皇帝企鵝一般在5歲時達到性成熟,成熟後的皇帝企鵝需要行進90千米到達繁殖地。每年3至4月,皇帝企鵝開始求愛,此時的氣溫一般都已降至零下40攝氏度。皇帝企鵝每年僅有一個伴侶,相互保持忠誠,共同繁育小企鵝。但是一年過後,多數皇帝企鵝都會更換伴侶。在5至6月,雌企鵝會產下一枚重0.45千克的蛋,此時它們身體儲存的能量消耗殆盡,必須返回大海捕食。在此期間,雄企鵝把蛋放在腳掌上,以孵卵斑保溫,孵化時間大約65天。這期間,雄企鵝不進食,多數時間在睡眠中度過,依靠體中儲存的脂肪度日。為了抵禦低溫和大風(可達200km/h),雄企鵝會擠在一起,並且輪流換到外圍。

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