¿Por qué las aves tropicales son tan coloridas? Un nuevo estudio arroja luz

Un pájaro sol de cabeza azul en Albertine Rift: un ejemplo de ave tropical con plumas iridiscentes y coloridas. Crédito: John Bates, Museo Field

Un árbol genealógico que incluye 9.409 aves especies ha permitido a los científicos descubrir por qué los trópicos albergan tal diversidad de aves coloridas y cómo estos colores vibrantes han evolucionado y se han dispersado con el tiempo.

La paleta de colores de los pájaros visibles desde su ventana varía según su ubicación. En áreas alejadas del ecuador, las aves suelen exhibir colores apagados, mientras que más cerca de los trópicos es probable que veas una mayor variedad de plumas coloridas. Los científicos han quedado intrigados por la abundancia de aves de colores brillantes en los trópicos en comparación con otras regiones. También cuestionaron los orígenes de estas vibrantes aves, preguntándose si las coloridas plumas evolucionaron en los trópicos o si estas aves tuvieron coloridos ancestros que emigraron a la región desde otros lugares.

En un nuevo estudio publicado en la revista Ecología de la naturaleza y evolución.Los científicos crearon una base de datos de 9.409 aves para estudiar la distribución del color en todo el mundo. Descubrieron que las coloridas plumas iridiscentes provenían de 415 especies de aves en el árbol de la vida y, en la mayoría de los casos, de regiones fuera de los trópicos. Además, el antepasado de todas las aves modernas probablemente también tenía plumas iridiscentes.

Chad Eliason, autor principal, con colibríes en las colecciones del Museo Field. Crédito: Kate Golembiewski, Museo Field

Mecanismos de tinción y métodos de estudio.

“Durante décadas, los científicos han planteado la hipótesis de que hay especies de aves más brillantes o coloridas en los trópicos”, afirma Chad Eliason, investigador del Museo Field de Chicago y autor principal del estudio. “Queríamos encontrar el mecanismo que nos ayudara a comprender estas tendencias: cómo aparecieron allí estos colores brillantes y cómo se propagaron a través del árbol genealógico de las aves con el tiempo. »

Los animales producen colores de dos formas principales: pigmentos y estructuras. Las células producen pigmentos como la melanina, responsable de los colores negro y marrón. El color estructural proviene de la forma en que la luz rebota en diferentes estructuras celulares. La iridiscencia, el brillo del arco iris que cambia según cómo incide la luz sobre un objeto, es un ejemplo de color estructural.

Aves del paraíso en las colecciones del Field Museum. Crédito: Kate Golembiewski, Museo Field

Las aves tropicales obtienen sus colores de una combinación de pigmentos brillantes y colores estructurales. El trabajo de Eliason se centra en el color estructural, por lo que quería explorar este elemento de la coloración de las aves tropicales. Él y sus colegas revisaron fotografías, vídeos e incluso ilustraciones científicas de 9.409 especies de aves, la gran mayoría de las aproximadamente 10.000 especies de aves vivas conocidas por la ciencia. Los investigadores han realizado un seguimiento de qué especies tienen plumas iridiscentes y dónde se encuentran estas aves.

Luego, los científicos combinaron sus datos sobre la coloración y distribución de las aves con un árbol genealógico preexistente, basado en ADNmostrando cómo todas las especies de aves conocidas están relacionadas entre sí. Introducieron esta información en un sistema de modelado para extrapolar los orígenes y la propagación de la iridiscencia. «De hecho, hicimos muchos cálculos», dice Eliason.

Conocimiento evolutivo e implicaciones.

Teniendo en cuenta las conexiones entre las especies modernas y sus ubicaciones, así como los patrones generales de formación de especies y la evolución de sus características, como los colores, a lo largo del tiempo, el software de modelado determinó los colores más probables de las aves que vemos hoy: colorido Las aves de fuera de los trópicos a menudo llegaron a la región hace millones de años y luego se diversificaron en más y más especies diferentes. El modelo también reveló una sorpresa sobre el antepasado de todas las aves modernas.

Como recordatorio, las aves son un grupo especializado de dinosaurios: las aves más antiguas conocidas, ArqueoptérixVivió hace 140 millones de años. Un subgrupo de aves llamado Neornithes evolucionó hace 80 millones de años, y este grupo se convirtió en las únicas aves (y dinosaurios) que sobrevivieron a la extinción masiva hace 66 millones de años. Todas las aves modernas son miembros de Neornithes. El modelo elaborado por Eliason y sus colegas sugiere que el ancestro común de todos los Neornithes, hace 80 millones de años, tenía plumas iridiscentes que aún brillan en el árbol genealógico de las aves.

«Me alegró mucho saber que el estado ancestral de todas las aves es la iridiscencia», dice Eliason. “Ya hemos encontrado evidencia fósil de aves iridiscentes y otros dinosaurios emplumados, al examinar las plumas fósiles y las estructuras productoras de pigmentos conservadas en esas plumas. Entonces sabemos que las plumas iridiscentes ya existían en el pasado. Cretáceo– estos fósiles ayudan a respaldar la idea de nuestro modelo de que el antepasado de todas las aves modernas también era iridiscente.

El descubrimiento de que los primeros Neornithes probablemente eran iridiscentes podría tener implicaciones importantes para la paleontología. «Probablemente vamos a encontrar mucha más iridiscencia en el registro fósil ahora que sabemos cómo mirarlo», dice Eliason.

Si bien este nuevo estudio arroja luz sobre cómo la iridiscencia se extendió a través del árbol genealógico de las aves durante millones de años, quedan grandes preguntas. «Todavía no sabemos por qué apareció la iridiscencia», dice Eliason. “Las aves pueden utilizar plumas iridiscentes para atraer parejas, pero la iridiscencia también está relacionada con otros aspectos de la vida de las aves. Por ejemplo, las golondrinas cambian de color cuando cambia la humedad, por lo que la iridiscencia podría estar relacionada con el medio ambiente o con otra propiedad física de las plumas, como la resistencia al agua. Pero aprender más sobre cómo llegó a haber tantas aves iridiscentes en los trópicos podría ayudarnos a comprender por qué evolucionó la iridiscencia. »

Referencia: “Las transiciones entre los mecanismos de color afectan la dinámica de especiación y la distribución del área de distribución de las aves” por Chad M. Eliason, Michaël PJ Nicolaï, Cynthia Bom, Eline Blom, Liliana D'Alba y Matthew D. Shawkey, 26 de julio de 2024. Naturaleza Ecología y Evolución.
DOI: 10.1038/s41559-024-02487-5