Como xorde a enorme variedade de plumaxes que exhiben as aves? Desde os vibrantes e vistosas cores dos guacamaios ata o elaborado deseño das colas dos pavos reais, para os biólogos sempre foi un misterio esta riqueza e diversidade; non só entre especies, senón tamén entre diferentes poboacións da mesma ave. Recentes investigacións aclararon de onde veñen os complexos deseños das plumaxes, e ata que punto están escritos nos xenes ou dependen de factores ambientais.
A coloración das aves procede fundamentalmente de tres grupos de pigmentos: carotenoides, melaninas e porfirinas. Os carotenoides son compostos de orixe vexetal (só prodúcenos plantas e algas), o que implica que se un ave ten carotenoides nas súas plumas é porque se alimentou de plantas que os conteñen, ou de animais que previamente as inxeriron.
Nos zoos danlle carotenoides aos flamencos para realzar as súas cores / Pedro Szekely
Unha vez asimilados, estes carotenoides viaxan polo torrente sanguíneo ata alcanzar os folículos dérmicos desde os que se desenvolven as plumas; e desde onde as irrigan ou tinguen. Son os pigmentos responsables dos tons amarelos, alaranxados e vermellos. E tamén de diferentes tonalidades de verdes, como o cor oliva, ao combinarse coas melaninas. Como no caso da femia da tiranga roxinegra (Piranga olivacea). Debido á súa procedencia exógena, a maior ou menor presenza e concentración destes pigmentos no organismo, e por conseguinte, o seu efecto ou participación na coloración final da plumaxe das aves, depende da dispoñibilidade da fonte de carotenoides.
Só así se explica a enorme variabilidade que se aprecia na cor da plumaxe en poboacións dunha mesma especie que se estableceron en distintos lugares; e mesmo entre individuos da mesma poboación, en función da súa habilidade para conseguir comida. E así entendemos tamén por que o seu coloración está suxeita a variacións estacionais e a outros factores ambientais. Un dos casos máis vistosos é o dos flamencos, ata o punto de que nos zoológicos adoitan darlles unha alimentación suplementada en carotenoides para realzar as súas cores.
Ao contrario que os carotenoides, hai outros pigmentos que os animais (incluídas as aves) si poden producir por si mesmos: as melaninas, que xeran os diferentes tons de negro, marrón, gris, terra… Son o mesmo tipo de substancias que tamén producen os distintos tons e cores de pel que exhiben os humanos. Exemplos de aves que deben a súa coloración ás melaninas son o bufo real ou o aguia real.
O aguia real debe a súa coloración ás melaninas / Pxhere
As melaninas prodúcense no interior de células especializadas, denominadas melanocitos. É o único mecanismo de coloración da plumaxe que está codificado xeneticamente e que se controla de forma directa a nivel celular. E ise código xenético esconde os patróns complexos das plumaxes de moitas aves. Estes vistosos deseños exprésanse ao modular a presenza, localización, concentración, diferenciación e mesmo activación dos melanocitos nos folículos nos que se desenvolven as plumas.
A necesidade de regular a presenza de melaninas a nivel celular débese non só á súa capacidade para colorear. No caso das aves, estes pigmentos desempeñan outro papel crucial, xa que a súa presenza aumenta a resistencia das plumas. Así se entende que mesmo as especies cunha plumaxe branca case impoluto (como os cisnes e os albatros petreis) exhiban puntas e bordos negros nas ás, pois aí están as plumas de voo máis expostas e que sofren máis dano.
As porfirinas son responsables dos vibrantes rosas, vermellos, marróns e verdes de moitas especies de gallináceas (como o pavo real) e pombas. As psitacofulvinas e a turacina son aínda máis exclusivas: as primeiras só aparecen na orde das psitaciformes (aves típicas das rexións tropicais, como papagaios, cacatúas e guacamaios); a segunda é propia dos turacos. E ambos os casos son as que orixinan os intensos verdes e vermellos que distinguen a estas aves.
A turacina é a responsable das cores dos turacos / Pxhere
Estes tres tipos de pigmentos son excepcionais por partida tripla: polos seus brillantes e intensas cores; por ser exclusivos duns poucos grupos de aves e porque ditas aves sintetízanos tras desenvolver procesos específicos. Seguindo eses roteiros metabólicas, as aves máis exóticas modifican a estrutura dos carotenoides, e por tanto a súa cor, para xerar porfirinas, psitacofulvinas e turacina. Así que a presenza e influencia destes pigmentos tan especiais depende tamén da dispoñibilidade de alimentos ricos en carotenoides.
Ademais dos pigmentos hai outra vía pola que as aves colorean as súas plumaxes. Eses outras cores xéranse como consecuencia da presenza dunhas nanoestructuras específicas nas barbas das plumas, que modifican as propiedades da luz incidente ao refractarla ou dispersala. As plumaxes iridiscentes que, por exemplo, caracterizan as gorxas dos colibrís, orixínanse pola existencia dun tipo de nanoestructura que actúa como un prisma, descompoñendo a luz solar: iso provoca a iridiscencia e que a súa aparencia varíe en función do ángulo de visión.
Hai outro tipo de nanoestructuras, a modo de minúsculos sacos ou petos cheos de aire, que dispersan parte da radicación incidente, nun efecto análogo ao que se dá na atmosfera e que tingue o ceo de azul. Estas nanobolsiñas son as responsables das plumaxes que distinguen (e dan nome) a aves como os azulillos ou azulexos. Unha gama de cores que ademais se amplía cando a presenza destas nanoestructuras combínase coa de gránulos de melaninas.
As plumaxes iridiscentes orixínanse pola existencia de nanoestructuras que actúa como un prisma / Pxhere
A aparición destas nanoestructuras na plumaxe non está controlada de forma directa a nivel celular. É un proceso autónomo ou autodirigido, tecnicamente, un autoensamblaje inducido, polo que se xeran de maneira aleatoria durante a fase de desenvolvemento de cada pluma. E esa aleatoriedade fai imposible que poidan xerar patróns ou deseños complexos.
En 2017 un equipo de científicos españois do CSIC constatou que a práctica totalidade dos patróns que exhiben as aves nas súas plumaxes xorden pola presenza e activación de melaninas. Para o seu estudo os investigadores definiron un “deseño ou patrón complexo” como a combinación de dúas ou máis cores discernibles, que se repite no espazo máis de dúas veces de forma ininterrompida. E ese esquema repetitivo pode darse dentro de una mesma pluma ou producirse pola combinación de plumas adxacentes.
Un tipolo real, unha das 53 especies con patróns excepcionais / Bjørn Christian Tørrissen
En concreto, das máis de 9.000 especies analizadas e representativas de todas as ordes de aves, o 32% presentaba este tipo de patróns. E só en 53 especies (unha especie de cegoña, 37 especies de pombas tropicais e 15 de cotingas) eses deseños non estaban baseados en melaninas. Destas, todas exhiben vistosos e intensas cores pouco comúns. E todas elas pertencen a unha das tres familias de aves (Ciconiidae, Columbidae e Cotingidae) que foron capaces de desenvolver roteiros metabólicas para modificar a estrutura dos carotenoides.
Este mecanismo parece suxerir, segundo os investigadores, algún tipo de adaptación evolutiva. Así, a presenza dun rechamante patrón complexo ofrecería algunha vantaxe, que ben puidese ser asegurar o éxito do cortexo (e, por tanto, a reprodución da especie); ou servir como código visual para resolver conflitos territoriais e xerárquicos sen necesidade de pelexar, ou tamén como sinal de advertencia ou ameaza para potenciais inimigos e predadores.
FONTE:Miguel Barral/bbvaopenmind.com/ciencia
