El antepasado de todas las aves modernas probablemente tenía plumas iridiscentes

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Un árbol genealógico de 9.409 especies de aves ayudó a los científicos a descubrir por qué hay tantas aves coloridas en los trópicos y cómo estos colores se extienden con el paso del tiempo.

La paleta de colores del plumaje de los pájaros que ves por la ventana depende de dónde resides. Si estás lejos del ecuador, la mayoría de las aves tienden a tener colores monótonos, pero cuanto más cerca estés de los trópicos, probablemente verás plumas cada vez más coloridas. Los científicos llevan mucho tiempo desconcertados acerca de por qué hay más aves de colores brillantes en los trópicos que en otros lugares, y también se han preguntado cómo llegaron allí esas aves de colores brillantes: es decir, si esas plumas coloridas evolucionaron en los trópicos, o si las aves tropicales tienen ancestros coloridos que llegaron a la región desde algún otro lugar.

Pájaros del Paraíso en las colecciones del Field Museum. Crédito de la imagen: Kate Golembiewski, Field Museum.

En un nuevo estudio publicado en la revista Nature Ecology and Evolution, los científicos crearon una base de datos de 9.409 aves para explorar la propagación de los colores por todo el mundo. Descubrieron que las plumas iridiscentes y coloridas se originaron 415 veces en todo el árbol de la vida de las aves y, en la mayoría de los casos, surgieron fuera de los trópicos, y que el antepasado de todas las aves modernas probablemente también tenía plumas iridiscentes.

“Durante décadas, los científicos hemos tenido la hipótesis de que hay especies de aves más brillantes o coloridas en los trópicos. Queríamos encontrar el mecanismo que nos ayudara a comprender estas tendencias: cómo llegaron allí estos colores brillantes y cómo se extendieron por el árbol genealógico de las aves con el tiempo”, señaló Chad Eliason, científico investigador del Field Museum de Chicago y autor principal del artículo.

El autor principal Chad Eliason con ejemplares de colibríes en las colecciones del Museo Field de Chicago. Crédito de la imagen Kate Golembiewski, Field Museum.

Hay dos formas principales en que se produce el color en los animales: pigmentos y estructuras. Las células producen pigmentos como la melanina, que es responsable de la coloración negra y marrón. Mientras tanto, la coloración estructural proviene de la forma en que la luz rebota en diferentes disposiciones de las estructuras celulares. La iridiscencia, el brillo del arco iris que cambia dependiendo de cómo incide la luz en un objeto, es un ejemplo de la coloración estructural.

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

_Luego, **los científicos combinaron sus datos sobre la coloración y distribución de las aves con un árbol genealógico preexistente, basado en el ADN, mostrando cómo todas las especies de aves conocidas están relacionadas entre sí. Introdujeron la información en un sistema de modelado para extrapolar los orígenes y la propagación de la iridiscencia. “Básicamente, hicimos muchos cálculos”, señaló Eliason.

Teniendo en cuenta cómo se relacionan las especies modernas entre sí y dónde se encuentran, y los patrones generales de cómo se forman las especies y cómo los rasgos como los colores cambian con el tiempo, el software de modelado determinó la explicación más probable para los colores de las aves que vemos hoy: pájaros coloridos. Desde fuera de los trópicos a menudo llegaron a la región hace millones de años y luego se diversificaron en especies cada vez más distintas. El modelo también reveló una sorpresa sobre el antepasado de todas las aves modernas.

Ejemplar de Nectariniidae cabeza azul en Albertine Rift: un ejemplo de ave tropical con plumas iridiscentes y coloridas. Crédito de la imagen: John Bates, Field Museum.

Como antecedente, las aves son un grupo especializado de dinosaurios; el ave más antigua conocida, Archaeopteryx, vivió 140 millones de años atrás. 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, 80 millones de años en el pasado, tenía plumas iridiscentes que aún brillan en el árbol genealógico de las aves.

“Me emocionó mucho saber que el estado ancestral de todas las aves es la iridiscencia”, confesó Eliason. “Hemos encontrado evidencia fósil de aves iridiscentes y otros dinosaurios emplumados antes, examinando las plumas fósiles y las estructuras productoras de pigmentos conservadas en esas plumas. Entonces sabemos que las plumas iridiscentes existían en el Cretácico; esos 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 fueran iridiscentes podría tener implicaciones importantes para la paleontología. “Probablemente vamos a encontrar mucha más iridiscencia en el registro fósil ahora que sabemos buscar”, expresó Eliason.

Si bien este nuevo estudio arroja luz sobre cómo la iridiscencia se extendió a través del árbol genealógico de las aves a lo largo de millones de años, aún quedan algunas preguntas importantes. “Todavía no sabemos por qué evolucionó la iridiscencia”, manifestó Eliason. “Las aves pueden utilizar las 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 saber más sobre cómo llegó a haber tantas aves iridiscentes en los trópicos podría ayudarnos a comprender por qué evolucionó la iridiscencia”.

A este estudio contribuyeron Chad M. Eliason del Field Museum’s Grainger Bioinformatics Center and Negaunee Integrative Research Center, Michaël P.J. Nicolaï de la Ghent University y el Royal Belgian Institute of Natural Sciences, Cynthia Bom de la Vrije Universiteit Amsterdam, Eline Blom del Naturalis Biodiversity Center, Liliana D’Alba de la Ghent University y el Naturalis Biodiversity Center, y Matthew D. Shawkey de la Ghent University.

Importante
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El paper Why are there so many structurally coloured bird species in the tropics? fue publicado en Nature Ecology & Evolution el 26 de julio de 2024.