Cariño ¿por qué me traes flores a casa?

Hasta la fecha hemos venido hablando en numerosas ocasiones de los efectos negativos que ejercen los parásitos sobre sus hospedadores (1, 2, 3). Concretamente, los ectoparásitos que conviven en los nidos de aves, producen en ellas efectos perjudiciales tales como reducción de su crecimiento o incluso, reducción de su supervivencia. Entre múltiples comportamientos antiparasitarios por parte de las aves para evitar estos costes podríamos citar la inclusión de plantas verdes en sus nidales, las cuales, podrían favorecer a las aves en su interacción con los ectoparásitos por, al menos, dos vías diferentes, reduciendo la carga parasitaria (por las propiedades insecticidas de algunas de las plantas que incorporan a los nidales) o por su efecto activador (inmunomodulador) sobre la respuesta inmunitaria de las aves.

Pero, en los últimos años, otras hipótesis han sido planteadas igualmente para explicar el comportamiento de incorporación de plantas verdes a los nidales de aves. Al respecto, diferentes estudios desarrollados en el estornino común (Sturnus unicolor), han hecho replantearse otras posibilidades a los investigadores. Así, surgió el planteamiento de que en esta especie, el comportamiento de introducir plantas al nido podría estar jugando un papel importante en la selección sexual de esta especie. Varias evidencias parecen apoyar esta posibilidad, por un lado son sólo los machos los que aportan este material al nido, mientras que las hembras parecen esforzarse más en sacarlo de los nidales. De ser un material antiparasitario, parecería lógico que la hembra aportase material al nido al igual que lo hace el macho, en vez de esforzase por sacarlo de los nidos. Además, el aporte del material se produce principalmente en el periodo anterior a la aparición de los polluelos en el nido (cuando mayores cargas parasitarias se producen en los nidos), más concretamente, este comportamiento parece concentrarse en el periodo fértil de la hembra. Por otro lado, el efecto que parece producir en las hembras sería un incremento de sus niveles de testosterona, a la par que afectarían a las decisiones de la hembra en cuanto a su inversión en la proporción de sexos de su descendencia. Así, en un estudio experimental en el que los investigadores aportaron plantas a los nidos, ellos observaron que las hembras alteraban la proporción de sexos de su descendencia, incrementando el número de machos con respecto al de hembras, mientras que la tendencia encontrada en esa población era al contrario. Además, los machos con mayores niveles de hormonas sexuales (que consiguen más hembras) aportaron mayores cantidades de plantas que los machos monógamos, lo que sugiere que resultarían más atractivos para las hembras, consiguiendo un mayor número de parejas. En todo caso, parece que el transporte de material verde a los nidos de esta especie, podría estar jugando un papel en la señalización de la calidad del macho a la hembra durante la reproducción y estas hembras a su vez, parecen responder variando (invirtiendo) su estrategia reproductiva. De hecho, cuando se incremento la cantidad de plantas en el nido, también se encontró que las hembras aumentaban el número de plumas que aportaban al nido, otra posible señal sexual propuesta para esta especie que se relaciona con la experiencia reproductiva de la hembra y la fecha de puesta (ambas variables correlacionadas con la condición corporal de la hembra).

Como todo en la naturaleza, es posible que cada una de las hipótesis planteadas sean verdades parciales y expliquen una proporción de la variabilidad encontrada. Pese a ello, lo más fascinante de todo, a mi parecer, es la combinación de señales que parecen tener un papel en la “comunicación” entre sexos en la reproducción de las aves, pues como debe ocurrir en el caso de los estorninos, el macho debe señalizar a la hembra su calidad por el aporte de material, mientras que ésta debe indicarle su calidad al macho por otras vías, el aporte de plumas y el color de sus huevos (como se demostró recientemente).

Algunas referencias al respecto:

Polo y Veiga 2006. Nest ornamentation by female spotless starlings in response to a male display: an experimental study. Journal of Animal Ecology, 75:942-947.

Polo et al. 2004. Female starlings adjust primary sex ratio in response to aromatic plants in the nest. Proceedings of the Royal Society of London B, 271:1929-1933.
Veiga et al. 2006. Nest green plants as a male status signal and courtship display in the spotless starling. Ethology, 112:196-204.

Luz y color

A menudo, cuando se pregunta a alguien lo que Dios hizo el primer día de la semana de la Creación, la respuesta es simplemente, “Dios hizo la luz”. Aunque algunos crean esto, lo cierto es que esto mismo lo hacen muchos organismos y lo denominamos, simplemente, bioluminiscencia.

La bioluminiscencia es un fenómeno de evolución convergente que parece haber aparecido en etapas muy tempranas de la evolución, como un mecanismo por el que las bacterias podrían deshacerse de su exceso de oxigeno. Ahora, nos encontramos con multitud de especies marinas y alguna que otra terrestre que presentan bioluminiscencia. Dependiendo de cada organismo que tratemos, podríamos describir este fenómeno como un mecanismo con funciones como la atracción de presas, los comportamientos antidepredatorios o la archiconocida comunicación sexual entre organismos, como sería el caso de las luciérnagas. En muchos casos los organismos se ayudan de relaciones simbióticas con bacterias fotosintéticas para adquirir dicha cualidad. Pero con la excusa de la bioluminiscencia y toda esta relación entre de la luz y los seres vivos pretendo ir un poco más allá, posiblemente saliéndome considerablemente del camino. Y es que, la luz es una importante herramienta en los estudios biológicos y en especial en el caso de la microscopia. Al respecto y tratando un caso particular, desde hace años los científicos se ayudan de la microscopía de fluorescencia para obtener imágenes a color de diferentes estructuras de origen biológico, sometiendo a excitación energética a tejidos con sustancias autofluorescentes (tales como la vitamina A) o estructuras previamente “teñidas” con diferentes fluorocromos. Y es que el uso de la tinción “da luz y color” facilitando o posibilitando la diferenciación de estructuras con el uso de microscopios. Son clásicas las tinciones de tejidos, frotis sanguíneos y un largo etcétera para el diagnóstico de, por ejemplo, enfermedades o descripciones de especies microscópicas, pero en los últimos tiempos, el otorgar un color extra a los órganos y tejidos está yendo un poco más allá. Recientemente, un grupo americano de la universidad de Harvard ha publicado en Nature (Nature 450, 56-62) el Brainbow. Básicamente estos investigadores han conseguido describir una manera con la que obtener un mapa estructural del sistema nervioso en color, dando diferentes coloraciones a las neuronas y facilitando el seguimiento de cada una de ellas en el entramado neuronal del cerebro. La belleza de las imágenes ha sido resaltada en diferentes comentarios presentes en la red y a mi personalmente me ha conducido a pensar en las coloraciones de los cuadros de Kandinsky. Ya Cajal en su día aportó unas bellas imágenes desde el punto de vista estético y por supuesto, revolucionó el conocimiento del sistema nervioso con sus tinciones de Golgi, pero hoy, el empleo de Brainbow, basado en técnicas de ingeniería genética, además de dar color a la ciencia, podría ser el camino para descifrar las conexiones existentes entre las neuronas dando respuesta a todos aquellos comportamientos con base estructural que observaríamos en la naturaleza (de lo que ya en su día nos habló mi compañero), por no hablar de la posibilidad de desenmascarar las diferencias presentes en los organismos de que nos rodean.

Distintas coloraciones humanas, ¿por qué?

Estamos obligados a remontarnos a los orígenes de nuestra evolución. La actuación de la selección natural tenía que contrarrestar el efecto pernicioso que la radiación solar (más específicamente su fracción ultravioleta) sobre la especie, en cuyos individuos provoca graves patologías como melanomas malignos y carcinomas de células basales y escamosas. En un principio, se pensaba en estas patologías como las responsables principales de la aparición de la pigmentación cutánea; pero se pasó a pensar en otras hipótesis dado que la incidencia de estas patologías, solía ocurrir una vez pasada la edad reproductora. En este punto cabría señalar que algunos teóricos, se apoyaban en la muerte parental por las patologías indicadas, como causa de la muerte de su descendencia debido a la carencia de sus cuidados, reduciéndose así su eficacia biológica. En contra, se posicionan aquellos que defendiendo la naturaleza cooperativa de las sociedades primitivas velando por sus niños huérfanos, imposibilita la hipótesis que correlacionaba la falta de protección infantil con la muerte prematura de los padres.

Una vez descartada esta primera hipótesis, Jablonski y Chaplin entre otros muchos autores empezaron a pensar en la implicación otras dos moléculas con una mayor presión selectiva, el ácido fólico y la vitamina D.

Por un lado, un exceso de radiación luminosa contribuía a destruir el ácido fólico corporal, vitamina presente en los alimentos. En la actualidad sabemos que esta molécula se trata de una sustancia imprescindible para poseer una buena fecundidad y lograr un adecuado desarrollo fetal. Por ello, aquellas personas con piel oscura se encontrarían en situación ventajosa para su mantenimiento en condiciones de alta radiación. Frente a ello se detectó que la radiación luminosa es precisa para poder biosintetizar la vitamina D, imprescindible para el correcto desarrollo óseo de la madre (con especial hincapié en el canal del parto por el raquitismo sufrido) y su posible descendencia, al igual que es necesaria para el adecuado funcionamiento del sistema inmunitario.

De este modo la selección natural tiene que encontrar un equilibrio estable entre el contenido y posibilidad de fabricación de estas sustancias y la barrera cutánea a la luz, siendo la melanina el principal constituyente de esa protección. Estas hipótesis encontraron en W. F. Loomis (1967) una importante demostración, la relación entre la cantidad de luz solar incidente en las distintas latitudes terrestres y la cantidad de melanina presente en los individuos que en ellas habitaban.

Una vez planteada esta teoría sería posible explicar las variaciones poblacionales en cuanto a su localización geográfica. Así latitudes ecuatoriales con una mayor incidencia de radiación, albergarían las poblaciones más pigmentadas, ya que ellos recibirían una radiación solar tal, que su melanina actuaría como una eficaz barrera con una doble función, permitiendo, por un lado, el paso de una pequeña proporción de luz necesaria para sintetizar la vitamina D y por otro, actuando como protección frente a las quemaduras solares.

Lógicamente, en términos de termorregulación el estar más melanizado en estas regiones supone una desventaja, dado que la absorción de calor de las superficies oscuras es superior respecto a las más claras. En cualquier caso será un factor secundario solventado por otras vías distintas.

Continuando el camino hacia el norte nos vamos encontrando con un aclarado gradual, salvo excepciones, que es comprensible desde el mismo razonamiento anteriormente planteado, con la salvedad de que en esta ocasión al adentrarnos en territorios más norteños la radiación incidente es menor y la barrera tegumentaria igualmente ha de sufrir una reducción es su contenido melánico.

El proceso continúa del mismo modo hasta llegar a la latitud más norteña, en las proximidades del polo, localización habitada por distintos grupos humanos como el pueblo inuit (Alaska y Canadá). Ellos previsiblemente y siguiendo con el patrón establecido deberían de poseer los tegumentos más aclarados del planeta; para así poder, recibiendo tan baja radiación, sintetizar la cantidad de vitamina D necesaria para evitar patologías. Por supuesto, nada más alejado de la realidad. ¿Por qué? La explicación parece ser que estriba en su dieta, dado que el pescado y mamíferos marinos que ellos consumen posee un altísimo contenido de vitamina D necesario para satisfacer sus requerimientos biológicos.

Por supuesto, procesos migratorios y otros muchos factores locales hacen que en ciertas regiones del planeta no encontremos el patrón cromático que esperaríamos, pero eso es ya otro cantar.

El color y la reproducción

Es frecuente encontrarnos grupos de amigos en los que surgen comentarios de alabanza hacia mujeres con unos preciosos ojos azules o verdes. Tampoco es extraño ver en revistas preguntas como la eterna ¿cómo las prefieren los hombres, rubias o morenas? (no crean ustedes, amados lectores, que los firmantes de estos artículos tienen un afán machista, sino que nuestra condición de varones nos permite conocer más ampliamente estos ejemplos). Y es que, el color puede ser un aspecto fundamental a tener en cuenta en la reproducción de los organismos, que nos ayudan, por así decirlo, a tomar decisiones sobre quien nos resulta más atractivo o con quién debemos aparearnos.

En la naturaleza nos encontramos con diferentes ejemplos. Por ejemplo, se ha observado que hay especies como el carbonero común Parus major (foto), un pequeño pájaro de muy llamativos colores, en la que los machos más amarillos se encuentran en mejor estado de salud (por ejemplo, tienen menos parásitos sanguíneos) y consiguen sacar adelante polluelos con un tamaño mayor corporal (algo así como que son mejores padres de su progenie). De este modo, previsiblemente una hembra de carbonero preferiría aparearse y formar pareja con machos más coloridos.

Pero el tema central de este artículo es el color de otras estructuras diferentes, que se encuentran fuera del organismo de aquel que lo quiere señalizar y que jugaría un papel esencial después de formar la pareja. Hablamos de señalización en un contexto biológico, en el que un individuo quiere hacer patente a los individuos receptores (observadores) su buena calidad, medida por ejemplo en términos de salud. Este podría ser el caso del color de los huevos de las aves, y más concretamente, del color azul (sí, ¡azul!) de los huevos de especies con cuidado biparental (en la que machos y hembras ceban –suministran alimento- a sus polluelos en el nido). Hace unos años, se propuso la posibilidad de que las hembras en estas especies de aves podrían señalizar (nuevamente, en un contexto biológico) a sus machos su propia calidad (entendiendo por ello diferentes parámetros como su condición física, estado de salud,…) y por tanto, la calidad de sus huevos (lo cual repercutiría también en la calidad de sus futuros polluelos) mediante la pigmentación de los mismos. Una vez formadas las parejas, esta señal serviría para algo así como decirle al macho “oye, mira que huevos tan buenos, deberías invertir más en criar estos polluelos”. Para que esta hipótesis fuese cierta deberían cumplirse diferentes condiciones. La primera, que el pigmento que da color a los huevos sea un elemento costoso de producir o depositar para la hembra. De hecho, el pigmento que da color azul a los huevos es un potente antioxidante (como algunas vitaminas en nuestro organismo, como la vitamina D), la biliverdina, que la hembra deposita en sus huevos “quitándoselo” a sí misma y por tanto, evitándose los beneficios que pudieran producirle en su organismo. Lo segundo, deberíamos encontrar que los machos que se aparean con hembras que ponen huevos más azules ceban más. En un estudio usando como modelo el papamoscas cerrojillo Ficedula hypoleuca, los investigadores encontraron que los machos cebaban más cuando los huevos eran más azules. Posteriormente, en otro estudio se confirmó esta posibilidad, gracias a un experimento en el que los investigadores intercambiaron los huevos entre diferentes nidos y observaron que en aquellos nidos en los que colocaron huevos más azules los machos cebaron más. Recientemente, estos resultados no han sido apoyados por en otra especie hermana el papamoscas collarino Ficedula albicollis, ya que no se encontró relación alguna entre el cuidado parental del macho y el color de los huevos. Aún así, otros estudios también parecen apoyar esta hipótesis del color de los huevos como señal de la hembra, aunque de manera indirecta, por ejemplo se observó que aquellas hembras que ponían huevos más azules tenían mejor condición inmunitaria y que huevos más azules contenían mayores niveles de inmunoglobulinas, unas moléculas directamente involucradas en la defensa inmunitaria. Además, en un estudio reciente los investigadores suministraron comida extra a ciertas parejas de aves y observaron que aquellas hembras que fueron alimentadas suplementariamente con gusanos realizaron puestas con huevos más azules. Por tanto, en ocasiones nosotros nos vemos atraídos por unos bonitos ojos azules, que nos inducen a esforzarnos más por conseguir una cita con esa mujer, en cambio, estos pájaros parecen que se fijan más en el color de los huevos de sus hembras.