De lange mars van de keizerpinguïn

Bij de keizerpinguins broeden de mannetjes het ei uit. Daarna waggelen ze soms honderden kilometers naar open zee. De Franse bioloog Yvon Le Maho volgde hun route op zijn computerscherm.

Af en toe droomt hij er wel eens van. Om op een paar van zijn keizerpinguïns kleine videocamera's te monteren zodat hij zijn onderzoeksobjecten ongestoord en permanent kan volgen. ""Ach, maar dat is toekomstmuziek'', mompelt Yvon Le Maho, terwijl hij in de koffiebar van het Nationaal Wetenschapscentrum in Straatsburg succesvol een suikerzakje sloopt.

Bij zijn meest recente onderzoeksproject heeft de 45-jarige bioloog zich evenwel van een nauwelijks minder ambitieuze methode bediend. Door bij keizerpinguïns een zendertje, batterij en antenne op hun rug te bevestigen, is Le Maho in staat geweest om via een satelliet hun activiteiten nauwlettend te volgen. Daarmee kon voor het eerst worden vastgesteld wat de mannelijke keizerpinguïns doen op Antarctica nadat ze, goeddeels in het aardedonker en bij een gemiddelde temperatuur van minus dertig graden Celsius, zo'n 64 dagen lang een ei hebben staan uitbroeden.

De keizerpinguïn (Aptenodytes forsteri) is met een lengte van 120 centimeter en een gewicht variërend van 23 tot 45 kilo de grootste en zwaarste van alle zestien of achttien pinguïnsoorten - wetenschappers verschillen van mening over de uniciteit van sommige exemplaren. Van het bestaan van de vogel, die behalve op zee veel tijd doorbrengt op afgelegen stukken zee-ijs aan de rand van het Antarctisch continent, werd aan het begin van deze eeuw pas voor het eerst melding gemaakt.

Om jongen te kunnen grootbrengen in de Antarctische zomer, wanneer er ruim voldoende voedsel is, leggen keizerpinguïns in juni, aan het begin van de winter een ei. Het vrouwtje verlaat enkele uren hierna de kolonie om op zee te gaan eten. Het uitbroeden wordt geheel overgelaten aan het mannetje. Ruim twee maanden trotseren duizenden mannetjespinguïns dicht aaneengeschurkt de winterkou terwijl de wind met snelheden van vaak meer dan 150 kilometer per uur het leven verder onaangenaam maakt. Op hun poten ligt een ei dat ze met een buikplooi afdekken.

Kort voor het uitkomen van het ei of net na de geboorte keert het vrouwtje terug bij haar partner die dan ongeveer 120 dagen lang niet heeft gegeten. Zijn lichaamsgewicht is in die periode met veertig procent afgenomen. Welke tocht en hoe lang de mars is die de keizerpinguïn vervolgens maakt om polynia's - open meertjes tussen zee-ijs - te bereiken om daar te kunnen aansterken - dat heeft Le Maho nu geregistreerd.

Blunder

Vlak bij het Franse Antarctische onderzoeksstation Dumont d'Urville op Terre Adélie tegenover Australië, ligt de kolonie keizerpinguïns van Pointe Géologie die door de Fransen al dertig jaar wordt bestudeerd. In augustus 1990 werden met lijm zes pinguïns voorzien van een pakketje van zo'n 475 gram waarin een batterij, zender en antenne zat. Het geslacht van een pinguïn is met het blote oog niet vast te stellen, dus de mannelijke proefpersonen werden aan het eind van de broedperiode geselecteerd aan de hand van hun vermagerde gestalte. Toch werden er meteen fouten gemaakt, bekent Le Maho, want zijn medewerkers voorzagen twee pinguïns van apparatuur die in het geheel niet vertrokken. ""Dat waren dus vrouwtjes die net goed gegeten hadden. Ik was helemaal van streek van deze blunder''.

De vier andere pinguïns begonnen evenwel aan hun speurtocht op zoek naar voedsel. Le Maho kon hun wederwaardigheden volgen op zijn computerscherm in Straatsburg. Van elke pinguïn werd gemiddeld vier keer per dag door een 850 kilometer boven de aarde zwevende satelliet een signaal opgevangen dat werd doorgegeven aan het grondstation in Toulouse. Via een telefoonlijn zag Le Maho iedere dag de verwikkelingen en kon hij de tocht in kaart brengen met behulp van satellietfoto's die herhaaldelijk werden gemaakt van de omgeving van het zee-ijs. ""Het was allemaal heel opwindend'', zegt de bioloog.

De vier pinguïns liepen met een gemidelde snelheid van 0,5 kilometer per uur. De afstand die ze te voet aflegden varieert van 82 tot 296 kilometer. Twee pinguïns konden niet worden gevolgd tot het bereiken van de polynia's omdat de zender het begaf.

Hoe de pinguïns weten waar ze naar toe moeten, is op zich al een raadsel. Le Maho houdt er rekening mee dat de pinguïns, die pas op vierjarige leeftijd broeden, de weg weten omdat ze al eerder bij de polynia's zijn geweest en zich de exacte ligging herinneren. Maar ook is mogelijk, aldus Le Maho, dat pinguïns onderweg van soortgenoten horen bij welke sneeuwhoop ze rechtsaf moeten slaan en waar ze rechtdoor moeten waggelen.

Enige maanden na dit Franse onderzoek hebben collega's van de Universiteit van Californië in San Diego vijf keizerpinguïns - mannetjes en vrouwtjes - van een kolonie op Kaap Washington bij de Ross-zee op een identieke wijze gevolgd. Deze pinguïns bevonden zich op drie kilometer van open water. De afstanden die deze pinguïns in de zomer zwemmend aflegden, varieert van 164 tot 1.454 kilometer. Met een dieptemeter kon bovendien worden vastgesteld dat de keizerpinguïn tot een diepte van 500 meter kan duiken.

Goedkope onderzoeker

Belangrijkste conclusie die de onderzoekers uit dit onderzoek trekken is dat via deze studie is aangetoond dat de keizerpinguïn kan worden gebruikt als een ideale en goedkope oceanografische onderzoeker. ""De vogel is voor zijn voedsel geheel afhankelijk van wat de zee hem biedt. De keizerpinguïn en bijvoorbeeld zijn broedsucces vormen dus een uitstekende indicator voor de kwaliteit van het zeemilieu. Hij kan bovendien op plekken komen die voor schepen goeddeels onbereikbaar zijn'', vertelt Le Maho.

De Fransman bestudeert al ruim twintig jaar het wel en wee van 's werelds grootste pinguïn. Een vogel die kennelijk inspireert tot opvallend wetenschappelijk onderzoek. De wellicht meeste heroïsche naspeuring die ooit is gedaan, betrof namelijk ook een studie naar de keizerpinguïn. Het onderzoek werd uitgevoerd door drie Engelsen, Wilson, Bowers en Cherry-Garrard, die deel uitmaakten van de expeditie van Scott die enige maanden later tevergeefs, en met dodelijke afloop, zou proberen als eerste mens de geografische zuidpool te bereiken.

Op 27 juni 1911 vertrokken de drie Engelsen te voet en met twee sledes en 350 kilo bagage voor een meer dan honderd kilometer lange tocht op zoek naar enige eieren van keizerpinguïns. Ze hoopten dat onderzoek van de pinguïn-embryo nader inzicht zou kunnen verschaffen over de oorsprong van de vogel en de link tussen vogels en reptielen.

De tocht werd afgelegd onder abominabele condities. De temperatuur kwam overdag veelal niet boven de -50 graden celsius uit. De mannen sliepen een groot deel van de tocht alleen in een slaapzak omdat de tent wegwaaide. Door bevroren transpiratie werd de acht kilo wegende slaapzak uiteindelijk 2,5 keer zo zwaar. Alleen via het verbranden van moeizaam gevangen pinguïns voorzagen ze zich van brandstof. Het was een expeditie vol onnoemelijk lijden. ""Tijdens onze toch gingen we de dood als onze vriend beschouwen'', schreef Apsley Cherry-Garrard in zijn aantekeningen, gebundeld in het boek The worst journey in the world.

Toen de drie na 36 dagen meer dood dan levend terugkeerden in het basiskamp moesten de bevroren kleren van hun lichaam worden losgesneden. In hun bagage zaten drie pinguïn-eieren, drie andere waren onderweg gebroken. Later onderzoek op de Universiteit van Edinburgh leverde evenwel geen enkele aanwijzingen op over de opgeworpen onderzoeksvragen. Tragisch is ook dat een paar maanden na deze helse tocht Bowers en Wilson het leven lieten als metgezellen van Scott tijdens de onder relatief betere omstandigheden afgelegde expeditie naar de uiterste zuidpool.

Onderzoek naar kamelen

Bioloog Le Maho is min of meer per toeval pinguïn-expert geworden. In 1971 kreeg hij het aanbod om van militaire dienst te worden vrijgesteld als hij bereid was vijftien maanden achtereen op Dumont d'Urville onderzoek te verrichten naar pinguïns. De keuze voor Antarctica was snel gemaakt. ""Maar als ze mij een onderzoek naar kamelen hadden aangeboden, had ik het ook gedaan'', zegt Le Maho nu.

Inmiddels is hij volledig in de ban van de grote pinguïn. Dit jaar verschijnt er een boek van zijn hand dat geheel gewijd is aan l'empereur, de keizer. Onder Maho's leiding, die directeur is van het Centre d'ecologie et physiologie energetiques in Straatsburg, doen zo'n veertig wetenschappers en technici onderzoek naar pinguïns. De onderzoekers werken vanaf vier stations: op Antarctica en op de sub-antarctische eilanden Crozet, Amsterdam en op de Kerguelen. ""Ik run hier een kleine onderneming'', zegt Le Maho haast verontschuldigend terwijl hij het zoveelste telefoontje in ontvangst neemt of een onaangekondigde bezoeker afwimpelt. ""Wetenschappelijk onderzoek doe ik 's avonds en 's nachts, thuis''.

Inmiddels heeft Le Maho zes reizen gemaakt naar Antarctica. Behalve met onderzoek naar de waarde van de keizerpinguïn als indicator voor de kwaliteit van het zeemilieu, heeft Le Maho de nodige faam opgebouwd met studies naar de energiehuishouding van de keizerpinguïn. Hij wil weten hoe het mogelijk is dat een dier op de klimatologisch onaangenaamste plek ter wereld in staat is, kennelijk vrijwel moeiteloos en vrijwillig, 120 dagen te vasten. ""We hebben nog nooit een pinguïn gevonden die van de honger is gestorven. Hij kan dus blijkbaar zonder gevaar voor zijn gezondheid veertig procent van zijn lichaamsgewicht verliezen'', zegt Le Maho. Hij wil bovendien weten wanneer pinguïns een signaal krijgen dat ze op een gegeven moment moeten vertrekken willen ze fysiek nog in staat zijn de polynia te bereiken. Als het moet laten ze dan hun jong achter.

Door informatie te verzamelen over de stofwisseling van pinguïns hoopt Le Maho een bijdrage te kunnen leveren aan het behandelen van vetzucht bij mensen. Hoe is het mogelijk dat bij een gelijke opname van voedsel de ene mens vet wordt en de ander niet? En hoe kan die vetlaag het meest efficiënt en veilig worden afgebroken?

Al in 1977 heeft Le Maho op Tere Adélie bij het onderzoeksstation vier mannelijke keizerpinguïns gevangen gehouden op een afgezet terrein om hun energiehuishouding te onderzoeken. Omdat hij de pinguïns in de vrije natuur onmogelijk kan volgen, leerde hij de vogels in een tredmolen te lopen. De Fransman bond de pinguïns onder andere een maskertje voor waarmee hij het zuurstofverbruik kon meten en keek tot welke inspanningen de vogels in staat waren.

Suggesties voor de behandeling van corpulente mensen heeft Le Maho nog niet. De studie duurt voort want bij zijn laatste "satellietstudie' zijn een paar onvolkomenheden opgetreden waardoor hij het onderzoek in de winter van 1994 zal herhalen.

Uit de waarnemingen van de satelliet bleek namelijk dat de keizerpinguïns op hun tocht naar de polynia gemiddeld zo'n vijf keer voor een aantal uren stopten. Meer dan de helft van de geregistreerde haltes werden ingelast op nog geen twintig kilometer van het vertrekpunt. Le Maho zegt te vermoeden dat de pinguïns bij hun stop eten verzamelen uit kleine scheuren in het ijs die op zijn satellietfoto's niet waarneembaar zijn.

Flinke sigaar

Om in de toekomst nauwkeurig het energieverbruik te kunnen meten, dienen de pinguïns die als proefkonijn fungeren niet alleen meer te worden uitgerust met een zender, batterij, antenne en dieptemeter. In hun maag krijgen ze ook een, door Duitse wetenschappers gemaakt, apparaatje met de omvang van een flinke sigaar dat fluctuaties in de temperatuur van de maag registreert. De normale temperatuur is 38 graden. Door veranderingen vast te leggen, kan worden bepaald hoeveel vis - die een temperatuur heeft van zo'n nul graden - ze eten. Het enige probleem is dat je het apparaatje, dat de pinguïns bij terugkomst tegelijk met het voedsel voor hun jong uitbraken, met een metaaldetector moet zoeken.

Le Maho is laaiend enthousiast over de enorme mogelijkheden die de techniek de laatste tien jaren zijn wetenschap biedt. ""In de jaren zeventig was het volstrekt ondenkbaar dat we ooit een zendertje bij studie naar dieren zouden kunnen gebruiken. In Antarctica werden dat soort apparaten wel gebruikt om de verplaatsing van ijsbergen te meten, maar die zenders wogen tachtig kilo'', zegt hij.

Scrupules over het ombouwen van zijn pinguïns tot een soort onderzoeksmachines heeft Le Maho niet. ""Je mag door het aanbrengen van apparatuur hun leven best enigszins beïnvloeden. Maar het moet niet te gek worden. Als wetenschapper mag ik nooit iets doen waardoor ik het gedrag van de pinguïn zodanig verander dat ik zijn leven in gevaar breng. Daar ligt de grens''.