Cada pluma de un ave o pájaro y sus colores cuentan una historia de adaptación y supervivencia, lo que hace que la belleza de las plumas sea compleja e interesante. Las plumas de las aves no solo son hermosas debido a sus tonalidades, sino también debido a la combinación intrincada de pigmentos y estructuras que las componen.
Las plumas de las aves vienen en todas las tonalidades de colores. Algunas son pigmentadas o sino tambien el resultado de estructuras microscópicas que reflejan una porción selecta de longitudes de ondas de la luz. A continuación, descubramos más sobre cómo las aves obtienen sus asombrosos colores.
Principio Básico sobre la Percepción de Colores
Para tener una mejor idea de cómo se produce el color en las plumas de las aves, es necesario entender como los humanos percibimos el color.
Los colores que vemos son el resultado de la percepción de las ondas de luz reflejadas por una superficie.
Cuando la luz golpea un objeto lo hace con todos los colores del espectro de luz. El objeto refleja parte del espectro de luz y absorbe el resto. El ojo humano y el cerebro juntos traducen las ondas de luz reflejadas por el objeto produciendo las sensaciones familiares de color.
Además de la percepción del color innata o aprendida, hay otros factores que afectan la percepción del color. La iluminación es el factor más importante en la percepción del color. En realidad, la iluminación determina, en gran parte, el color que percibe el cerebro.
Colores en las Plumas de las Aves
Los colores de las plumas de las aves se dividen en dos categorías. Colores pigmentados y colores estructurales. En ambos casos los colores son el resultados de las ondas de luz reflejadas por la superficie de la pluma.
Colores en Plumas Pigmentadas
Las plumas pigmentadas, contienen pigmentos en las barbas y barculas de la pluma, los cuales observen ciertas ondas de luz y reflejan las ondas que uno percibe como un color en particular. El color no cambia con el ángulo de donde se mire la pluma; asumiendo condiciones de iluminación similares.
Color Estructurales
Las plumas que generan colores estructurales tiene superficies compuestas de capas microscópicas de burbujas estratégicamente arregladas para filtrar, absorber, y reflejar ondas de luz. Algunas especies han desarrollado arreglos de estas burbujas microscópicas capaces de reflejar ondas de luz que percibimos como colores iridiscentes. Algunos colores iridescentes pueden varias de acuerdo al ángulo de donde se les mire.
Ilustración del los principios de generación del color
A: Un objecto de color blanco no absorbe ningún color sino que refleja todos los colores del espectro de luz igualmente. Esto resulta en precisamente ningún color, el cual es percibido como un objeto de color blanco.
B: Un objecto de color negro absorbe todos los colores del espectro de luz sin reflejar nigun color. Esto resulta en el color negro.
C: Un objeto con pigmentos rojos absorbe todos los colores del espectro de luz y solo refleja las ondas de luz que corresponden a, y son percibidas como color rojo.
Todas las Aves y Pájaros ven el Mismo Espectro de Luz?
Las especies de aves y pájaros no ven los mismos colores y sus habilidades de visión del color varían. Sus sistemas visuales están adaptados a sus necesidades ecológicas específicas y, a menudo, les brindan un espectro de colores más complejo y más amplio, incluida la capacidad de percibir la luz ultravioleta.
Las aves tienen una notable diversidad en sus capacidades de visión del color. Mientras que los humanos tienen tres tipos de receptores de color (conos) en sus ojos, lo que nos permite percibir una amplia gama de colores, algunas aves tienen una visión cromática mejorada debido a la presencia de tipos adicionales de conos.
Por ejemplo, muchas aves tienen cuatro tipos de receptores de color, incluidos los receptores ultravioleta (UV), que son sensibles a la luz ultravioleta que es invisible para los humanos. Esto les permite ver un espectro más amplio de colores, incluidos patrones y marcas que son invisibles para nosotros.
Las aves con visión UV pueden detectar patrones que reflejan los rayos UV en flores, frutas y plumas, que juegan un papel importante en sus exhibiciones de apareamiento y búsqueda de alimento.
Además, la gama específica de colores que pueden percibir las aves puede variar entre especies. Algunas aves, como las rapaces, pueden tener una mayor sensibilidad a ciertos colores, lo que les ayuda a detectar y rastrear a sus presas de manera más efectiva.
Los Pigmentos en las Plumas de Aves
Existen tres tipos de pigmentos en las plumas que crean su color; melaninas, carotenoides y porfirinas.
Melaninas
Estos pigmentos son los más comunes y crean tonos pardos, negros, marrones y colores beige. Las melaninas se producen a partir de la tirosina, un aminoácido, formado por células de pigmento llamadas mieloblastos que se encuentran en la capa dérmica de la piel.
Durante el desarrollo de las plumas, los melanoblastos insertan gránulos de melanina en células específicas de las barbas y bárbulas. Los tonos de marrón o gris de las aves dependen de la densidad de la deposición de melanina.
Existen dos formas de melaninas que dominan las barbas y bárbulas de las plumas de las aves.
- Las eumelaninas que producen marrón oscuro, gris y negro.
- Las feomelaninas, que crean tonos bronceados, marrones rojizos y algunos amarillos, .
A parte de producir colores en las plumas, las melaninas cumplen varias funciones; ayudan a proteger las plumas del desgaste, absorben energía solar, y ayudan en la termorregulación.
Carotenoides
Los carotenoides son los tipos de pigmento responsables por los colores brillantes amarillos, naranjas, rojos y ciertos azules y verdes. Los carotenoides son los pigmentos más ampliamente distribuidos en la naturaleza y están presentes no solo en las plumas de las aves sino tambien en bacterias fotosintéticas, hongos, algas, y plantas.
Lo pigmentos carotenoides se disuelven rápidamente en lípidos o disolventes orgánicos, por lo que a menudo se almacenan en la yema del huevo, la grasa corporal y las secreciones de las glándulas de aceite.
Las células en crecimiento de las plumas acumulan estos pigmentos en gotas de lípidos y se incrustan en las barbas y bárbulas cuando los disolventes de grasa desaparecen.
Exites do tipo de carotenoides, estos son los carotenos y xantofilas. Los caratenos son responsables por los colore amarillo y anaranjado.
Las xantofilas tienen átomos de oxígeno unidos a sus moléculas de carbono e hidrógeno. Los pigmentos rojos brillantes incluyen cantaxantina y astaxantina, mientras que la luteína es un pigmento común que produce plumas amarillas brillantes.
Porfirinas
Las porfirinas están relacionadas con la hemoglobina y los pigmentos biliares del hígado, y son el tercer tipo de pigmento que muestra una intensa fluorescencia roja bajo la iluminación ultravioleta.
Las porfirinas se encuentran comúnmente en las plumas rojas o marrones de al menos 13 órdenes de aves, como los búhos. Estos pigmentos son químicamente inestables y se destruyen fácilmente con la luz solar, por lo que se encuentran principalmente en las plumas nuevas.
El turacín, un pigmento único que contiene cobre, produce el magenta brillante en las alas de los turacos, que son aves del tamaño de un cuervo que habitan en los bosques africanos.
La Función de los Biocromos en las Aves
Los biocromos son sustancias colorantes que pueden extraerse de plantas o animales y que actúan como pigmentos naturales. Son un tipo de pigmento biológico producido por organismos vivos, que adquieren color a través de la absorción selectiva de ciertas longitudes de onda.
Un ejemplo de pigmento biológico es el color de los flamencos que es obtenido de los invertebrados de los que se alimentan. Si el flamenco no ingiere estos invertebrados el color del plumaje se torna pálido casi blanco.
Los pigmentos biológicos se encuentran en células especializadas llamadas cromatóforos. Los biocromos son pigmentos microscópicos formados químicamente que ocurren de forma natural. Están diseñados para absorber colores específicos de luz y reflejar las longitudes de onda restantes.
Las aves utilizan biocromos para diversas funciones. La melanina hace que las plumas sean resistentes al desgaste y al mismo tiempo ayuda a protegerlas de la abrasión causada por la arena y a promover el secado de las plumas húmedas.
Los carotenoides ayudan a proteger las plumas al absorber la radiación ultravioleta. La porfirina mezclada con turacoverdina crea colores verdes brillantes en las plumas de los turacos.
Colores Estructurales
Algunos de los colores más vibrantes en las plumas de las aves provienen de características estructurales en la superficie de las plumas.
Los colores estructurales se crean mediante la alteración física de la luz incidente en la superficie de la pluma. Esto significa que el color de la pluma no se debe a ningún pigmento, sino a la forma en que la luz interactúa con la estructura superficial de la pluma.
Por ejemplo, los colores azules y verdes en aves como los loros, azulejos y colibríes son colores estructurales que resultan de la dispersión de las longitudes de onda cortas (azules) de la luz por pequeñas partículas de melanina en combinacion con micro burbujas estrategicamente arregladas en las barbas de las plumas de ciertas aves.
Las otras longitudes de onda de luz más largas pasan a través de la capa superficial hasta llegar a una capa de melanina y las micro burbujas dejando visible solo el color azul.
Algunos pericos tienes tanto tonos azules como verdes en sus plumas que resultan de otro proceso basado en la interferencia entre diferentes longitudes de onda de la luz incidente.
Alteración de los Colores
Los pigmentos de carotenoides pueden convertir el azul estructural en verde o violeta. Por ejemplo, los periquitos Australianos son verdes debido a la combinación de pigmento amarillo con azul estructural. Los periquitos mutantes con un solo gen recesivo que bloquea la deposición de pigmento carotenoide son azules en lugar de verdes.
Si el pigmento de carotenoide es rojo en lugar de amarillo, se obtienen tonos violeta o morados, como en el caso del Cotinga Pompadour.
Las plumas de color púrpura en algunas aves en realidad están compuestas por azul estructural en las barbas y pigmento rojo en las barbulas.
Iridiscencia
La iridiscencia es el fenómeno de los colores brillantes que varían con el ángulo de incidencia de la iluminación. La iridiscencia direccional se observa desde un solo ángulo de visión, desde otras direcciones la pluma parece negra.
Los colores iridiscentes de los «ojos» en la cola de un Pavo Real y las plumas de la espalda del quetzal se deben a la interferencia de las ondas de luz reflejadas desde las superficies externa e interna de una capa reflectante.
Las brillantes iridiscencias en las plumas de los colibríes provienen de 7 a 15 capas estrechamente apiladas de diminutos gránulos de melamina ubicados en las bárbulas. Cada gránulo es una placa plana y hueca con dos capas reflectantes que crean colores particulares mediante interferencia y refuerzo de la luz. La intensidad de la iridiscencia aumenta con el número de capas de gránulos.
Otros Sistemas de Reflexión
Se han desarrollado otros tipos de capas reflectantes en trogones. Los trogones tienen colores iridiscentes causados por reflejos entre los gránulos de melanina y las capas de queratina.
Se conocen cuatro sistemas diferentes que producen los colores iridiscentes en cinco géneros de trogones. Estas microestructuras de control, que incluyen placas de melanina llenas de aire y tubos de melanina huecos, se disponen en capas precisas.
Los colores y patrones resultan de pequeñas variaciones en los índices de refracción de la queratina y la melanina, la forma y las medidas de los gránulos de pigmento, y el espaciado dentro y entre las estructuras (burbujas) huecas en la superficie de la pluma.
Estos factores están sujetos a variaciones controladas en cada parte de cada pluma iridiscente de un ave.
Conclusión:
La ciencia detrás de los colores de las plumas de las aves y pájaros es fascinante y compleja. Las plumas de las aves son hermosas no solo por sus colores, sino también por los pigmentos y estructuras intrincadas que las componen.
Los colores de las plumas cumplen muchas funciones. No solo nos ayudan a identificar diferentes especies de aves, sino que también les permiten sobrevivir al camuflarse, regular su temperatura y encontrar pareja. Comprender la ciencia detrás de estos colores es importante tanto para los científicos como para los entusiastas de las aves
Reference:
Arindam Roy, Michael Pittman, Evan Thomas Saitta, Thomas G Kaye (2019). Recent advances in amniote palaeocolour reconstruction and a framework for future research September 2019 Biological reviews of the Cambridge Philosophical Society 95(1):0-000