เพนกวินจักรพรรดิ

อนุกรมวิธาน

เพนกวินจักรพรรดิได้รับการบรรยายจำแนกครั้งแรกในปี ค.ศ. 1844 โดยนักสัตวศาสตร์จอร์จ โรเบิร์ต เกรย์ผู้ตั้งชื่อสามัญที่มาจากภาษากรีกว่า “ἀ-πτηνο-δύτης” [a-ptēno-dytēs] ที่แปลว่า “นักดำน้ำไร้ปีก” ส่วนชื่อวิทยาศาสตร์ตั้งโดยนักธรรมชาติวิทยาชาวเยอรมันชื่อโยฮันน์ ไรน์โฮล์ด ฟอร์สเตอร์ผู้ร่วมเดินทางไปกับกัปตันเจมส์ คุกในการสำรวจมหาสมุทรแปซิฟิกครั้งที่สองระหว่างปี ค.ศ. 1772 ถึง ค.ศ. 1775 นอกจากเพนกวินจักรพรรดิแล้ว ฟอร์สเตอร์ก็ยังตั้งชื่อเพนกวินอื่นๆ อีกห้าสปีชีส์
เพนกวินจักรพรรดิและเพนกวินกษัตริย์ (A. patagonicus) ที่มีลักษณะและสีที่คล้ายคลึงกัน แต่เพนกวินกษัตริย์มีขนาดเล็กกว่าเพนกวินจักรพรรดิ ทั้งสองเป็นสปีชีส์ของสกุล “นกดำน้ำไร้ปีก” สปีชีส์ที่สามเป็นซากดึกดำบรรพ์—เพนกวินริดเกน (A. ridgeni) —พบในบันทึกของซากดึกดำบรรพ์ตั้งแต่ปลายสมัยพลิโอซีน ซึ่งเป็นเวลาราวสามล้านปีมาแล้วในประเทศนิวซีแลนด์ จากการศึกษาพฤติกรรมของพันธุศาสตร์แสดงว่าสกุล “นกดำน้ำไร้ปีก” เป็นฐานตระกูล (basal) หรือเป็นบรรพบุรุษของเพนกวินที่แยกมาเป็นสปีชีส์ต่างๆ ทั้งหมด เมื่อพิจารณาทางด้านพันธุกรรมแล้ว ไมโทคอนเดรียและนิวเคลียสของดีเอ็นเอแสดงให้เห็นว่าการแยกตัวมาเป็นสปีชีส์ต่างๆ เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 40 ล้านปีมาแล้ว

ลักษณะ

เพนกวินจักรพรรดิที่โตเต็มที่สูงถึง 122 ซม. (48 นิ้ว) และหนักตั้งแต่ 22 ถึง 45 กิโลกรัม (50–100 ปอนด์) ขึ้นอยู่กับช่วงการตั้งท้องและออกลูก เพนกวินทั้งตัวผู้และตัวเมียจะเสียน้ำหนักกว่า 23 กิโลกรัมระหว่างการกกและการเลี้ยงลูกนกที่เกิดใหม่ เพนกวินจักรพรรดิก็เช่นเดียวกับเพนกวินสปีชีส์อื่นที่มีรูปร่างที่เพรียวที่ช่วยในการลดแรงดึงเมื่อดำน้ำ และมีปีกที่แข็งแบนที่เหมาะแก่การใช้เป็นครีบในการพุ้ยน้ำ ลิ้นมีปุ่มที่งอเข้าไปทางด้านในเพื่อป้องกันมิให้เหยื่อที่คาบหลุดจากปากได้ง่าย เพนกวินทั้งตัวผู้และตัวเมียมีขนาดและสีคล้ายคลึงกัน เพนกวินที่โตเต็มที่จะมีขนบนหลังเป็นสีดำเข้มที่คลุมหัว คาง คอ และด้านหลังของปีกและหาง ขนสีดำบนส่วนอื่นๆ ของร่างกายเป็นสีที่จางกว่า ใต้ปีกและท้องเป็นสีขาว และค่อยกลายเป็นสีเหลืองอ่อนบนส่วนบนของอก ขณะที่บริเวณหูเป็นสีเหลืองจัด ตอนบนของจะงอยปากยาว 8 ซม. (3 นิ้ว) เป็นสีดำ และจะงอยปากล่างอาจจะเป็นสีชมพู ส้ม หรือม่วง ในลูกเพนกวินที่ยังเล็กรอยรอบหู คาง และคอจะเป็นสีขาว และจะงอยปากจะเป็นสีดำ ลูกนกเพนกวินจักรพรรดิมักจะมีปกคลุมด้วยขนอ่อนฟู (down feather) สีเทาเงิน และมีหัวสีดำหน้าสีขาว ในปี ค.ศ. 2001 มีผู้พบลูกนกเพนกวินที่เป็นสีขาวทั้งตัว แต่ไม่ถือว่าเป็นเพนกวินเผือก (albino) เพราะตามีสีปกติมิได้เป็นสีชมพูอย่างสัตว์เผือก ลูกนกเพนกวินมีน้ำหนักราว 315 กรัม (11 ออนซ์) หลังจากออกจากไข่ และเรียกได้ว่าโตพอที่จะเป็นนกใหญ่ได้เพราะมีขนาดครึ่งหนึ่งของน้ำหนักเมื่อโตเต็มที่
ขนสีดำของเพนกวินจักรพรรดิจะจางลงเป็นสีน้ำตาลระหว่างเดือนพฤศจิกายนถึงเดือนกุมภาพันธ์ก่อนที่จะทำการสลัดขนประจำปีระหว่างเดือนมกราคมถึงเดือนกุมภาพันธ์ การสลัดขนเป็นไปอย่างรวดเร็วเมื่อเทียบกับนกชนิดอื่น ที่ใช้เวลาทั้งหมดราว 34 วันจึงแล้วเสร็จ ขนใหม่จะงอกออกจากผิวหนัง หลังจากที่ยาวได้ราวหนึ่งในสามของความยาวเมื่อเทียบกับความยาวเต็มที่ ขนใหม่จึงเริ่มดันขนเก่าออกเพื่อช่วยบรรเทาการสูญเสียความร้อนของร่างกาย หลังจากนั้นขนใหม่ก็จะโตจนเต็มที่
อัตราเฉลี่ยการอยู่รอดปีต่อปีของเพนกวินตกประมาณ 95.1% โดยมีอายุถัวเฉลี่ยราว 19.9 ปี นักวิจัยประมาณว่าเพนกวินจักรพรรดิหนึ่งเปอร์เซ็นต์จะมีอายุยืนนานไปถึง 50 ปี แต่อัตราเฉลี่ยการอยู่รอดของลูกนกที่เกิดใหม่ตรงกันข้ามกับนกโตเต็มวัย ในปีแรกของชีวิต ลูกนกจะอยู่รอดมาได้เพียงราว 19% ฉะนั้น 80% ของฝูงเพนกวินจักรพรรดิจึงเป็นนกโตเต็มวัย ที่มีอายุห้าปีหรือแก่กว่านั้น

เสียง

เพนกวินจักรพรรดิแต่ละครอบครัวไม่มีหลักแหล่งการทำรังที่เป็นที่เป็นทางเช่นนกประเภทอื่น ฉะนั้นนกแต่ละตัวจึงต้องใช้เสียงในการเรียกกู่หาคู่หรือหาลูกของตนเอง ที่ทำให้ต้องพึ่งเสียงเรียกแต่เพียงอย่างเดียวในการบอกได้ว่าตัวใดเป็นตัวใด เสียงเรียกที่ใช้จึงเป็นระบบเสียงที่ซับซ้อนและแตกต่างกันไปเป็นอันมาก ที่ทำให้พ่อแม่และลูกของแต่ละครอบครัวสามารถจำกันได้โดยไม่สับสน การเปล่งเสียงของเพนกวินจักรพรรดิใช้ย่านความถี่ (frequency band) สองย่านพร้อมกัน ลูกนกใช้ความถี่ของการผิวปากในการเรียกร้องขออาหารหรือพยายามเรียกหาพ่อแม่

การปรับตัวสู้กับความเย็น

เพนกวินจักรพรรดิผสมพันธุ์ในบรรยากาศที่เย็นที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับบรรดานกสปีชีส์ต่างๆ อุณหภูมิบรรยากาศระหว่างการผสมพันธุ์อาจจะต่ำลงถึง -40 °C หรือ -40 °F ขณะที่ลมอาจจะแรงถึง 144 กิโลเมตรต่อชั่วโมง หรือ 89 ไมล์ต่อชั่วโมง อุณหภูมิน้ำอาจจะต่ำลงถึง −1.8 °C (28.8 °F) ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ต่ำมากเมื่อเปรียบเทียบกับอุณหภูมิของร่างกายเพนกวินจักรพรรดิที่ค่าเฉลี่ยราว 39 °C (102 °F) 
เพนกวินจักรพรรดิต่อต้านการสูญเสียความร้อนของร่างกายด้วยระบบต่างๆ ของร่างกาย ระบบแรกคือขนที่เป็นฉนวนกันความเย็นได้ประมาณ 80% ถึง 90% และชั้นไขมันใต้ผิวหนังที่อาจจะหนาถึง 3 เซนติเมตร (1.2 นิ้ว) ในช่วงก่อนที่จะเริ่มผสมพันธุ์ แต่การมีไขมันหนาทำให้เป็นอุปสรรคต่อความคล่องตัวในการเคลื่อนไหวเมื่อเทียบกับเพนกวินแมเจลเล็นที่เป็นญาติกันที่ไม่มีระบบป้องกันความหนาวที่ดีเท่า ลักษณะของขนเป็นขนแข็งสั้นแหลมและเป็นแผงแน่นไปทั้งร่าง โดยเฉลี่ยแล้วในหนึ่งตารางนิ้วเพนกวินจะมีขนราว 100 เส้น หรือราว 15 เส้นต่อหนึ่งตารางเซนติเมตร ซึ่งเป็นสถิติความแน่นของขนที่แน่นที่สุดในบรรดานกไม่ว่าจะเป็นสปีชีส์ใด นอกจากนั้นก็ยังมีฉนวนอีกชั้นหนึ่งที่เกิดจากการสร้างช่องว่างที่เป็นฟิล์ม (filament) อีกชั้นหนึ่งระหว่างขนกับผิวหนัง กล้ามเนื้อทำให้ขนตั้งตรงเมื่ออยู่บนบกซึ่งทำให้ลดการสูญเสียความร้อนโดยการกักชั้นอากาศไว้ใกล้กับผิวหนัง ในทางตรงกันข้ามขนจะลู่แนบร่างเมื่อลงน้ำซึ่งช่วยทำให้กันไม่ให้เปียก การไซ้ขนอย่างสม่ำเสมอก็เป็นอีกกรรมวิธีหนึ่งในการช่วยสร้างฉนวนปกป้องความร้อน และทำให้ขนเป็นมันซึ่งเป็นอีกประการหนึ่งที่ช่วยในการกันน้ำได้
เพนกวินจักรพรรดิสามารถปรับอุณหภูมิของร่างกาย (Thermoregulation) หรือรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้ปกติโดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงระบบการเผาผลาญพลังงานของร่างกายในช่วงอุณหภูมิที่แตกต่างกันมาก การปรับอุณหภูมิร่างกายเช่นที่ว่านี้เรียกว่า “การปรับอุณหภูมิถัวเฉลี่ย” (thermoneutral range) ที่ปรับอุณหภูมิในร่างกายได้ตั้งแต่ระหว่าง −10 ขึ้นไปจนถึง 20 °C (หรือตั้งแต่ 10 ขึ้นไปจนถึง 70 °F) ถ้าอุณหภูมิต่ำกว่าที่ว่า อัตราการเผาผลาญ (metabolic rate) ก็จะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว แม้ว่าบางตัวอาจจะสามารถรักษาอุณหภูมิในร่างกาย (core temperature) ให้อยู่ระหว่าง 37.6 ถึง 38.0 °C (99.7 ถึง 100.4 °F) หรือลดลงไปจนถึง −47 °C (−53 °F) ได้ การเคลื่อนไหวโดยการว่ายน้ำ เดิน และการสั่นตัวเป็นอีกวิธีหนึ่งในการเพิ่มการช่วยสร้างการเผาผลาญ วิธีที่สี่คือการเพิ่มการย่อยตัวของไขมันด้วยเอนไซม์ซึ่งเกิดขึ้นได้โดยการเร่งโดยฮอร์โมนกลูคากอน 
ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นเหนือ 20 °C (68 °F) เพนกวินจักรพรรดิก็อาจเริ่มมีอาการลุกลี้ลุกลนจากอุณหภูมิของร่างกายที่สูงขึ้นเกินกว่าที่ร่างกายจะปรับได้อย่างมีประสิทธิภาพ และการเผาผลาญก็จะเพิ่มขึ้นเพื่อพยายามกำจัดความร้อนของร่างกาย ในกรณีนั้นเพนกวินก็อาจจะช่วยตัวเองด้วยการยกปีกขึ้นเพื่อเปิดส่วนที่ปกติแล้วจะปกปิดร่างกายเพื่อเพิ่มระดับการถ่ายเทความร้อนให้สูงขึ้นไปได้อีก 16%

การปรับตัวต่อแรงกดดัน

นอกจากความสามารถในการทนความหนาวแล้ว เพนกวินจักรพรรดิยังต้องประสบอุปสรรคอีกประการหนึ่งจากการดำน้ำลึก ซึ่งความกดอากาศอาจจะทวีตัวขึ้นถึง 40 เท่าของความกดอากาศบนผิวน้ำ ถ้าเป็นสัตว์บกชนิดอื่นความกดดันระดับนี้จะมีผลต่อร่างกายที่ทำให้เกิดอาการที่เรียกว่า “การบาดเจ็บจากแรงกดดัน” (Barotrauma) ซึ่งเป็นอันตรายต่อเนื้อเยื่อที่เกิดจากความแตกต่างระหว่างความกดดันของอากาศภายในร่างกายและอากาศหรือแก๊สในน้ำรอบร่างกาย แต่กระดูกของเพนกวินเป็นกระดูกแบบตัน มิใช่กระดูกที่มีโพรงอากาศในมวลกระดูกเหมือนสัตว์อื่น ซึ่งทำให้ลดโอกาสที่จะเกิดการบาดเจ็บจากแรงกดดันได้
แต่กระนั้นก็ยังไม่เป็นที่เข้าใจกันถึงสาเหตุที่เพนกวินชนิดนี้สามารถเลี่ยงจาก “อาการป่วยจากการลดแรงกดดัน” (Decompression sickness) ได้ ความเมาความกดอากาศเป็นอาการที่เกิดจากการเปลี่ยนตัวของแก๊สไนโตรเจนในเลือดเป็นฟองอากาศ เมื่อความกดอากาศลดตัวลงอย่างรวดเร็ว ขณะที่ดำน้ำอัตราการผลาญออกซิเจนของเพนกวินจะลดลงอย่างเห็นได้ชัดที่เห็นได้จากอัตราการเต้นของหัวใจที่ลดลงเหลือเพียง 5 ครั้งต่อนาที และอวัยวะที่ไม่จำเป็นต่อการดำรงชีวิต (non-essential organs) ก็จะปิดตัวลงชั่วคราวเพื่อช่วยทำให้ดำน้ำได้นานขึ้น ฮีโมโกลบินและไมโยโกลบินของเพนกวินจักรพรรดิสามารถจับตัวกันในการส่งออกซิเจนได้ในสภาวะที่มีระดับความหนาแน่นของเลือดต่ำ ซึ่งทำให้สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ในบรรยากาศทีออกซิเจนมีระดับต่ำที่ปกติซึ่งตามปกติแล้วจะมีผลทำให้หมดสติ

แหล่งที่อยู่อาศัย

เพนกวินจักรพรรดิอาศัยอยู่ทั่วไปรอบทวีปแอนตาร์กติกาโดยเฉพาะระหว่างละติจูด 66° - 77° ใต้ และมักจะผสมพันธุ์บนแผ่นน้ำแข็งตั้งแต่ชายฝั่งทะเลไปจนถึง 18 กิโลเมตร (11 ไมล์) ลึกเข้าไปบนบก บริเวณการผสมพันธุ์มักจะอยู่ใกล้ผาน้ำแข็งและภูเขาน้ำแข็งที่ช่วยเป็นเครื่องกำบังลมหนาว จำนวนเพนกวินทั้งหมดราว 400,000–450,000 ตัวที่แบ่งเป็นกลุ่มผสมพันธุ์ (Breeding colonies) ใหญ่ๆ ราว 40 กลุ่ม
ราว 80,000 คู่ผสมพันธุ์กันในบริเวณทะเลรอส กลุ่มผสมพันธุ์สำคัญๆ อยู่ที่แหลมวอชิงตัน (20,000–25,000 คู่), เกาะคูลมันในดินแดนวิคตอเรีย (ราว)22,000 คู่), อ่าวฮอลลีย์บนดินแดนโคตส์ (14,300–31,400 คู่) และอ่าวแอตคาในดินแดนควีนมอด (16,000 คู่) แหล่งผสมพันธุ์บนแผ่นดินอีกสองแห่งที่ทราบ: แหล่งหนึ่งอยู่ที่เกาะดิจองบนคาบสมุทรแอนตาร์กติกา และอีกแหล่งหนึ่งที่หัวแหลมที่ธารน้ำแข็งเทย์เลอร์ในดินแดนแอนตาร์กติกาของออสเตรเลีย การผสมพันธุ์ที่กระจัดกระจายไม่อยู่กับแหล่งที่ว่าก็พบที่เกาะฮาร์ด เซาธ์จอร์เจีย และ ในนิวซีแลนด์

สถานะการอนุรักษ์

สถานะการอนุรักษ์ของเพนกวินจักรพรรดิยังไม่จัดอยู่ในระดับที่เรียกว่าเสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ ที่สหภาพนานาชาติเพื่อการอนุรักษ์ธรรมชาติและทรัพยากรธรรมชาติจัดอยู่ในระดับที่เรียกว่า “ระดับความเสี่ยงต่ำจากการสูญพันธุ์” หรือระดับ “Least Concern” แต่เพนกวินจักรพรรดิและเพนกวินอื่นอีกเก้าสปีชีส์กำลังอยู่ในระหว่างการพิจารณาให้จัดเข้าอยู่ในระดับใหม่ ในรายการที่ถือว่าเป็นสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในระดับที่เป็นอันตราย หรือ เสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ (endangered หรือ threatened species) ตามกฎเกณฑ์ที่วางไว้ในรัฐบัญญัติว่าด้วยการพิทักษ์สัตว์ที่เสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ของสหรัฐอเมริกา สาเหตุในการนำขึ้นมาพิจารณาก็เนื่องมาจากการลดตัวลงของแหล่งอาหารที่มีสาเหตุมาจากสภาวะของการเปลี่ยนแปลงอากาศ และการประมงระดับอุตสาหกรรมของปลาและสัตว์ประเภทกุ้ง-กั้ง-ปูซึ่งเป็นอาหารของเพนกวิน สาเหตุอื่นๆ ก็ได้แก่เชื้อโรค, การทำลายถิ่นฐานธรรมชาติ และการรบกวนกลุ่มผสมพันธุ์โดยมนุษย์ โดยเฉพาะผลกระทบกระเทือนที่ได้รับจากนักท่องเที่ยว จากการค้นคว้าศึกษาฉบับหนึ่งพบว่าเฮลิคอปเตอร์บินในระดับ 1,000 เมตร (3,281 ฟุต) ในบริเวณฝูงนกเพนกวิน สร้างความประหวั่นให้แก่กลุ่มลูกนกเพนกวิน
จากการสังเกตพบว่าจำนวนเพนกวินจักรพรรดิในบริเวณดินแดนอเดลีลดลงไปถึง 50% ที่เกิดจากอัตราการเสียชีวิตของนกที่โตเต็มวัยที่ทวีตัวขึ้นโดยเฉพาะตัวผู้ ในช่วงที่มีอากาศอุ่นกว่าปกติในปลายคริสต์ทศวรรษ 1970 ที่เป็นผลทำให้อาณาบริเวณที่มีน้ำแข็งปกคลุมหดตัวลง และอัตราการการรอดชีวิตหลังจากการฟักเป็นตัวของลูกนกที่ลดต่ำลงในขณะเดียวกัน ฉะนั้นจึงถือว่าเพนกวินจักรพรรดิเป็นสัตว์ที่ได้รับความกระทบกระเทือนอย่างสูงจากสภาวะอากาศที่เปลี่ยนแปลงไป
การศึกษาของสถาบันสมุทรศาสตร์วูดสโฮล (Woods Hole Oceanographic Institution) ในเดือนมกราคม ค.ศ. 2009 ประเมินว่าเพนกวินจักรพรรดิอาจจะถึงจุดที่เสี่ยงต่อการสูญพันธ์ภายในระหว่าง ค.ศ. 2100 ถึง ค.ศ. 2109 เนื่องมาจากสภาวะการเปลี่ยนแปลงของสภาวะอากาศ การใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในการทำนายการสูญเสียของน้ำแข็งจากภาวะโลกร้อนที่มีผลต่อกลุ่มสืบพันธุ์ใหญ่ๆ ของเพนกวินจักรพรรดิดินแดนอเดลีในทวีปแอนตาร์กติกา ทำนายว่าประชากรของเพนกวินจะลดลงราว 87% ภายในปลายศตวรรษจากจำนวน 3,000 คู่ที่ทำการสืบพันธุ์อยู่ในปัจจุบันลงไปเหลือเพียง 400 คู่ แบบจำลองของการลดจำนวนลงนี้อาจจะนำไปใช้ในการทำนายการลดจำนวนของสปีชีส์ทั้งหมดจากจำนวนทั้งหมดราว 200,000 คู่ในปัจจุบัน
ในปี ค.ศ. 2009 จากภาพถ่ายทางดาวเทียมของบริเวณน้ำแข็งที่มีรอยปฏิกูลที่ใหญ่พอที่จะเห็นได้จากนอกโลกช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มองเห็นแหล่งผสมพันธุ์อีกสิบแห่งใหม่ที่ไม่เคยเห็นมาก่อนของเพนกวินจักรพรรดิในทวีปแอนตาร์กติกา

พฤติกรรม

เพนกวินจักรพรรดิเป็นสัตว์สังคมในการดำรงชีวิตและการหาอาหาร นอกจากจะออกหาอาหารด้วยกันแล้วก็อาจจะร่วมมือกันในการดำหรือผุดจากน้ำในการหาอาหาร นกแต่ละตัวอาจจะตื่นช่วงกลางคืนหรือกลางวัน นกที่โตเต็มที่จะใช้เวลาส่วนใหญ่ในชีวิตเกือบตลอดปีในการเดินทางไปหาอาหารระหว่างบริเวณที่อาศัยกับแหล่งอาหารที่อยู่ไกลออกไปตามฝั่งทะเล ยกเว้นเดือนระหว่างมกราคมถึงเดือนมีนาคมที่จะหายไปในมหาสมุทร
นักสรีรศาสตร์ชาวอเมริกันเจอร์รี คูยแมนวิวัฒนาการวิธีการศึกษาพฤติกรรมในการหาอาหารของเพนกวินในปี ค.ศ. 1971 โดยการติดอุปกรณ์ที่บันทึกการดำน้ำกับตัวนก ผลของการศึกษาพบว่าเพนกวินจักรพรรดิสามารถดำน้ำได้ลึกถึง 265 เมตร (869 ฟุต) ได้ช่วงละนานถึง 18 นาที การศึกษาต่อมาพบว่าเพนกวินตัวเมียที่มีขนาดเล็กกว่าสามารถดำน้ำได้ลึกถึง 535 เมตร (1,755 ฟุต) ไม่ไกลจากอ่าวแม็คเมอร์โด อาจจะเป็นไปได้ว่าเพนกวินอาจจะดำน้ำได้ลึกกว่านั้น เพราะอุปกรณ์ที่วัดลดสมรรถภาพลงเมื่อความลึกของการดำลึกลงไปกว่าที่กล่าว 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) ซึ่งทำให้สันนิษฐานว่าบางครั้งก็เป็นดำเพื่อหาอาหารบนก้นทะเล
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
การว่ายน้ำของเพนกวินเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ โดยการใช้ความกดดันทั้งในการพุ้ยขึ้นหรือลงขณะที่ว่าย การพุ้ยขึ้นทำให้รักษาระดับความลึกของการดำได้ ความเร็วถัวเฉลี่ยของการดำน้ำราว 6–9 กิโลเมตร/ต่อชั่วโมง (4–6 ไมล์/ต่อชั่วโมง) การเคลื่อนไหวบนบกเพนกวินจะสลับระหว่างการเดินอุ้ยอ้ายกับการไถลด้วยท้องและผลักเร่งด้วยปีกไปกับพื้นน้ำแข็ง และถือเป็นเพนกวินเพียงชนิดเดียวที่ใช้ชีวิตอยู่บนบกมากกว่าอยู่ในน้ำ
การป้องกันตัวจากความหนาวจะทำโดยการเข้ามายืนรวมตัวกันเป็นกระจุกหรือที่เรียกว่าการรวมเป็นรูปเต่า ขนาดของกลุ่มก็มีตั้งแต่สิบตัวไปจนถึงหลายร้อยตัว โดยนกแต่ละตัวก็จะเอนไปข้างหน้าบนหลังของนกตัวหน้า ตัวที่อยู่วงนอกมักจะค่อยๆ เดินลากขาวนรอบวง และจะมีการสลับที่กันระหว่างนกที่อยู่ในวงในและวงนอก

อาหาร

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

ศัตรู

ศัตรูของเพนกวินจักรพรรดิก็ได้แก่นกทะเล และสัตว์น้ำที่เลี้ยงลูกด้วยนมที่รวมทั้งนกจมูกหลอดยักษ์ขั้วโลกใต้ที่เป็นนักล่าเหยื่อที่สังหารลูกนกถึงราว 34% ในบางฝูง และนกสคัวขั้วโลกใต้ที่ส่วนใหญ่จะกินลูกนกที่ตายไปแล้ว เพราะลูกนกที่ยังมีชีวิตมีขนาดใหญ่เกินกว่าที่จะโจมตีได้
สัตว์น้ำที่เป็นอันตรายได้แก่แมวน้ำเสือดาวที่ล่าทั้งเพนกวินที่โตเต็มวัยทันทีที่ลงน้ำ และวาฬเพชฌฆาตที่ล่าเพนกวินที่โตเต็มวัยเช่นกัน

การหาคู่และการเจริญพันธุ์

เพนกวินจักรพรรดิสามารถทำการผสมพันธุ์ได้ตั้งแต่เมื่อมีอายุราวสามปี แต่มักจะเริ่มทำการผสมพันธุ์กันจริงๆ ราวปีหนึ่งถึงสามปีหลังจากนั้น วงจรการเจริญพันธุ์ประจำปีเริ่มขึ้นราวต้นฤดูหนาวของทวีปแอนตาร์กติการะหว่างเดือนมีนาคมถึงเดือนเมษายน เมื่อเพนกวินที่โตเต็มที่จะเดินทางไปยังถิ่นฐานธรรมชาติของบริเวณที่ทำการผสมพันธุ์ ที่มักจะต้องเดินทางถึง 50 ถึง 120 กิโลเมตร (30 ถึง 75 ไมล์) ลึกเข้าไปในแผ่นดินจากขอบน้ำแข็งที่ติดกับทะเลของทวีป จุดที่ทำให้เริ่มการเดินทางเกิดขึ้นเมื่อช่วงที่แสงสว่างของเวลากลางวันเริ่มลดลง เพนกวินจักรพรรดิที่ถูกเลี้ยงในที่จำขังสามารถเร่งให้ทำการผสมพันธุ์ได้ โดยการปรับระบบแสงที่เลียนแบบการเปลี่ยนแปลงของแสงธรรมชาติที่เกิดขึ้นที่ขั้วโลกใต้
เพนกวินเริ่มทำการหาคู่ราวระหว่างเดือนมีนาคมถึงเดือนเมษายน ระหว่างที่อุณหภูมิอาจจะตกลงถึง −40 °C (−40 °F) ตัวผู้เริ่มด้วยการแสดงท่าทางต่างๆ โดยการยืนนิ่งและก้มหัวลงติดอกก่อนที่จะสูดลมหายใจ และเริ่มส่งเสียงร้องเรียกตัวเมียราว 1 ถึง 2 วินาที จากนั้นก็จะเดินรอบฝูง และเริ่มแสดงพฤติกรรมเดิมซ้ำอีก เมื่อพบคู่ตัวผู้และตัวเมียก็จะยืนหันหน้าเข้าหากัน โดยตัวหนึ่งจะยืดคอขึ้นและอีกตัวหนึ่งก็จะทำตาม ทั้งคู่จะทำเช่นนั้นอยู่หลายนาที เมื่อตกลงกันได้ทั้งสองตัวก็จะเดินอุ้ยอ้ายรอบฝูงด้วยกันโดยที่ตัวเมียมักจะเดินตามตัวผู้ ก่อนที่จะผสมพันธุ์นกตัวหนึ่งก็จะน้อมตัวลงอย่างอ่อนน้อมจนจะงอยปากจรดพื้นน้ำแข็งให้แก่นกอีกตัวหนึ่ง นกที่เป็นฝ่ายรับก็แสดงท่าตอบรับด้วยท่าทางเดียวกัน
เพนกวินจักรพรรดิมีคู่แบบที่เรียกว่าผัวเดียวเมียเดียวแต่ไม่ตลอดชีพ แบบที่เรียกว่า “ผัวเดียวเมียเดียวชั่วฤดู” ซึ่งหมายถึงว่าคู่นกเดียวกันจะอยู่ด้วยกันโดยไม่เปลี่ยนคู่จนกว่าจะสิ้นฤดู แต่ในฤดูเจริญพันธุ์ที่ตามมาอัตราที่จะกลับไปหาคู่ผสมพันธุ์ตัวเดิมก็มีเพียง 15% ช่วงการผสมพันธุ์ที่ค่อนข้างสั้นอาจจะเป็นปัจจัยที่ทำให้จำเป็นต้องเปลี่ยนคู่ เพราะเพนกวินอาจจะไม่มีเวลารอให้คู่เดิมจากปีก่อนหน้านั้นเดินทางมาถึงก็เป็นได้
เพนกวินตัวเมียจะวางไข่หนึ่งฟองที่หนักระหว่าง 460 ถึง 470 กรัม (ราว 1 ปอนด์) ราวระหว่างเดือนพฤษภาคมถึงต้นเดือนมิถุนายน รูปร่างของไข่มีลักษณะเหมือนผลสาลี่ สีออกไปทางขาวเขียว และยาวราว 12 × 8 เซนติเมตร (4¾ x 3 นิ้ว) น้ำหนักของไข่ตกประมาณ 2.3% ของน้ำหนักของแม่นก ซึ่งทำให้เป็นไข่ที่เล็กที่สุดในบรรดานกชนิดต่างๆ เมื่อเปรียบเทียบกับอัตราส่วนระหว่างน้ำหนักของไข่กับน้ำหนักของแม่นก 15.7% ของน้ำหนักของไข่เป็นน้ำหนักของเปลือก และเปลือกก็เหมือนกับเปลือกไข่ของเพนกวินสกุลอื่นที่จะค่อนข้างหนาเพื่อป้องกันจากการแตกได้ง่าย
หลังจากที่วางไข่แล้วอาหารสำรองในร่างกายของแม่นกก็จะหมดลง ฉะนั้นแม่นกก็จะค่อยๆย้ายไข่ไปให้ตัวผู้กก ก่อนที่จะรีบเดินทางกลับทะเลไปหาอาหารเป็นเวลาสองเดือน การย้ายไข่เป็นกระบวนการที่ละเอียดอ่อนทุลักทุเลและค่อนข้างอันตราย ถ้าทำไม่ถูกต้องก็จะเสียไข่ก่อนที่จะฟัก เพราะไข่ไม่สามารถทนต่อสภาวะอากาศและพื้นน้ำแข็งที่เยือกเย็นโดยไม่ได้รับการป้องกันได้ ตัวเมียจะพยายามกลิ้งไข่เข้าไปอยู่อุ้งถุง (brood pouch) ระหว่างขาของตัวผู้อย่างระมัดระวัง เมื่อได้ไข่มาแล้วตัวผู้จะยืนกกไข่ในอุ้งถุงที่อยู่บนตีนระหว่างฤดูหนาวเป็นเวลา 64 วันรวดก่อนที่ไข่จะฟักตัว เพนกวินจักรพรรดิเป็นเพนกวินประเภทเดียวที่ตัวผู้เท่านั้นที่จะกกไข่ เพนกวินชนิดอื่นพ่อและแม่นกจะสลับกันกก เมื่อถึงเวลาที่ลูกนกฟักตัวออกมาตัวผู้ก็จะอดอาหารมาตั้งแต่เมื่อมาถึงบริเวณผสมพันธุ์มาเป็นเวลา 115 วันแล้ว 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
การฟักออกจากไข่ของลูกนกอาจจะใช้เวลาถึงสองหรือสามวันจึงเสร็จเพราะความหนาของเปลือกไข่ ลูกนกที่เพิ่งออกจากไข่จะมีขนอ่อนฟูปกคลุมร่างกายเพียงเล็กน้อย และต้องพึ่งการเลี้ยงดูด้วยอาหารและความอบอุ่นจากพ่อแม่ (Altricial) ถ้าลูกนกฟักตัวออกมาก่อนที่แม่จะกลับมาพร้อมกับอาหาร พ่อนกก็จะเลี้ยงด้วยสิ่งที่ดูคล้ายก้อนไขมันที่ผลิตจากต่อมในหลอดอาหารที่ประกอบด้วยโปรตีน 59% และไขมันอีก 28% เมื่อออกมาจากไข่ใหม่ๆ ลูกนกก็ยังใช้เวลาระยะแรกกำบังตัวเองจากสภาวะอากาศ ระหว่างการยืนอยู่บนตีนของพ่อนก และการอยู่ในถุงกกไข่ระหว่างขาสองขาของพ่อ
แม่เพนกวินเมื่อกลับมาราวระหว่างตั้งแต่ลูกนกฟักตัวออกมาจนราวสิบวันหลังจากนั้น ราวระหว่างกลางเดือนกรกฎาคมจนถึงต้นเดือนสิงหาคม ก็จะเรียกหาคู่ในบรรดานกนับร้อยนับพันโดยการกู่เรียก เพื่อที่จะมารับหน้าที่เลี้ยงลูกต่อจากพ่อนก เมื่อพบลูกแล้วก็จะขย้อนอาหารที่เก็บสำรองไว้ในท้องให้ลูก เมื่อมารับหน้าที่แล้วตัวผู้ก็จะกลับไปหาอาหารในทะเลได้ โดยทิ้งลูกนกไว้กับแม่ราว 24 วันก่อนที่จะกลับมาช่วยเลี้ยงลูกอีก การเดินทางของพ่อนกจะใช้เวลาน้อยกว่าเมื่อเดินทางมาผสมพันธุ์ เพราะอากาศที่อุ่นขึ้นระหว่างฤดูร้อนที่ทำให้แผ่นน้ำแข็งละลาย และหดตัวลงไปบ้างที่ทำให้ระยะทางสั้นขึ้น ช่วงนี้พ่อและแม่นกก็จะสลับกันระหว่างการเลี้ยงลูกและการเดินทางไปหาอาหาร
หลังจากออกจากไข่ได้ 45 ถึง 50 วันลูกนกก็จะมารวมตัวกันเป็นฝูงเบียดกันเพื่อให้ได้รับความอบอุ่นและเพื่อความปลอดภัย ระหว่างช่วงเวลานี้ทั้งพ่อและแม่ก็จะออกไปหาอาหารในทะเลและกลับพร้อมกับอาหารเพื่อมาเลี้ยงลูก ฝูงลูกนกอาจจะมีด้วยกันเป็นจำนวนหลายพันตัวที่เบียดตัวกันแน่นเพื่อการอยู่รอดในภาวะอากาศและอุณหภูมิของทวีปแอนตาร์กติกา
ตั้งแต่ต้นเดือนพฤศจิกายนลูกนกก็จะเริ่มเปลี่ยนขนอ่อนฟูเป็นขนแบบนกเล็กที่ใช้เวลาถึงสองเดือนจึงเปลี่ยนเสร็จ และส่วนใหญ่ก็จะยังเปลี่ยนขนไม่เสร็จเมื่อถึงเวลาที่จะออกจากฝูง ระหว่างช่วงนี้พ่อแม่ก็จะหยุดเลี้ยงลูก หลังจากนั้นนกทั้งฝูงก็จะเดินทางเพียงระยะสั้นไปยังฝั่งทะเลระหว่างเดือนธันวาคมถึงเดือนมกราคมเพื่อหาอาหารจนตลอดฤดูร้อนที่นั่น

การอ้างอิงทางวัฒนธรรม

ความเป็นอยู่อันเป็นเอกลักษณ์ของเพนกวินจักรพรรดิในสภาวะอากาศอันทารุณได้รับการศึกษาค้นคว้า และทำเป็นภาพยนตร์หลายเรื่อง นักสำรวจแอนตาร์กติกาชาวอังกฤษ แอ็พสลีย์ เชอร์รี-การ์ราด กล่าวว่า “เมื่อเปรียบเทียบโดยทั่วไปแล้วผมก็ไม่เชื่อว่าจะมีผู้ใดในโลกที่ต้องผจญสถานภาพที่ทารุณมากไปกว่าเพนกวินจักรพรรดิ” การเดินทางของจักรพรรดิ (La Marche de l'empereur) เป็นภาพยนตร์สารคดีฝรั่งเศสที่ได้รับรางวัลออสการ์ในฐานะที่เป็นภาพยนตร์สารคดียอดเยี่ยม ของปี ค.ศ. 2005 ที่เป็นที่แพร่หลายไปทั่วโลก เนื้อหาของภาพยนตร์เป็นการบันทึกการเดินทางเพื่อไปทำการการผสมพันธุ์ตั้งแต่ต้นจนจบ หัวเรื่องดังกล่าวยังถูกนำเสนอโดยบีบีซีและเดวิด แอทเทนเบอเรอห์ถึงสองครั้ง ครั้งแรกใน สารคดีชีวิตในตู้น้ำแข็ง: ตอนที่หนึ่ง (Life in the Freezer) เมื่อปี ค.ศ. 1993 และอีกครั้งหนึ่งในปี ค.ศ. 2006 ในซีรีส์ แพลนเน็ตเอิร์ธ
ภาพยนตร์คอมพิวเตอร์แอนิเมชัน เรื่อง เพนกวินกลมปุ๊กลุกขึ้นมาเต้น (Happy Feet) (ค.ศ. 2006) มีตัวละครเอกเป็นเพนกวินจักรพรรดิที่ชอบเต้นรำ แม้ว่าจะเป็นแอนิเมชันก็ตาม แต่ก็ยังแสดงถึงวงจรชีวิตของเพนกวินและพยายามสื่อปัญหาสิ่งแวดล้อมที่มีผลกระทบกระเทือนต่อประชากรของเพนกวินจักรพรรดิที่เกิดจากปรากฏการณ์โลกร้อนและการประมงที่ทำกันมากเกินควร จนทำให้แหล่งอาหารของเพนกวินลดน้อยลง ภาพยนตร์คอมพิวเตอร์แอนิเมชันอีกเรื่องหนึ่ง คือ เซิร์ฟอัพ' (Surf's Up) (ค.ศ. 2007) มีเรื่องราวของเพนกวินจักรพรรดิที่ชอบเล่นคลื่น ชื่อว่า Zeke "Big-Z" Topanga เพนกวินจักรพรรดิยังได้ปรากฏบนแสตมป์ของมากกว่า 30 ประเทศ ซึ่งในประเทศออสเตรเลีย สหราชอาณาจักร ชิลี และฝรั่งเศสได้ผลิตออกมาหลายรูปแบบมาก และปรากฏบนแสตมป์ 10 ฟรังก์ ในปี ค.ศ. 1962 ที่เป็นส่วนหนึ่งของชุดการสำรวจทวีปแอนตาร์กติกา