Un becario Leonardo descubre que la vibración de las moléculas contribuye al color de las aves
¿A qué se deben el negro brillante del mirlo, el gris de las garzas o el conspicuo patrón del plumaje de las abubillas? Hasta ahora, la respuesta era: cada tono es producto de uno u otro pigmento, en distinta concentración. Ahora se sabe que eso es solo parte de la verdad. Ismael Galván, investigador en la Estación Biológica de Doñana-CSIC y becario Leonardo, ha sorprendido a físicos y biólogos al descubrir que los colores que percibimos en otros seres vivos se deben más a la forma con que vibran las moléculas de estos pigmentos que a su concentración.
11 julio, 2018
El hallazgo supone un insospechado cambio conceptual, con implicaciones aún por explorar, sobre el proceso físico que da lugar a la coloración del plumaje de las aves, uno de los lienzos en que más creativa se muestra la naturaleza. El estudio, titulado “Molecular vibration as a novel explanatory mechanism for the expression of animal colouration” , acaba de publicarse en la revista Integrative Biology.
Galván, biólogo, forma parte de la Red Europea para la Investigación sobre Melaninas, que promueve los estudios multidisciplinares sobre los pigmentos más habituales en los animales. Las moléculas de melaninas reaccionan muy poco con otras, lo que hace muy difícil extraerlas de los tejidos y por tanto estudiarlas. Para solventar este problema Galván desarrolló hace años una técnica que permite analizar las melaninas sin aislarlas, obteniendo su espectro de vibración, el equivalente a una ‘firma molecular’ específica para cada pigmento. Fue entonces cuando el investigador se dio cuenta de que las moléculas con firmas parecidas generaban tonos cromáticos diferentes. ¿Cómo podía ser?
Tras varios años de investigación, dio con una posible explicación. Lo que determina el color de cualquier sustancia es la manera en que sus moléculas absorben la luz; pero las moléculas vibran, y esa vibración puede afectar a la absorción de la luz. Eso se sabía en teoría, pero nunca se habían observado, y menos medido, las consecuencias de ese fenómeno físico sobre el color de los seres vivos.
Intrigado, Galván empezó a colaborar con el químico físico Javier Cerezo, de la Universidad de Murcia, para analizar los pigmentos de 47 especies de aves, con muestras obtenidas en el Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN), en Madrid, y en el Instituto Islandés de Historia Natural, en Reikiavik. Así han descubierto que las características vibracionales de las melaninas tienen hasta nueve veces más peso a la hora de determinar el color de cada especie, que la concentración del pigmento.
“Hemos descubierto que la vibración molecular del pigmento en las plumas de las aves afecta de manera importante a sus propiedades electrónicas de absorción de la luz, que es lo que percibimos como cambios de color”, explica Galván en entrevista telefónica.
Entre las especies estudiadas están el cuervo, el mirlo, la garza real, la gaviota argéntea, el gorrión común, el ruiseñor bastardo, la abubilla… incluso la paloma. Un pintor químico que quisiera reproducir sus tonos sabría ahora que no basta con conocer la concentración exacta de cada pigmento; además hay que saber cómo vibran sus moléculas.
“Es un estudio novedoso y multidisciplinar, lo que podría incluso causar cierto escepticismo tanto entre biólogos como entre físicos”, prosigue. “Pero los mayores avances de la ciencia se producen en las zonas de fricción entre distintas áreas”.
El hallazgo del efecto de la vibración molecular puede abrir una vía que facilite el cambio evolutivo en el fenotipo, la apariencia, de los organismos. Estudiar estas implicaciones evolutivas será un paso siguiente en la investigación.
Imagen: Ejemplar de zarapito trinador © Ismael Galván