2 de septiembre de 2014

500 millones de años de comunicación mediante el color

La comunicación biológica por medio del color

El color como medio de comunicación es muy conocido en el mundo animal, aunque no tanto en el vegetal. Este tipo de comunicación biológica por medio del color estructural ha existido por lo menos durante 500 millones de años. Se puede determinar la importancia del color en el reino animal estudiando sus sistemas perceptivos visuales para entender como pueden usar el color para comunicarse. El color se ha utilizado principalmente por los animales para la señalización, la mímica, y la elección de pareja.

También los animales marinos son capaces de modificar los colores. Con esos cambios de colores expresan emociones y estados de ánimo, que alteran su posición y su comportamiento, dependiendo de lo que quieren decir. No sólo son capaces de cambiar el color de su entorno como conjunto, sino que algunos tienen una habilidad inconcebible para cambiar el color de si mismo de forma instantánea.

¿De qué forma podrían utilizar las plantas el color y con qué finalidades?

Pollia condensata y el color estructural
"Pollia" by Juliano Costa - Own work. Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons.

¿Qué es el color estructural?

El color es la consecuencia del reflejo de la luz en los objetos. Deriva de la absorción selectiva de determinadas longitudes de onda, normalmente por la presencia de pigmentos.
Pero existe también otro tipo de color, el color estructural, el cual se produce por la interacción de la luz con estructuras microscópicas ordenadas de cierta forma.
La radiación luminosa que incide sobre estas estructuras se ve sometida a cambios ópticos que causan un reflejo selectivo de determinadas longitudes de onda debido a los rebotes de los rayos de luz que provocan ondas constructivas y destructivas.

Así, el color estructural no es una propiedad intrínseca de los materiales sino más bien una función de la geometría de los materiales. Es decir, no se debe a los pigmentos de un material sino a su estructura.

Ejemplos de color estructural

Ejemplos donde podemos ver este tipo de color son:
  • las burbujas de jabón,
  • en las láminas de aceite en un charco,
  • en las plumas de los pavos reales,
  • el caparazón de aspecto metálico de algunos escarabajos,
  • las alas de algunas mariposas,
  • el caparazón interno de algunos moluscos como el haliotis iris.

El color estructural en las plantas

El papel de la coloración estructural en las plantas se entiende sólo parcialmente y ha sido estudiado principalmente con respecto a las flores y hojas.

En los frutos el mimetismo es probable que sea la función principal. Al imitar la apariencia de una fruta nutritiva fresca, las plantas pueden haber evolucionado para engañar a sus dispersores de semillas, sin ofrecerles ninguna recompensa nutritiva.

Esta estrategia podría evitar el coste energético de la producción de pulpa fresca. El color estructural da a la fruta un aspecto brillante e intenso que se mantiene después de que se cae de la planta, incrementando la probabilidad de atraer a un animal y para que ayude a la dispersión de sus semillas.

Alternativamente, las frutas de color estructurales podrían lograr la dispersión mediante la atracción de aves o animales que decoran nidos para atraer a una pareja.


Pointillist structural color in Pollia fruit

En el estudio titulado "Pointillist structural color in Pollia fruit (2012)" realizado por diversos investigadores  de la Universidad de Cambridge (Gran Bretaña) y del Museo Smithsonian de Historia Natural (EE UU) han encontrado un ejemplo de una planta con color estructural, que es el más intenso conocido en cualquier ser vivo. Se trata del fruto de una planta llamada Pollia condensata. Pollia es un género tropical con aproximadamente veinte especies de hierbas perennes pertenecientes a la familia Commelinaceae de las monocotiledóneas. La planta tiene tallos estoloníferos y produce una infrutescencia parecida a una mora donde cada pequeña fruta tiene un diámetro de medio centímetro y un intenso color azul metálico.

A) fruto pollia condensata. B) Infrutescencia de la pollia condensata. Ejemplar recogido en Ghana.
(Copyright © 2014 National Academy of Sciences)

El fruto de Pollia condensata contiene unas 18 semillas duras y secas en su interior y no pierde su intenso color azul ni con el tiempo ni con la muerte de la planta. Estos frutos siguen brillando después de un siglo ya que no hay una pulpa que se pueda pudrir ni unos pigmentos que se puedan ir degradando. Al no poderse extraer ningún pigmento azul se estudió la estructura tisular de este fruto. El intenso brillo se debe a una cutícula lisa y transparente. El color es debido a estructuras más profundas.

La importancia biológica de la coloración estructural de los frutos de Pollia

Como ya he comentado estos frutos se asemejan a verdaderos frutos carnosos y sin el suministro de una recompensa. Conservan su atractivo durante un largo período de tiempo, incluso en los brotes muertos o cuando se desprenden de la planta.

En los bajos niveles de luz del sotobosque, donde se encuentra la Pollia condensata, la coloración azul brillante será muy visible. Los frutos pueden atraer a las aves que recogen objetos de colores brillantes para su uso en rituales de apareamiento.

Por otra parte, debido a que los frutos secos de Pollia condensata se asemejan a las bayas azules pigmentadas, los frutos pueden lograr la dispersión a través de la mímica. En cualquier caso dado que las aves son las probables dispersoras de semillas, es lo que podría explicar la amplia distribución de Pollia condensata y del género en su conjunto.

La inteligencia evolutiva sigue distintos caminos pero...

La conclusión del estudio, nos indica que la evolución convergente tanto en plantas como animales ha producido independientemente estructuras multicapa que crean coloración estructural.

Los frutos de Pollia condensata tienen estructuras helicoidales similares a los de los escarabajos, pero con aún más intensa reflectividad. Así se demuestra que la variación en el espesor de capas múltiples en los frutos Pollia proporciona una respuesta óptica que es aparentemente única en la naturaleza.


Lytta vesicatoria, conocida popularmente con el nombre de cantárida
«Lytta-vesicatoria03» de Stefanie Hamm - Trabajo propio. Disponible bajo la licencia Public domain vía Wikimedia Commons - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lytta-vesicatoria03.jpg#mediaviewer/Archivo:Lytta-vesicatoria03.jpg



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Fuentes
17:07

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