Kejsarpingvin (Aptenodytes forsteri) är den största och tyngsta nu levande pingvinarten och är endemisk för Antarktis. Hanen och honan är lika såväl till fjäderdräkt som storlek, vilken uppgår till cirka 120 centimeter. De väger i genomsnitt mellan 22 och 37 kg. Ryggdelarna är svarta och skarpt avgränsade från den vita buken, det blekgula bröstet och de bjärt gula öronfläckarna. Liksom alla pingviner saknar den flygförmåga, har en strömlinjeformad kropp och vingarna är stela och tillplattade till fenor för ett liv i havet.
Fisk utgör huvuddelen av dess föda, som även kan omfatta kräftdjur, såsom krill, och bläckfiskar. När den jagar kan kejsarpingvinen befinna sig under vatten i upp till 18 minuter, och dyka till ett djup av 535 meter. Den har flera anpassningar för att underlätta detta, däribland ett hemoglobin med ovanlig struktur som gör att den fungerar vid låga syrenivåer i kroppen. Den har solida ben för att reducera barotrauma (en sjukdom beroende på snabba tryckändringar) och förmåga att minska sin ämnesomsättning och stänga av oväsentliga organfunktioner.
Arten är kanske mest känd för de långa förflyttningar de adulta fåglarna gör varje år för att para sig och utfodra sin avkomma. Kejsarpingvinen är den enda pingvinen som häckar vintertid i Antarktis. Den vandrar 50 till 120 km över isen till häckningskolonier som kan omfatta tusentals individer. Honan lägger ett enda ägg, som ruvas av hanen medan honan återvänder till havet för att söka efter föda. Föräldrarna turas sedan om att söka föda i havet och ta hand om ungen i kolonin. Livslängden är normalt 20 år i naturen, men observationer tyder på att vissa individer kan uppnå 50 års ålder.
Taxonomi Kejsarpingvinen beskrevs 1844 av den engelske zoologen George Robert Gray, som bildade släktnamnet (Aptenodytes) från klassisk grekiska a/α "utan" pteno-/πτηνο- "fjäder" eller "vinge" och dytes/δυτης "dykare". Artepitetet gavs till den tyske naturforskaren Johann Reinhold Forsters ära. Forster åtföljde kapten James Cook på dennes andra Stillahavsresa och namngav officiellt fem andra pingvinarter.
Tillsammans med den likartat färgade, men mindre kungspingvinen (A. patagonicus) är kejsarpingvinen en av två nu levande arter i släktet jättepingviner (Aptenodytes). Fossila fynd från en tredje art (A. ridgeni) har hittats från sen pliocen, omkring tre miljoner år sedan, på Nya Zeeland.Williams, (The Penguins) sid:13 Studier av pingviners beteende och genetik tyder på att jättepingvinerna är ett basalt släkte, det vill säga att det är avskilt från den utvecklingslinje i släktträdet som innehåller alla de andra nu levande pingvinarterna. Studier av mitokondriellt DNA och DNA från cellkärnor tyder på att denna åtskillnad uppstod för omkring 40 miljoner år sedan.
Utseende, läte och anatomi miniatyr|Adulta kejsarpingviner med ungar|vänster|250px En vuxen kejsarpingvin kan bli upp till 122 cm lång och kan väga från 22 till 37 kg, beroende på var i reproduktionscykeln den befinner sig. Både hanar och honor förlorar mycket vikt när de ruvar ägg och föder upp ungar. Liksom alla pingvinarter har den en strömlinjeformad kropp som gör att den möter litet motstånd när den simmar, och vingar som har utvecklats till stela, platta fenor.Williams (The Penguins) s. 3 Tungan har bakåtriktade hullingar som hindrar att bytesdjur flyr när de fångats. Honor och hanar är lika i storlek och färgning. Den vuxna fågeln har djupsvarta dorsala fjädrar, som täcker huvudet, hakan, halsen, ryggen, den dorsala delen av fenorna och stjärten. De svarta fjädrarna är skarpt avtecknade från den ljust färgade övriga fjäderdräkten. Underdelarna av vingarna och buken är vita, vilket övergår i blekt gult på den övre delen av bröstet, medan öronfläcken är klargul. Den övre halvan av den 8 cm långa näbben är svart, och den undre halvan kan vara rosa, orange eller lila.Williams (The Penguins) s. 152 På juvenila fåglar är öronfläckarna, hakan och halsen vita, medan näbben är svart. Ungarna brukar vara täckta med silvergrått dun och har svart huvud och vit mask. Det förekommer, mycket sällsynt, färgavvikelser hos kejsarpingvinen. Bland annat observerades 1997 en unge med helvit fjäderdräkt, som dock inte led av albinism utan någon annan form av färgavvikelse. Ungarna väger omkring 315 gram vid kläckningen och blir självständiga när de uppnått cirka 50 % av den adulta fågelns vikt.Williams (The Penguins) s. 159
Från och med november bleknar kejsarpingvinens mörka fjäderpartier och blir brunare före den årliga ruggningen i januari och februari. Ruggningen är snabb hos denna art jämfört med hos andra fåglar och tar bara omkring 34 dagar. Fjädrarna blir synliga på huden efter att de har vuxit till en tredjedel av sin totala längd, och för att reducera värmeförlusten sker detta innan den tappar sina gamla fjädrar. De nya fjädrarna tränger sedan ut de gamla innan de växer färdigt.Williams (The Penguins) s. 45
Kejsarpingvinens genomsnittliga årliga överlevnadsfrekvens har uppmätts till 95,1 %, och den förväntade livslängden är 19,9 år. Samma forskare uppskattade att 1 % av de kejsarpingviner som föds möjligen kunde uppnå 50 års ålder.(franska) I kontrast till detta överlever endast 19 % av juvenilerna sitt första levnadsår.Williams (The Penguins) s. 47 Därför består 80 % av kejsarpingvinpopulationen av adulta fåglar på fem år eller mer.
Läte Eftersom arten inte har några individuella reden inom häckningskolonin så förlitar de sig på enbart läten för att identifiera och lokalisera sin egen partner eller unge.Williams (The Penguins) s. 68 Den använder en komplex uppsättning läten som är avgörande för igenkännande mellan föräldrar, avkomma och partner, och uppvisar den största variationen i individuella läten av alla pingviner. Kejsarpingviner använder två frekvensområden samtidigt när de yttrar sig.Robisson P. (1992). "Vocalizations in Aptenodytes Penguins: Application of the Two-voice Theory" () Auk 109(3): 654–658 Ungarna använder en frekvensmodulerad vissling för att tigga mat och kontakta föräldrarna.
Anpassningar till kyla Kejsarpingvinen häckar i den kallaste miljön av alla fågelarter. Lufttemperaturen kan vara ned till -40 °C, och vindhastigheten kan uppgå till 144 km/t. Vattentemperaturen är -1,8 °C, vilket är mycket lägre än kejsarpingvinens genomsnittliga kroppstemperatur på 39 °C. Arten har anpassat sig på olika sätt för motverka värmeförlust.Williams (The Penguins) s. 107 Fjädrarna tillhandahåller 80–90 % av dess isolering, och det har ett lager fett under läderhuden som kan vara upp till 3 cm tjockt före häckningen.Williams (The Penguins) s. 108 Dess styva fjädrar är korta, spjutformade, och tätt packade över hela hudytan. Med omkring 15 fjädrar per kvadratcentimeter har den högsta fjädertätheten av alla fågelarter. Ett extra lager isolering bildas av separata skaft av duniga trådar mellan fjädrarna och huden. Muskler möjliggör att fjädrarna hålls resta på land, vilket minskar värmeförlusten genom att fånga ett lager luft närmast huden. Omvänt blir fjäderdräkten tillplattad i vattnet, så att huden och det duniga underlagret hålls vattentäta.Williams (The Penguins) ss. 107–08 Putsning är livsviktig för att underlätta isolering och hålla fjäderdräkten oljig och vattenavvisande.
Kejsarpingvinen är som alla pingviner regionalt heteroterm då den har olika temperaturer i ben och vingar än i resten av kroppen. Blodkärl i ben och vingar fungerar som värmeväxlare som håller kvar värmen i kroppen och därmed blir benen och vingarna kalla. Fotens hudtemperatur hos en pingvin som står på isen kan vara 0 °C. Den har förmåga att termoreglera (behålla sin kroppstemperatur) utan att ändra sin metabolism, över en stor variation av temperatur. Denna så kallade termoneutrala zon sträcker sig från –10 till 20 °C. Den är i övrigt endoterm och under den termoneutrala zonen ökar dess förbränning betydligt, fastän en individ kan behålla sin kroppstemperatur mellan 37,6 och 38,0 °C då den befinner sig i kyla ned till -47 °C.Williams (The Penguins) s. 109 Olika rörelser, som att simma, gå, eller darra är tre mekanismer för att öka metabolismen. En fjärde process innebär en ökning i nedbrytningen av fetter genom enzymer, vilken framkallas av hormonet glukagon.Williams (The Penguins) s. 110 Vid temperaturer över 20 °C börjar de ofta oroligt röra på sig. Då deras kroppstemperatur och ämnesomsättning stiger höjer de vingarna och blottar därmed undersidan vilket ökar kroppsytans utsatthet för luften med 16 %, vilket sänker kroppsvärmen.Williams (The Penguins) p. 111
Anpassning till tryck Förutom kylan möter kejsarpingvinen en annan ogynnsam miljö under sina djupdykningar. Då ökar trycket upp till 40 gånger yttrycket, vilket hos de flesta andra landlevande organismer skulle orsaka barotrauma. Pingvinens ben är solida istället för luftfyllda, vilket eliminerar risken för mekanisk barotrauma. Det är dock okänt hur arten undviker effekten av kväveframkallad tryckfallssjuka. Under dessa dyk minskar syreupptagningen markant, genom att dess hjärtfrekvens minskar till så lite som fem hjärtslag i minuten, och icke-väsentliga organ stängs ned, vilket underlättar längre dykningar. Kejsarpingvinens hemoglobin och myoglobin kan binda och transportera syre vid låga blodkoncentrationer. Detta låter fågeln fungera med mycket låga syrenivåer som normalt skulle leda till medvetslöshet.
Kejsarpingvin är den fågel som kan dyka djupast, till över 550 meters djup och den kan stanna under vatten i över 20 minuter.How deep can they dive? , Australian Antarctic Division, läst 2008-11-25
Utbredning och habitat Kejsarpingvinen har en cirkumpolär utbredning i Antarktis och återfinns nästan uteslutande mellan breddgraderna 66º och 77º syd. Den häckar nästan alltid på stabil packis, i ett område som sträcker sig från kusten och 18 km inåt. Häckningskolonierna ligger vanligen i områden där isklippor och isberg skyddar dem från vinden. Den totala populationen uppskattas till omkring 400 000–450 000 individer, utspridda på så många som 40 oberoende kolonier. En studie från 2012 visar på 46 kolonier och uppskattningsvis 595 000 individer. Omkring 80 000 par häckar i Rosshavssektorn. Större häckningskolonier finns vid Cape Washington (20 000–25 000 par), Coulman Island i Victoria Land (omkring 22 000 par), Halley Bay, Coats Land (14 300–31 400 par), och Atka Bay i Drottning Mauds land (16 000 par). Två landkolonier har rapporterats: en på en grushalvö vid Dion Island på Antarktiska halvön, och en på en udde vid Taylorglaciären i Australiska Antarktis (Australian Antarctic Territory). Tillfälliga gäster har noterats på Heardön, Sydgeorgien, och i Nya Zeeland.
Beteende miniatyr|Kejsarpingviner som dyker tillsammans. Kejsarpingvinen är social under häckningstid och födosökande. Fåglar som jagar tillsammans kan samordna sina ned- och uppdykningar. Kejsarpingviner kan vara aktiva på dagen eller på natten. En adult fågel färdas under större delen av året mellan boplatsområdet och födoområdena vid havet. Fåglarna är spridda i havet från januari till mars.
Den amerikanske fysiologen Gerry Kooyman revolutionerade studiet av pingviners beteende vid födosökande år 1971 när han publicerade sina resultat från att ha fäst apparater som automatiskt mäter dykdjupet för kejsarpingviner. Han fann att arten når djup på 265 meter och att dykperioderna varar upp till 18 minuter. Senare forskning har visat att de kan dyka djupare än 550 meter och hålla andan i över 20 minuter. Det är möjligt att kejsarpingvinen kan dyka ännu djupare, eftersom vattentrycket på dessa djup påverkade registreringsutrustningens exakthet.Williams (The Penguins) s. 89 Vidare studium av en fågels dykningsbeteende visade regelbundna dykningar till 150 meters djup i vatten som var omkring 900 meter djupt, och grunda dykningar på mindre än 50 meter, blandade med djupdykningar på mer än 400 meter i 450 till 500 meter djupa vatten. Detta tyder på att fågeln hämtar föda nära eller på havsbottnen.Williams (The Penguins) s. 156