เพนกวินจักรพรรดิเป็นสัตว์สังคมในการดำรงชีวิตและการหาอาหาร นอกจากจะออกหาอาหารด้วยกันแล้วก็อาจจะร่วมมือกันในการดำหรือผุดจากน้ำในการหาอาหาร[38] นกแต่ละตัวอาจจะตื่นช่วงกลางคืนหรือกลางวัน นกที่โตเต็มที่จะใช้เวลาส่วนใหญ่ในชีวิตเกือบตลอดปีในการเดินทางไปหาอาหารระหว่างบริเวณที่อาศัยกับแหล่งอาหารที่อยู่ไกลออกไปตามฝั่งทะเล ยกเว้นเดือนระหว่างมกราคมถึงเดือนมีนาคมที่จะหายไปในมหาสมุทร[27]

นักสรีรศาสตร์ชาวอเมริกันเจอร์รี คูยแมนวิวัฒนาการวิธีการศึกษาพฤติกรรมในการหาอาหารของเพนกวินในปี ค.ศ. 1971 โดยการติดอุปกรณ์ที่บันทึกการดำน้ำกับตัวนก ผลของการศึกษาพบว่าเพนกวินจักรพรรดิสามารถดำน้ำได้ลึกถึง 265 เมตร (869 ฟุต) ได้ช่วงละนานถึง 18 นาที[38] การศึกษาต่อมาพบว่าเพนกวินตัวเมียที่มีขนาดเล็กกว่าสามารถดำน้ำได้ลึกถึง 535 เมตร (1,755 ฟุต) ไม่ไกลจากอ่าวแม็คเมอร์โด อาจจะเป็นไปได้ว่าเพนกวินอาจจะดำน้ำได้ลึกกว่านั้น เพราะอุปกรณ์ที่วัดลดสมรรถภาพลงเมื่อความลึกของการดำลึกลงไปกว่าที่กล่าว[39] การศึกษาต่อมาของพฤติกรรมการดำน้ำของนกตัวหนึ่งพบว่ามักจะดำลึกประมาณ 150 เมตร (490 ฟุต) ในบริเวณที่มีน้ำลึก 900 เมตร (3,000 ฟุต) และดำตื้นเพียง 50 เมตร (160 ฟุต) สลับกับการดำที่ลึกกว่า 400 เมตร (1,300 ฟุต) ในบริเวณที่มีน้ำลึกเพียง 450 ถึง 500 เมตร (1500 ถึง 1600 ฟุต)[40] ซึ่งทำให้สันนิษฐานว่าบางครั้งก็เป็นดำเพื่อหาอาหารบนก้นทะเล[41]

ทั้งตัวผู้และตัวเมียจะหาอาหารราว 500 กิโลเมตร (311 ไมล์) ไกลจากที่ตั้งกลุ่ม เมื่อไปหาอาหารให้ตัวเองและลูกนกก็จะเดินทางระหว่าง 82 ถึง 1,454 กิโลเมตร (51 ถึง 904 ไมล์) ต่อตัวต่อครั้ง นกตัวผู้จะกลับไปยังทะเลกว้างที่เรียกว่า “polynya” หลังจากลูกนกออกจากไข่ ราว 100 กิโลเมตร (62 ไมล์) ไกลจากฝูง[40]

การว่ายน้ำของเพนกวินเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ โดยการใช้ความกดดันทั้งในการพุ้ยขึ้นหรือลงขณะที่ว่าย[20] การพุ้ยขึ้นทำให้รักษาระดับความลึกของการดำได้[42] ความเร็วถัวเฉลี่ยของการดำน้ำราว 6–9 กิโลเมตร/ต่อชั่วโมง (4–6 ไมล์/ต่อชั่วโมง)[43] การเคลื่อนไหวบนบกเพนกวินจะสลับระหว่างการเดินอุ้ยอ้ายกับการไถลด้วยท้องและผลักเร่งด้วยปีกไปกับพื้นน้ำแข็ง[7] และถือเป็นเพนกวินเพียงชนิดเดียวที่ใช้ชีวิตอยู่บนบกมากกว่าอยู่ในน้ำ[44]

การป้องกันตัวจากความหนาวจะทำโดยการเข้ามายืนรวมตัวกันเป็นกระจุกหรือที่เรียกว่าการรวมเป็นรูปเต่า ขนาดของกลุ่มก็มีตั้งแต่สิบตัวไปจนถึงหลายร้อยตัว โดยนกแต่ละตัวก็จะเอนไปข้างหน้าบนหลังของนกตัวหน้า ตัวที่อยู่วงนอกมักจะค่อยๆ เดินลากขาวนรอบวง และจะมีการสลับที่กันระหว่างนกที่อยู่ในวงในและวงนอก[45]

อาหาร

อาหารที่บริโภคส่วนใหญ่จะเป็นปลา, สัตว์ประเภทกุ้ง-กั้ง-ปู และ เซฟาโลพอดเช่นปลาหมึก[46] แม้ว่าอัตราส่วนของอาหารจะแตกต่างกันไปตามแต่กลุ่มนก แต่ปลาจะเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญที่สุด โดยเฉพาะปลาแอนตาร์กติกซิลเวอร์ฟิชที่เป็นอาหารหลัก อาหารอื่นๆ ก็ได้แก่ปลาในตระกูลปลาคอดน้ำแข็ง, ปลาหมึกเกลเชีย และปลาหมึกตะขอหนวดยาว รวมทั้งตัวเคยแอนตาร์กติกาที่มีลักษณะคล้ายกุ้ง[41] เพนกวินจักรพรรดิหาเหยื่อในทะเลของมหาสมุทรใต้ ทั้งในบริเวณที่ไม่มีน้ำแข็ง หรือในบริเวณช่องที่แตกระหว่างน้ำแข็ง[5] วิธีการหาเหยื่อก็โดยการดำลึกลงราว 50 เมตร (164 ฟุต) ซึ่งเป็นระดับที่สามารถมองเห็นเหยื่อเช่น ปลาบอลด์โนโทเธนที่ว่ายระหว่างด้านใต้ของผิวน้ำแข็ง เพนกวินก็จะว่ายขึ้นไปจับ แล้วก็จะดำลึกลงไปเพื่อพุ่งกลับขึ้นมาอีกครั้ง และจะทำเช่นนี้ราวห้าหกครั้งก่อนที่จะผุดขึ้นมาหายใจครั้งหนึ่ง[47]

ศัตรู

ศัตรูของเพนกวินจักรพรรดิก็ได้แก่นกทะเล และสัตว์น้ำที่เลี้ยงลูกด้วยนมที่รวมทั้งนกจมูกหลอดยักษ์ขั้วโลกใต้ที่เป็นนักล่าเหยื่อที่สังหารลูกนกถึงราว 34% ในบางฝูง และนกสคัวขั้วโลกใต้ที่ส่วนใหญ่จะกินลูกนกที่ตายไปแล้ว เพราะลูกนกที่ยังมีชีวิตมีขนาดใหญ่เกินกว่าที่จะโจมตีได้[48]

สัตว์น้ำที่เป็นอันตรายได้แก่แมวน้ำเสือดาวที่ล่าทั้งเพนกวินที่โตเต็มวัยทันทีที่ลงน้ำ[22] และวาฬเพชฌฆาตที่ล่าเพนกวินที่โตเต็มวัยเช่นกัน[49]

การหาคู่และการเจริญพันธุ์

เพนกวินจักรพรรดิสามารถทำการผสมพันธุ์ได้ตั้งแต่เมื่อมีอายุราวสามปี แต่มักจะเริ่มทำการผสมพันธุ์กันจริงๆ ราวปีหนึ่งถึงสามปีหลังจากนั้น[11] วงจรการเจริญพันธุ์ประจำปีเริ่มขึ้นราวต้นฤดูหนาวของทวีปแอนตาร์กติการะหว่างเดือนมีนาคมถึงเดือนเมษายน เมื่อเพนกวินที่โตเต็มที่จะเดินทางไปยังถิ่นฐานธรรมชาติของบริเวณที่ทำการผสมพันธุ์ ที่มักจะต้องเดินทางถึง 50 ถึง 120 กิโลเมตร (30 ถึง 75 ไมล์) ลึกเข้าไปในแผ่นดินจากขอบน้ำแข็งที่ติดกับทะเลของทวีป[50] จุดที่ทำให้เริ่มการเดินทางเกิดขึ้นเมื่อช่วงที่แสงสว่างของเวลากลางวันเริ่มลดลง เพนกวินจักรพรรดิที่ถูกเลี้ยงในที่จำขังสามารถเร่งให้ทำการผสมพันธุ์ได้ โดยการปรับระบบแสงที่เลียนแบบการเปลี่ยนแปลงของแสงธรรมชาติที่เกิดขึ้นที่ขั้วโลกใต้[51]

เพนกวินเริ่มทำการหาคู่ราวระหว่างเดือนมีนาคมถึงเดือนเมษายน ระหว่างที่อุณหภูมิอาจจะตกลงถึง −40 °C (−40 °F) ตัวผู้เริ่มด้วยการแสดงท่าทางต่างๆ โดยการยืนนิ่งและก้มหัวลงติดอกก่อนที่จะสูดลมหายใจ และเริ่มส่งเสียงร้องเรียกตัวเมียราว 1 ถึง 2 วินาที จากนั้นก็จะเดินรอบฝูง และเริ่มแสดงพฤติกรรมเดิมซ้ำอีก เมื่อพบคู่ตัวผู้และตัวเมียก็จะยืนหันหน้าเข้าหากัน โดยตัวหนึ่งจะยืดคอขึ้นและอีกตัวหนึ่งก็จะทำตาม ทั้งคู่จะทำเช่นนั้นอยู่หลายนาที เมื่อตกลงกันได้ทั้งสองตัวก็จะเดินอุ้ยอ้ายรอบฝูงด้วยกันโดยที่ตัวเมียมักจะเดินตามตัวผู้ ก่อนที่จะผสมพันธุ์นกตัวหนึ่งก็จะน้อมตัวลงอย่างอ่อนน้อมจนจะงอยปากจรดพื้นน้ำแข็งให้แก่นกอีกตัวหนึ่ง นกที่เป็นฝ่ายรับก็แสดงท่าตอบรับด้วยท่าทางเดียวกัน[52]

เพนกวินจักรพรรดิมีคู่แบบที่เรียกว่าผัวเดียวเมียเดียวแต่ไม่ตลอดชีพ แบบที่เรียกว่า “ผัวเดียวเมียเดียวชั่วฤดู” ซึ่งหมายถึงว่าคู่นกเดียวกันจะอยู่ด้วยกันโดยไม่เปลี่ยนคู่จนกว่าจะสิ้นฤดู แต่ในฤดูเจริญพันธุ์ที่ตามมาอัตราที่จะกลับไปหาคู่ผสมพันธุ์ตัวเดิมก็มีเพียง 15%[52] ช่วงการผสมพันธุ์ที่ค่อนข้างสั้นอาจจะเป็นปัจจัยที่ทำให้จำเป็นต้องเปลี่ยนคู่ เพราะเพนกวินอาจจะไม่มีเวลารอให้คู่เดิมจากปีก่อนหน้านั้นเดินทางมาถึงก็เป็นได้[53]

เพนกวินตัวเมียจะวางไข่หนึ่งฟองที่หนักระหว่าง 460 ถึง 470 กรัม (ราว 1 ปอนด์) ราวระหว่างเดือนพฤษภาคมถึงต้นเดือนมิถุนายน[52] รูปร่างของไข่มีลักษณะเหมือนผลสาลี่ สีออกไปทางขาวเขียว และยาวราว 12 × 8 เซนติเมตร (4¾ x 3 นิ้ว)[50] น้ำหนักของไข่ตกประมาณ 2.3% ของน้ำหนักของแม่นก ซึ่งทำให้เป็นไข่ที่เล็กที่สุดในบรรดานกชนิดต่างๆ เมื่อเปรียบเทียบกับอัตราส่วนระหว่างน้ำหนักของไข่กับน้ำหนักของแม่นก[54] 15.7% ของน้ำหนักของไข่เป็นน้ำหนักของเปลือก และเปลือกก็เหมือนกับเปลือกไข่ของเพนกวินสกุลอื่นที่จะค่อนข้างหนาเพื่อป้องกันจากการแตกได้ง่าย[55]

หลังจากที่วางไข่แล้วอาหารสำรองในร่างกายของแม่นกก็จะหมดลง ฉะนั้นแม่นกก็จะค่อยๆย้ายไข่ไปให้ตัวผู้กก ก่อนที่จะรีบเดินทางกลับทะเลไปหาอาหารเป็นเวลาสองเดือน[50] การย้ายไข่เป็นกระบวนการที่ละเอียดอ่อนทุลักทุเลและค่อนข้างอันตราย ถ้าทำไม่ถูกต้องก็จะเสียไข่ก่อนที่จะฟัก เพราะไข่ไม่สามารถทนต่อสภาวะอากาศและพื้นน้ำแข็งที่เยือกเย็นโดยไม่ได้รับการป้องกันได้ ตัวเมียจะพยายามกลิ้งไข่เข้าไปอยู่อุ้งถุง (brood pouch) ระหว่างขาของตัวผู้อย่างระมัดระวัง เมื่อได้ไข่มาแล้วตัวผู้จะยืนกกไข่ในอุ้งถุงที่อยู่บนตีนระหว่างฤดูหนาวเป็นเวลา 64 วันรวดก่อนที่ไข่จะฟักตัว[52] เพนกวินจักรพรรดิเป็นเพนกวินประเภทเดียวที่ตัวผู้เท่านั้นที่จะกกไข่ เพนกวินชนิดอื่นพ่อและแม่นกจะสลับกันกก[56] เมื่อถึงเวลาที่ลูกนกฟักตัวออกมาตัวผู้ก็จะอดอาหารมาตั้งแต่เมื่อมาถึงบริเวณผสมพันธุ์มาเป็นเวลา 115 วันแล้ว[52] การที่จะอยู่รอดในบรรยากาศที่มีอากาศเย็นจัด และลมที่บางครั้งแรงถึง 200 กม./ชั่วโมง (120 ไมล์/ชั่วโมง) พ่อนกที่มีไข่อยู่ในถุงกกจะค่อยๆ ขยับเข้ามาเบียดกันเป็นกลุ่มและสลับกันระหว่างการอยู่ในวงนอกและการเข้าไปอยู่ในวงใน และหันหลังให้ลมเพื่อสงวนความร้อนของร่างกาย ในระยะเวลาสี่เดือนตั้งแต่การเดินทาง การจับคู่ และการกกไข่ ตัวผู้ก็อาจจะสูญเสียน้ำหนักตัวถึง 20 กิโลกรัม (44 ปอนด์) จากน้ำหนักเดิม 38 กิโลกรัม ลงมาเหลือเพียง 18 กิโลกรัม (84 ปอนด์ ถึง 40 ปอนด์) หรือราวครึ่งหนึ่งของน้ำหนักตัว[57][58]

การฟักออกจากไข่ของลูกนกอาจจะใช้เวลาถึงสองหรือสามวันจึงเสร็จเพราะความหนาของเปลือกไข่ ลูกนกที่เพิ่งออกจากไข่จะมีขนอ่อนฟูปกคลุมร่างกายเพียงเล็กน้อย และต้องพึ่งการเลี้ยงดูด้วยอาหารและความอบอุ่นจากพ่อแม่ (Altricial)[59] ถ้าลูกนกฟักตัวออกมาก่อนที่แม่จะกลับมาพร้อมกับอาหาร พ่อนกก็จะเลี้ยงด้วยสิ่งที่ดูคล้ายก้อนไขมันที่ผลิตจากต่อมในหลอดอาหารที่ประกอบด้วยโปรตีน 59% และไขมันอีก 28%[60] เมื่อออกมาจากไข่ใหม่ๆ ลูกนกก็ยังใช้เวลาระยะแรกกำบังตัวเองจากสภาวะอากาศ ระหว่างการยืนอยู่บนตีนของพ่อนก และการอยู่ในถุงกกไข่ระหว่างขาสองขาของพ่อ[59]

แม่เพนกวินเมื่อกลับมาราวระหว่างตั้งแต่ลูกนกฟักตัวออกมาจนราวสิบวันหลังจากนั้น ราวระหว่างกลางเดือนกรกฎาคมจนถึงต้นเดือนสิงหาคม[50] ก็จะเรียกหาคู่ในบรรดานกนับร้อยนับพันโดยการกู่เรียก เพื่อที่จะมารับหน้าที่เลี้ยงลูกต่อจากพ่อนก เมื่อพบลูกแล้วก็จะขย้อนอาหารที่เก็บสำรองไว้ในท้องให้ลูก เมื่อมารับหน้าที่แล้วตัวผู้ก็จะกลับไปหาอาหารในทะเลได้ โดยทิ้งลูกนกไว้กับแม่ราว 24 วันก่อนที่จะกลับมาช่วยเลี้ยงลูกอีก[50] การเดินทางของพ่อนกจะใช้เวลาน้อยกว่าเมื่อเดินทางมาผสมพันธุ์ เพราะอากาศที่อุ่นขึ้นระหว่างฤดูร้อนที่ทำให้แผ่นน้ำแข็งละลาย และหดตัวลงไปบ้างที่ทำให้ระยะทางสั้นขึ้น ช่วงนี้พ่อและแม่นกก็จะสลับกันระหว่างการเลี้ยงลูกและการเดินทางไปหาอาหาร[52]

หลังจากออกจากไข่ได้ 45 ถึง 50 วันลูกนกก็จะมารวมตัวกันเป็นฝูงเบียดกันเพื่อให้ได้รับความอบอุ่นและเพื่อความปลอดภัย ระหว่างช่วงเวลานี้ทั้งพ่อและแม่ก็จะออกไปหาอาหารในทะเลและกลับพร้อมกับอาหารเพื่อมาเลี้ยงลูก[59] ฝูงลูกนกอาจจะมีด้วยกันเป็นจำนวนหลายพันตัวที่เบียดตัวกันแน่นเพื่อการอยู่รอดในภาวะอากาศและอุณหภูมิของทวีปแอนตาร์กติกา[61]

ตั้งแต่ต้นเดือนพฤศจิกายนลูกนกก็จะเริ่มเปลี่ยนขนอ่อนฟูเป็นขนแบบนกเล็กที่ใช้เวลาถึงสองเดือนจึงเปลี่ยนเสร็จ และส่วนใหญ่ก็จะยังเปลี่ยนขนไม่เสร็จเมื่อถึงเวลาที่จะออกจากฝูง ระหว่างช่วงนี้พ่อแม่ก็จะหยุดเลี้ยงลูก หลังจากนั้นนกทั้งฝูงก็จะเดินทางเพียงระยะสั้นไปยังฝั่งทะเลระหว่างเดือนธันวาคมถึงเดือนมกราคมเพื่อหาอาหารจนตลอดฤดูร้อนที่นั่น[62][22]