см}$, он сохраняет тепло и запас энергии.
- Контртоковый теплообмен в конечностях: артериальная кровь от тела согревает венозную, идущую к телу, что снижает теплопотери через лапы и клюв (сохраняется тепло в глубине).
- Большая масса и компактная форма тела: отношение поверхности к объёму невелико, поэтому относительно меньше потерь тепла.
- Поведение: кучкование (huddling), снижение подвижности, закрывание лап и клюва, смена поз для экономии тепла.
- Высокая температура тела и метаболизм: поддерживают внутреннее тепло (температура тела у пингвинов около $38\text{–}40^{\circ }\text{C}$); в море они выдерживают воду до температуры около $-1.8^{\circ }\text{C}$, а в воздухе — экстремально низкие значения за счёт перечисленных адаптаций.
Почему осьминог пролезает в отверстие размером с монету:
- У осьминога нет твёрдого скелета: единственная жёсткая часть — клюв (пико). Всё остальное — мягкие мышцы и кожа, которые можно интенсивно деформировать. Ограничивающий размер — диаметр клюва.
- Гидростатический принцип и сохранение объёма: суммарный объём тела почти постоянен, но за счёт перераспределения тканей осьминог может сильно уменьшить поперечное сечение и удлинить или сжать части тела. Модельно: $V=A\cdot L$, где $V$ — объём, $A$ — поперечная площадь, $L$ — длина; если $A$ уменьшается до площади отверстия $A_h=\pi r^2$, то $L$ увеличивается $L=V/A_h$.
- Мышечная структура: есть круговые, радиальные и продольные мышцы, которые позволяют контролируемо «втягивать» и «расплющивать» тело, вытеснять воду и смещать мягкие части через узкий проход.
- Эластичная кожа и отсутствие внутреннего давления, превышающего прочность тканей, позволяют проходить через очень маленькие отверстия, пока клюв может пройти — остальное пройдёт вслед за ним.
Ключевая мысль: пингвины сохраняют тепло за счёт изоляции, жира, кровообращения и поведения; осьминоги пролезают благодаря полностью мягкому телу и тому, что их клюв — единственный жёсткий ограничитель.