Los pigmentos carotenoides producen la coloración llamativa de muchas aves. La tasa de conversión de carotenoides amarillos a rojos puede verse afectada por el metabolismo asociado al esfuerzo de vuelo. Así, la intensidad de la coloración roja puede constituir un indicador directo del perfil fisiológico de un individuo asociado al vuelo.

Palabras clave

Señalización sexual, coloración animal, carotenoides

Contenido del artículo

Octubre 2022. La coloración a base de carotenos está ampliamente difundida en los vertebrados. Desde Darwin [1], la evolución de estos rasgos en las aves ha sido ampliamente estudiada. Sin embargo, se ha prestado menos atención a los factores que explican la variación en la pigmentación carotenoide roja que vemos en la naturaleza. Los carotenoides son pigmentos naturales responsables de las coloraciones amarillas, pero también anaranjadas y rojas del plumaje de muchas aves [2]. 

Las aves generan el color rojo depositando en el plumaje, el pico, o las patas con pigmentos carotenoides, obtenidos a partir de la dieta. Antes de ser depositados en los ornamentos, la estructura química de los carotenoides se modifica en el organismo, de forma que a menudo los carotenoides presentes en el rasgo coloreado difieren de aquellos que fueron ingeridos con la dieta [3]. Lo más habitual es que los carotenoides sean amarillos, y que el metabolismo los transforme en pigmentos rojos. A pesar de que diferentes estudios en aves han descrito que el esfuerzo que supone el vuelo puede inducir un desequilibrio entre los radicales libres en el cuerpo y los antioxidantes disponibles para combatirlos (estrés oxidativo) [4], se desconoce cómo el metabolismo asociado al mismo podría influir en la tasa de conversión de carotenoides amarillos en rojos y, en última instancia, en la coloración de las aves.

En un nuevo trabajo, publicado en “BMC Zoology”, un equipo multidisciplinar de investigadores de la Sección Departamental de Fisiología de la Facultad de Veterinaria de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), el Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), la Universidad de Navarra y la Sociedad de Ciencias “Aranzadi” ha estudiado cómo el esfuerzo de vuelo afecta a la tasa de conversión de los carotenoides amarillos para producir carotenoides rojos. Para ello han trabajado con el piquituerto común, Loxia curvirostra, en libertad. Este es un ave cuyo plumaje de color rojo en los machos se produce por la oxidación de los carotenoides amarillentos de su dieta. Además, recientemente han detectado una correlación positiva entre la coloración roja de los machos y la longitud de las alas, controlada por el tamaño y peso del individuo que sugiere, que existe un vínculo entre el plumaje rojo y la capacidad de vuelo [5].

Los autores de este estudio redujeron experimentalmente la superficie alar (superficie total del ala) de un grupo de piquituertos machos mediante el recorte de dos plumas de cada ala, aumentando de forma sutil el esfuerzo de vuelo, comparándolos luego con otro grupo de machos con alas sin recortar, que fueron el grupo control. También se desplumó en todas las aves una pequeña área de plumas de la rabadilla (parte inmediatamente superior a la cola) para así estimular la formación de nuevas plumas durante un breve lapso de tiempo. Durante las semanas siguientes, una fracción de las aves pudo ser recapturada tras la regeneración del plumaje de la rabadilla y antes de que una nueva muda natural regenerara las plumas de vuelo. Todos los procedimientos de experimentación animal llevados a cabo en este estudio fueron aprobados por el Comité de Ética de Experimentación Animal del CSIC y poseen la autorización expresa de la Autoridad Competente en la materia.

En el estudio se observó que los individuos con capacidad de vuelo disminuida mostraron una pequeña (1,5%) pero significativa pérdida de masa corporal, mientras que las aves control mostraron una tendencia a aumentar su peso. Además, las aves manipuladas produjeron plumas más rojas que las aves del grupo control. Los resultados sugieren que las aves manipuladas podrían haber soportado un mayor gasto de energía, reflejado en la pérdida de masa corporal. Los autores concluyeron que la diferencia en el enrojecimiento del plumaje entre los dos grupos experimentales respaldaría la hipótesis de que el metabolismo del vuelo puede influir en las reacciones enzimáticas necesarias para convertir los carotenoides dietéticos amarillos en rojos. La intensidad del color de estos ornamentos podría considerarse como indicador directo del estado fisiológico del individuo que los ha desarrollado. Este rasgo permite a los machos “informar” a las hembras sobre su calidad reproductiva, su estado de salud o su capacidad para sobrevivir a enfermedades o a condiciones ambientales adversas. Solo los individuos de alta calidad son capaces de generar esos colores rojos intensos lo que les proporcionará una ventaja evolutiva a la hora de reproducirse. Esta nueva información es de gran valor para comprender el proceso evolutivo de la selección sexual mediada por el desarrollo de ornamentos de color en vertebrados.

Ejemplos de variación del color del plumaje entre las fechas de captura y recaptura en un ave manipulada (A, B) y un individuo control (C, D) antes y después de la manipulación (de izquierda a derecha). 

Fuente: Wild common crossbills produce redder body feathers when their wings are clipped. https://bmczool.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40850-022-00150-9

Fernández-Eslava, B., Cantarero, A., Alonso, D. et al. Wild common crossbills produce redder body feathers when their wings are clipped. BMC Zool 7, 47 (2022). https://doi.org/10.1186/s40850-022-00150-9

Autores, filiación 

Blanca Fernández-Eslava, Departamento de Biología Ambiental, Universidad de Navarra

Alejandro Cantarero, Departamento de Fisiología. Facultad de Veterinaria. UCM

Daniel Alonso, Sociedad de Ciencias “Aranzadi”

Carlos Alonso-Álvarez, Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC)

Referencias bibliográficas

[1] Darwin C, 1871. The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex.

[2] Hill GE, McGraw KJ, 2006. Bird coloration. Volume 1: mechanisms and measurements: Harvard University Press.

[3] del Val E, Negro JJ, Garrido-Fernández J, Jarén M, Borràs A, Cabrera J, Senar JC, 2014. Seasonal variation of red carotenoid pigments in plasma of wild Crossbill males Loxia curvirostra. J. Ornithol 155:211-218

[4] Costantini D, Dell’Ariccia G, Lipp HP. Long flights and age affect oxidative status of homing pigeons Columba livia. J Exp Biol. 2008; 211:377–81.

[5] Blanca Fernández-Eslava, David Galicia, Daniel Alonso, Juan Arizaga, Carlos Alonso-Alvarez, Bigger or long-winged male common crossbills exhibit redder carotenoid-based plumage coloration, Current Zoology, 2022; zoac038