Пингвин, стоящий посреди белой бури, кажется полностью открытым всем стихиям. На деле его защита спрятана в микроструктуре уровня инженерных решений. Вместо пушистого меха тело покрыто крошечными, жёсткими контурными перьями, упакованными гораздо плотнее, чем у большинства птиц. Именно эта плотность помогает удерживать тепло там, где оно особенно важно.

Каждое перо работает вместе с соседними, словно перекрывающаяся черепица на крыше. Внешние кончики образуют плотную оболочку, которая сбрасывает ветер, а внутренние бородки и бородочки удерживают множество воздушных карманов. Этот воздух служит слоем с низкой теплопроводностью и снижает потери тепла за счёт конвекции и теплопередачи. Сверху перья покрыты слоем жировой смазки из куприковой железы, благодаря чему оперение становится очень гидрофобным: лёд и брызги скатываются, не успевая «вытянуть» энергию. Под перьевым покровом лежит толстый слой жира, который даёт дополнительную теплоизоляцию и служит запасом энергии, поддерживающим высокий уровень основного обмена. В кровеносных сосудах плавников и лап работает противоточная система теплообмена: тёплая кровь согревает холодную, и тепло возвращается в тело вместо того, чтобы уходить в лёд.

Снаружи помогает ещё и поведенческая стратегия: пингвины сбиваются в плотные группы и создают общий микроклимат. Но физика процесса по‑прежнему держится на триаде «перья — воздух — жир». Инфракрасные снимки показывают, что через корпус уходит очень мало тепла, основные потери приходятся на голову и конечности. То, что с расстояния выглядит как гладкий чёрно‑белый гидрокостюм, в микроскопическом масштабе представляет собой тонко настроенную тепловую систему, созданную для сохранения стабильной температуры тела теплокровного животного в воздухе, холоднее ледяной морской воды.