Descubriendo la biofluorescencia en las aves del paraíso, un fenómeno ligado más que solo al cortejo
Jǒzepa Benčina Campos
La biofluorescencia ha demostrado ser un componente crucial en la compleja vida social y reproductiva de las aves del paraíso. Este fenómeno no solo agrega una dimensión adicional a sus ya impresionantes exhibiciones de cortejo, sino que también podría ser una clave en la competencia entre machos y la atracción de parejas. Un estudio recientemente publicado sobre este fenómeno en las aves del paraíso abre nuevas puertas al entendimiento de cómo los animales pueden utilizar señales invisibles para los humanos, pero perfectamente perceptibles para sus congéneres, en sus comportamientos de apareamiento y comunicación. En esta nota te contamos cómo las aves del paraíso continúan revelando secretos fascinantes sobre su evolución, comportamiento y capacidades visuales.
Las aves del paraíso son un grupo de aves fascinantes que habitan principalmente las selvas tropicales de Papúa Nueva Guinea y las islas cercanas. Con alrededor de 45 especies conocidas, estas aves destacan por su espectacular plumaje, colores vibrantes y comportamientos únicos. Su aspecto deslumbrante, que incluye tonos intensos de rojo, verde, amarillo y azul, crea combinaciones impresionantes que resaltan notoriamente en los bosques que habitan.
Estas aves pertenecen a la familia Paradisaeidae, dentro del orden Passeriformes, que incluye a las aves cantoras. Se clasifican en varios géneros, como Paradisaea, que cuenta con especies como el ave del paraíso de Raggi y el emperador; Astrapia, que alberga al cuelgacintas y la princesa Stephanie; Epimachus, con el ave del paraíso magnífica; y Phonygammus, que solo contiene una especie, el ave del paraíso trompetera. Cada uno de estos géneros incluyen especies con características particulares en cuanto a su plumaje, tamaño y comportamiento.
En algunas de ellas, las plumas son alargadas o iridiscentes, lo que las hace aún más llamativas. La variedad en el tamaño de estas aves también es notable: algunas especies pueden medir solo 15 centímetros, como el ave del paraíso real, mientras que otras, como el ave del paraíso mayor, pueden alcanzar los 48 centímetros. Su agilidad se ve reflejada en sus fuertes patas y garras afiladas, que les permiten moverse con facilidad entre las ramas de los árboles.
«Si tú lo llevas a taxonomía, es una familia, donde tú tienes un grupo grande de distintos animales, y a todos estos se les llama aves del paraíso. Por lo tanto, tú puedes tener ejemplares de este grupo que tengan un determinado color, otros van a tener un determinado plumaje, más largo, más llamativo, otros van a tener un plumaje intermedio, y así. Todas en general son aves muy lindas, muy atractivas, muy coloridas y que tienen complejos cortejos, los que involucran movimiento, despliegue de todos sus colores, cantos atractivos. Esa es una característica que todo este grupo tiene. Pero es un grupo de aves, es una familia de aves, donde tienes muchos géneros y especies distintas», comenta Sebastián Soto, médico veterinario especialista en aves del Bioparque Buinzoo.
«Las aves estas tienen un historial bastante interesante en términos culturales, porque en Europa creían que eran como seres medios divinos, míticos, porque en la primera expedición, de Hernán de Magallanes, se llegó con unos especímenes de aves del paraíso y ellos en Europa tenían esta figura mítica de aves que venían del cielo, coloridas, muy bonitas. Entonces, cuando llega la expedición, se exacerba este mito, y por eso le llaman aves del paraíso», agrega René Quispe, médico veterinario, doctor en Ciencias, y profesor del departamento de Ciencias Biológicas Animales de la facultad de Ciencias Veterinarias y Pecuarias de la Universidad de Chile.
Estas aves no solo son admiradas por su apariencia, sino que también por las complejas y elaboradas exhibiciones de cortejo que realizan durante la temporada de apareamiento. Los machos exhiben sus plumajes brillantes y realizan movimientos que incluyen saltos, despliegue de alas y balanceos, con el fin de impresionar a las hembras. Algunas especies incluso cuentan con estructuras anatómicas especiales, como plumas alargadas o aletas brillantes, que utilizan en estas danzas. Las hembras, en contraste, tienen un plumaje más discreto y se encargan de observar para elegir al macho que consideran más adecuado.
«Todas las aves requieren de un cortejo. Son bien respetuosas de ese cortejo y esto involucra muchas cosas. Un despliegue conductual, vocalizaciones, selección de plumas y movimientos de plumas bien específicas. Es bien puntual el cortejo que tiene cada especie, y esto le permite a la hembra poder elegir al mejor macho. El mejor macho tiene mejores genes. Por lo tanto, reproducirse con ese mejor macho indica que las crías van a ser fuertes, van a tener buenos genes y la especie va a poder perpetuar en el tiempo. Por eso las hembras siempre buscan el más grande, el más fuerte, el más bonito. Generalmente, ese es el mejor genéticamente», afirma Soto.
«No es solo morfológico, sino que también es conductual. Tienen baile y a veces hacen caminitos. Las Paradisaeidae tienen una gran diversidad conductual y morfológica asociadas al cortejo, como ningún otro grupo de aves. Se caracterizan justamente por tener esta diversidad de cortejos ultra desarrollados, tanto en su conducta como en sus plumas y sus colores. Ahí tú puedes encontrar una gran diversidad en términos de plumas eréctiles, plumas elongadas, plumas en diferentes partes del cuerpo, etcétera, con diferentes colores», añade Quispe.
En cuanto a su alimentación, las aves del paraíso son omnívoras, y su dieta se compone principalmente de frutas, como bayas y otros frutos carnosos, además de néctar que obtienen de las flores. Aunque su alimentación es mayormente frugívora, algunas especies complementan su dieta con insectos y pequeños animales, que les aportan proteínas esenciales. Como aves arbóreas, buscan los alimentos en las ramas y entre la vegetación, adaptándose perfectamente a su entorno.
Estas aves también desempeñan un papel ecológico muy importante, ya que actúan como dispersoras de semillas y controladoras de plagas. Al alimentarse de frutas y pequeños insectos, contribuyen al equilibrio de los ecosistemas en los que viven, favoreciendo la biodiversidad. Sin embargo, las aves del paraíso enfrentan varias amenazas, principalmente la deforestación y el comercio ilegal de sus plumas exóticas, lo que pone en peligro su supervivencia.
Debido a todo lo anterior, las aves del paraíso han cautivado tanto a científicos como a observadores de la naturaleza durante siglos. Es más, recientemente, un descubrimiento asombroso ha arrojado nuevas luces sobre esta familia: la biofluorescencia. Este fenómeno ha sido identificado por primera vez de manera significativa en las aves del paraíso. De esta forma, este hallazgo no solo añade una capa más a su ya espectacular apariencia, sino que también podría tener implicaciones cruciales en su comunicación y estrategias de apareamiento.
Aunque la biofluorescencia no es un fenómeno desconocido en la naturaleza, su presencia en aves había sido sorprendentemente poco estudiada. El equipo de investigadores del American Museum of Natural History y la Universidad de Nebraska-Lincoln fue el primero en identificar este fenómeno en 37 de las 45 especies conocidas de aves del paraíso, lo que sugiere que la biofluorescencia es una característica común y posiblemente crucial dentro de esta familia de aves.
«Respecto a la biofluorescencia, es un fenómeno donde los organismos absorben luz y luego la emiten, y generalmente la emiten con otro color, que es un color muy atractivo, muy destacado por decirlo de alguna manera. En aves te podría decir que no es un fenómeno tan popular, no se estudia tanto, pero sí en otras especies, generalmente en artrópodos, ciertos peces, está como bien descrito este proceso de fluorescencia, sobre todo en ambientes oscuros o que tengan una opción poco visible. Por ejemplo, las luciérnagas, ciertos escorpiones, animales nocturnos, tienen esta capacidad de liberar ciertos colores, cierta intensidad de luz, lo que permite que se pueda ver el animal o también que el animal pueda ver ciertas cosas con esta luz que está emitiendo», señala Soto.
«La biofluorescencia se ha registrado en otras aves, por ejemplo, en pingüinos, en unos pajaritos marinos que se llaman alcas, que aquí no tenemos, también en frailecillos, que también son aves del hemisferio norte, aves marinas. Son unos bien bonitos, bien llamativos, de pico bien colorido. En búhos nocturnos también, y en algunas aves rapaces entiendo, que también se ha detectado biofluorescencia. El general de los estudios están asociados de alguna manera como señal de cortejo, relacionado con la atracción de la pareja sexual, por lo menos, lo que se ha estudiado. Igual es un tema más o menos nuevo, o sea, se ha ido descubriendo en diferentes especies. Yo diría que la función puede que aún no esté tan clara, aunque yo creo que este estudio que salió, de las aves del paraíso, viene a reafirmar la función de la biofluorescencia como señal reproductiva», explica por su parte Quispe.
¿Cómo funciona la biofluorescencia en las aves del paraíso?
La biofluorescencia en las aves del paraíso es un fenómeno fascinante que se manifiesta principalmente en los machos, los que presentan áreas fluorescentes en partes específicas de su cuerpo. Entre las zonas más notorias se encuentran el interior del pico, las patas y el plumaje en la cabeza, cuello y abdomen. Esta distribución sugiere que la fluorescencia podría desempeñar un papel importante en los rituales de cortejo y en la jerarquía social de las especies.
«Son alrededor de 45 especies, siempre como que aumentan un poquito. Antes decían que eran 40, ahora vamos en 45. Casi todas tienen una diversidad importante de su fenotipo de cortejo. Entonces, ahora que se descubre esta biofluorescencia, podemos empezar a asociar más directamente la biofluorescencia con el cortejo. Al parecer en estas aves la biofluorescencia tendría esa función, por lo menos, es lo que se sabe hasta ahora. Fueron alrededor de 37, de las 45, en las que se encontraron con esta biofluorescencia, por lo tanto, parece ser un fenómeno más o menos extendido en este grupo», ahonda Quispe.
«Se sabe que las hembras son muy selectivas en la elección de los machos. Se han hecho experimentos con eso y se ha demostrado, en algunas especies, que son muy detallistas en elegir al macho, dependiendo del color, del baile, que les gusta o no. Esto está asociado a que, en estas islas, se han aislado del resto del continente. Eso ha llevado a que se genere una gran diversidad separada del resto, y, además, se dio la casualidad de que estas islas tienen muy poquitos depredadores. Se generaron las condiciones para que la selección sexual fuera la que, esto es una teoría, determinara principalmente la diversidad de los fenotipos. Por lo tanto, en esta historia evolutiva la hembra fue quizás siendo más selectiva, estoy suponiendo, y los machos cada vez más ornamentados. Por eso los machos tienen estos bailes y estas plumas, y, de hecho, muchas de estas especies tienen estos sistemas reproductivos que se llaman LEK, cuando una hembra va y elige a un macho entre varios», agrega.
En este sentido, es importante destacar que la biofluorescencia en las hembras es mucho más limitada y se restringe principalmente al área del pecho y el abdomen. Esta diferencia en su expresión entre los sexos refuerza la hipótesis de que la biofluorescencia en los machos es una característica evolucionada para maximizar su atractivo durante el proceso de selección sexual.
De acuerdo con lo anterior, el comportamiento de cortejo de las aves del paraíso es considerado como uno de los más sofisticados en el reino animal. Los machos realizan complejas danzas, cantos y exhibiciones, en las cuales sus plumas de colores brillantes juegan un papel fundamental. La biofluorescencia se suma a estas señales visuales, funcionando como un «realce» que amplifica la visibilidad de las aves, permitiendo que resalten aún más durante las danzas. Este fenómeno no solo podría hacer que los machos se destaquen ante las hembras, sino que también mejore su visibilidad frente a otros competidores.
«Según lo que dice el trabajo, la biofluorescencia parece ser más común y desarrollada en los machos que en las hembras, lo que coincidiría en general con el resto de los patrones de coloración (los machos son más coloridos que las hembras). Lo más probable es que intensifique el color de las plumas donde se encuentra, ya que el fenómeno de biofluorescencia implica absorber radiación de ciertas longitudes onda (en este caso desde ultravioleta al azul) para que estas sean re-emitidas a longitudes de onda más largas (amarillo verdoso)», profundiza Kaspar Delhey, ornitólogo centrado en la ecología evolutiva, e investigador asociado para el Instituto Max Planck de Ornitología, Seewiesen (Alemania), donde también realizó su doctorado.
«Si intensifican la coloración del plumaje es posible que esto sirva para lograr colores más conspicuos y atractivos, lo cual podría resultar en machos más atractivos para las hembras. En el único estudio que existe sobre la función de biofluorescencia en aves (realizado sobre la cotorrita australiana, Melopsittacus undulatus), las cotorras experimentales preferían individuos del sexo opuesto con fluorescencia comparado con aquellos donde la biofluoresencia había sido removida por los investigadores (Arnold KE, Owens IPF, Marshall NJ. 2002 Fluorescent signaling in parrots. Science 295, 92. (doi:10.1126/ science.295.5552.92)). Esto no ha sido establecido aún para las aves de paraíso», agrega.
De acuerdo con lo anterior, en un entorno tan denso y sombrío, como el de los bosques tropicales, este resplandor oculto podría ser la clave para asegurar la atención de una pareja potencial.
«Normalmente, los ambientes que son muy densos o muy oscuros van a requerir de una expresión de colores activos. Obviamente, un componente biofluorescente le va a ayudar también a los organismos, en estos lugares oscuros o muy densos que tengan mucha vegetación, a poder visualizarse entre especies. Como resultado, si tú le agregas un color más destacado, biofluorescente, esto también ayuda a poder reconocerse, a poder elegir, a través de este componente que es destacador, por decir de alguna forma», señala Soto.
Adaptaciones visuales en las aves del paraíso
Las aves del paraíso presentan una serie de adaptaciones en sus ojos que les permiten percibir la biofluorescencia. Aunque los estudios sobre la visión de estas aves son limitados, las reconstrucciones filogenéticas sugieren que los machos y las hembras tienen una sensibilidad espectral óptima en el rango de 480 a 530 nm, que coincide con los picos de emisión de la fluorescencia observada. Esto implica que estas aves pueden ver una gama de colores y brillos que son invisibles para los humanos, lo que les permite interpretar señales visuales cruciales durante sus interacciones sociales y de cortejo.
«Para que la biofluoresencia se produzca debe existir en la luz ambiental radiación en las longitudes de onda adecuadas para facilitar la fluorescencia. En el caso de las aves del paraíso esto parecería ser luz en longitudes de onda cercanas al azul. La mayoría de las aves pueden, a diferencia de los humanos, percibir la radiación ultravioleta cercana (longitud de onda 320-400 nanómetros)», afirma Delhey.
Además, las adaptaciones en los conos fotorreceptores de sus ojos, que incluyen un cono adicional y gotas de aceite pigmentado, les permiten visualizar el entorno en una gama más amplia de longitudes de onda. Esto es particularmente útil en su hábitat natural.
«Las aves en general son seres vivos sumamente visuales, es decir, tienen un alto desarrollo de la percepción de la luz, mucho más que nosotros. Eso hace, por ejemplo, que sean tan precisas al cantar al amanecer. En Chile hay aves que tienen una alta capacidad de percibir los cambios lumínicos. Son muy sensibles. De hecho, yo tengo un estudio sobre eso, pero en aves de Brasil, donde ellas perciben un minuto antes la salida del sol, son capaces de darse cuenta», explica Quispe.
«Tienen muchas características, pero si nos vamos a la retina, encontramos que tienen cuatro tipos de fotoreceptores, que son los conos. Estos fotoreceptores tienen una proteína, que es una opsina, que absorbe luz. Los humanos tenemos tres. Nosotros somos tricromáticos visuales, vemos en verde, azul y rojo, y la combinación de estos. Las aves son tetracromáticas visuales, es decir, tienen un cono más, y ese cono les permite percibir la luz ultravioleta. Si uno piensa eso, y uno ve cómo las aves ven el mundo, suena relativamente natural que ellas puedan percibir la biofluorescencia», agrega.
Por lo mismo, el hábitat de las aves del paraíso, que se encuentra principalmente en las regiones tropicales cercanas al ecuador (como Nueva Guinea, Indonesia y el este de Australia), juega un papel fundamental en la exhibición de su biofluorescencia. Estos ambientes tienen una alta intensidad de luz solar durante todo el año, lo que facilita la excitación de los fluoróforos presentes en las plumas y otras partes del cuerpo de las aves.
Además, la complejidad del dosel forestal, que filtra la luz en diferentes espectros, puede ayudar a que las señales fluorescentes sean aún más evidentes para las aves en su entorno. Esto sugiere que las aves del paraíso no solo dependen de la luz natural para exhibir su biofluorescencia, sino que también se benefician de las condiciones de su hábitat para maximizar la visibilidad de estas señales durante el cortejo.
«Todas estas especies son del trópico, son tropicales de bosques cercanos de Indonesia, un poquito más al este. En general las especies tropicales son bien coloridas, porque hay gran diversidad también aquí en los Andes, en Colombia, Ecuador, encontramos igual esa gran diversidad de colores asociadas al cortejo, que es muy común en los Passeriformes. Por eso tienen estos cantos tan bonitos y estos colores. Ahora, yo diría que se necesitan algunas condiciones. Primero, un cierto contraste, y segundo, una cierta condición ambiental lumínica. Yo creo que mucha luz brillante no permitiría tanto ver esas señales. Entonces, yo diría que el ambiente de bosque selvático facilitaría este tipo de expresión», profundiza Quispe.
Investigaciones futuras
Este descubrimiento sobre la biofluorescencia de las aves del paraíso abre nuevas y emocionantes preguntas para futuras investigaciones. Aunque ya se sabe que la biofluorescencia juega un papel crucial en la comunicación visual, los estudios aún no han determinado si este fenómeno ofrece una ventaja en la competencia entre machos o en la atracción de las hembras.
Si la fluorescencia realmente contribuye al éxito reproductivo de los machos, entonces podría ser un factor determinante en la selección de pareja. ¿Las hembras muestran una preferencia por los machos con una fluorescencia más pronunciada? Además, la influencia de la biofluorescencia en la jerarquía social de los machos y cómo esta podría estar relacionada con su éxito en la reproducción es aún una pregunta sin resolver.
Los estudios futuros también podrían centrarse en cómo las aves del paraíso responden a las señales fluorescentes de otros individuos, lo que podría arrojar luces sobre la importancia de esta característica en la interacción social. Una comparación entre diferentes especies dentro de la familia Paradisaeidae también sería útil para entender cómo la biofluorescencia ha evolucionado de manera diversa en distintos linajes de estas aves, lo que proporcionaría una visión más clara del desarrollo de esta característica tan única.
