Elaborado por Materia para OpenMind Recomendado por Materia
6
Inicio El secreto del colorido plumaje de las aves
11 octubre 2018

El secreto del colorido plumaje de las aves

Animales | Biología | Evolución
Tiempo estimado de lectura Tiempo 6 de lectura

¿Cómo surge la enorme variedad de plumajes que exhiben las aves? Desde los vibrantes y vistosos colores de los guacamayos hasta el elaborado diseño de las colas de los pavos reales, para los biólogos siempre ha sido un misterio esta riqueza y diversidad; no solo entre especies, sino también entre diferentes poblaciones de la misma ave. Recientes investigaciones han aclarado de dónde vienen los complejos diseños de los plumajes, y hasta qué punto están escritos en los genes o dependen de factores ambientales.

Alimentos que cambian los colores

CAROTENOIDES

La coloración de las aves procede fundamentalmente de tres grupos de pigmentos: carotenoides, melaninas y porfirinas. Los carotenoides son compuestos de origen vegetal (solo los producen plantas y algas), lo que implica que si un ave tiene carotenoides en sus plumas es porque se ha alimentado de plantas que los contienen, o de animales que previamente las hayan ingerido.

En los zoos dan carotenoides a los flamencos para realzar sus colores. Crédito: Pedro Szekely

Una vez asimilados, estos carotenoides viajan por el torrente sanguíneo hasta alcanzar los folículos dérmicos desde los que se desarrollan las plumas; y desde donde las irrigan o tiñen. Son los pigmentos responsables de los tonos amarillos, anaranjados y rojos. Y también de diferentes tonalidades de verdes, como el color oliva, al combinarse con las melaninas. Como en el caso de la hembra de la tiranga rojinegra (Piranga olivacea). Debido a su procedencia exógena, la mayor o menor presencia y concentración de estos pigmentos en el organismo —y por consiguiente, su efecto o participación en la coloración final del plumaje de las aves— depende de la disponibilidad de la fuente de carotenoides.

Solo así se explica la enorme variabilidad que se aprecia en el color del plumaje en poblaciones de una misma especie que se han establecido en distintos lugares; e incluso entre individuos de la misma población, en función de su habilidad para conseguir comida. Y así entendemos también por qué su coloración está sujeta a variaciones estacionales y a otros factores ambientales. Uno de los casos más vistosos es el de los flamencos, hasta el punto de que en los zoológicos suelen darles una alimentación suplementada en carotenoides para realzar sus colores.

El código genético de los diseños

MELANINAS

Al contrario que los carotenoides, hay otros pigmentos que los animales (incluidas las aves) sí pueden producir por sí mismos: las melaninas, que generan los diferentes tonos de negro, marrón, gris, tierra… Son el mismo tipo de sustancias que también producen los distintos tonos y colores de piel que exhiben los humanos. Ejemplos de aves que deben su coloración a las melaninas son el buho real o el águila real.

El águila real debe su coloración a las melaninas. Fuente: Pxhere

Las melaninas se producen en el interior de células especializadas, denominadas melanocitos, Es el único mecanismo de coloración del plumaje que está codificado genéticamente y que se controla de forma directa a nivel celular. Y ese código genético esconde los patrones complejos de los plumajes de muchas aves, como . Estos vistosos diseños se expresan al modular la presencia, localización, concentración, diferenciación e incluso activación de los melanocitos en los folículos en los que se desarrollan las plumas.

La necesidad de regular la presencia de melaninas a nivel celular se debe no sólo a su capacidad para colorear. En el caso de las aves, estos pigmentos desempeñan otro papel crucial, ya que su presencia aumenta la resistencia de las plumas. Así se entiende que incluso las especies con un plumaje blanco casi impoluto (como los cisnes y los albatros petreles) exhiban puntas y bordes negros en las alas, pues ahí están las plumas de vuelo más expuestas y que sufren más daño.

Las colores más exclusivos

PORFIRINAS

Las porfirinas son responsables de los vibrantes rosas, rojos, marrones y verdes de muchas especies de gallináceas (como el pavo real) y palomas. Las psitacofulvinas y la turacina son aún más exclusivas: las primeras sólo aparecen en el orden de las psitaciformes (aves típicas de las regiones tropicales, como loros, cacatúas y guacamayos); la segunda es propia de los turacos. Y ambos casos son las que originan los intensos verdes y rojos que distinguen a estas aves.

La turacina es la responsable de los colores de los turacos. Fuente: Pxhere

Estos tres tipos de pigmentos son excepcionales por partida triple: por sus brillantes e intensos colores; por ser exclusivos de unos pocos grupos de aves y porque dichas aves los sintetizan tras haber desarrollado procesos específicos. Siguiendo esas rutas metabólicas, las aves más exóticas modifican la estructura de los carotenoides, y por tanto su color, para generar porfirinas, psitacofulvinas y turacina. Así que la presencia e influencia de estos pigmentos tan especiales depende también de la disponibilidad de alimentos ricos en carotenoides.

Nanotecnología de la naturaleza

COLORES ESTRUCTURALES

Además de los pigmentos hay otra vía por la que las aves colorean sus plumajes. Esos otros colores se generan como consecuencia de la presencia de unas nanoestructuras específicas en las barbas de las plumas, que modifican las propiedades de la luz incidente al refractarla o dispersarla. Los plumajes iridiscentes que, por ejemplo, caracterizan las gargantas de los colibríes, se originan por la existencia de un tipo de nanoestructura que actúa como un prisma, descomponiendo la luz solar: eso provoca la iridiscencia y que su apariencia varíe en función del ángulo de visión.

Hay otro tipo de nanoestructuras, a modo de minúsculos sacos o bolsillos llenos de aire, que dispersan parte de la radicación incidente —en un efecto análogo al que se da en la atmósfera y que tiñe el cielo de azul. Estas nanobolsitas son las responsables de los plumajes que distinguen (y dan nombre) a aves como los azulillos o azulejos. Una gama de colores que además se amplía cuando la presencia de estas nanoestructuras se combina con la de gránulos de melaninas.

Los plumajes iridiscentes se originan por la existencia de nanoestructuras que actúa como un prisma. Fuente: Pxhere

La aparición de estas nanoestructuras en el plumaje no está controlada de forma directa a nivel celular. Es un proceso autónomo o autodirigido —técnicamente, un autoensamblaje inducido— por el que se generan de manera aleatoria durante la fase de desarrollo de cada pluma. Y esa aleatoriedad hace imposible que puedan generar patrones o diseños complejos.

Investigando patrones

En 2017 un equipo de científicos españoles del CSIC constató que la práctica totalidad de los patrones que exhiben las aves en sus plumajes surgen por la presencia y activación de melaninas. Para su estudio los investigadores definieron un “diseño o patrón complejo” como la combinación de dos o más colores discernibles, que se repite en el espacio más de dos veces de forma ininterrumpida. Y ese esquema repetitivo puede darse dentro de una misma pluma o producirse por la combinación de plumas adyacentes.

Un tipolo real, una de las 53 especies con patrones excepcionales. Crédito: Bjørn Christian Tørrissen

En concreto, de las más de 9.000 especies analizadas y representativas de todos los órdenes de aves, el 32% presentaba este tipo de patrones. Y sólo en 53 especies —una especie de cigüeña, 37 especies de palomas tropicales y 15 de cotingas— esos diseños no estaban basados en melaninas. De éstas, todas exhiben vistosos e intensos colores poco comunes. Y todas ellas pertenecen a una de las tres familias de aves (Ciconiidae, Columbidae y Cotingidae) que han sido capaces de desarrollar rutas metabólicas para modificar la estructura de los carotenoides.

Este mecanismo parece sugerir, según los investigadores, algún tipo de adaptación evolutiva. Así, la presencia de un llamativo patrón complejo ofrecería alguna ventaja, que bien pudiera ser asegurar el éxito del cortejo (y, por tanto, la reproducción de la especie); o servir como código visual para resolver conflictos territoriales y jerárquicos sin necesidad de pelear, o también como señal de advertencia o amenaza para potenciales enemigos y predadores.

Miguel Barral

@migbarral

Publicaciones relacionadas

Comentarios sobre esta publicación

Escribe un comentario aquí…* (Máximo de 500 palabras)
El comentario no puede estar vacío
*Tu comentario será revisado antes de ser publicado
La comprobación captcha debe estar aprobada