Color pigmentario y color estructural en las plumas de las aves

Estas abarcan una amplia gama de colores. Uno de los tópicos qué más fascinación causa en campos ligados a la biología, la química y la física es entender cómo se origina el color en las plumas de las aves.

Para entender cuál es la génesis del color en las plumas de las aves, es importante saber que se distinguen dos tipos de color: color pigmentario y color estructural. Los colores pigmentarios se generan por la absorbancia molecular y la luz de emisión, es por eso que el matiz de este tipo de colores lo determina la estructura molecular del pigmento y la densidad de su distribución en el tejido. Entonces, cuanto más densamente esté distribuido un pigmento, más saturado será el tono del color (Prum 1999).

Por otro lado, los colores estructurales son resultado de interacciones físicas de la luz dispersa en las interfaces de materiales biológicos de diferentes índices de refracción, es decir, los mecanismos físicos para producir colores a través de la dispersión de la luz dependen directamente de las propiedades físicas a nanoescala de las estructuras y de sus índices de refracción. En ese sentido, los colores estructurales no son necesariamente colores “no pigmentarios”, sino que son tonalidades producidas por mecanismos físicos a gran escala que en algún momento pueden involucrar pigmentos (Prum 1999).

Por último, como señala Prum (1999), es importante tener en cuenta que muchas tonalidades en las plumas de las aves, como la iridiscencia en las plumas de colibrí, son consideradas colores estructurales que tienen una matriz de melanina y queratina en la barba de las plumas.

3.6.1. El color pigmentario en las plumas

Los pigmentos también llamados biocromos, presentes en las plumas de las diferentes familias de aves, son las melaninas, carotenoides, psitacofulvinas, porfirinas y otros

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pigmentos que se continúan estudiando hasta la actualidad (Hudon 2005). Para los fines de esta investigación, nos centraremos en la melanina y la psitacofulvina.

3.6.1.1. La melanina

La melanina es el pigmento de mayor distribución en las plumas de las aves. Este pigmento brinda colores como el negro, marrón rojizo, marrón o amarillo a las plumas. Los colores producidos por la melanina son relativamente opacos porque carecen de saturación (la absorción de la luz visible es poca). Sin embargo, al combinarse con otros pigmentos o modificaciones estructurales de las plumas, puede generar colores brillantes. La melanina que se encuentra depositada en la estructura celular de las plumas recibe el nombre de melanosomas o gránulos de melanina (Hudon 2005).

Es importante mencionar que existen diferentes tipo de melanina que producen diferentes colores, como son las eumelaninas producen negro o marrón oscuro de acuerdo con la concentración. Estos gránulos de eumelanina son en forma de barra y miden alrededor de 0.5-1.2 μm y las faeomelaninas que producen el color marrón claro, marrón rojizo y amarillo. Estos gránulos son esferoides u ovoides y más pequeños que los de eumelaninas (Hudon 2005).

3.6.1.2. La psitacofulvina

Muchas aves adquieren los colores pigmentarios de tipo rojo, naranja y amarillo a través de los pigmentos carotenoides que se obtienen por la ingesta de alimentos que contengan estos pigmentos (Hill y Mc Graw 2006). Sin embargo, los loros usan otro tipo de pigmento, las psitacofulvinas que son producidos de forma endógena y no se adquieren a través de la dieta como si sucede con los carotenoides (McGraw y Nogare 2004). Las psitacofulvinas son moléculas hidrofobias que se disuelven directamente en el citoplasma queratinizante de las células (Hudon 2005).

3.6.2. El color estructural en las plumas

Existen tres estructuras que producen color en las plumas: la queratina, las barbillas de plumas estructuralmente coloreadas y la capa medular de las barbas (Prum 1999). La queratina no especializada produce el blanco de las plumas por la dispersión incoherente de

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todas las ondas de luz visibles. Es posible a que se deba a la distribución al azar de las vacuolas de aire en la pluma (Prum 1999).

El segundo tipo es el de las barbillas estructuralmente coloreadas. Estas producen colores iridiscentes5 a partir de matrices de gránulos de melanina o vacuolas de aire y melaninas, que se distribuyen en la queratina las barbillas de las plumas. Existe una clasificación de las diferentes estructuras de las barbillas realizada por Durrer (1986), que da cuenta de 6 estructuras diferentes. Un punto importante en tener en cuenta respecto a la coloración estructural de las barbillas es que el tipo de disposición de estas estructuras es el que genera la iridiscencia cuando un grupo de barbillas distales tienen una posición son alargada, aplanada y girada para crear una superficie plana para la presentación eficiente del color. Esto genera cambios potenciales en el tono con el ángulo de observación (Prum 1999). Los colores iridiscentes están asociados, frecuentemente, a los gránulos de melanina. Los gránulos se depositan en capas altamente ordenadas paralelas a la superficie superior de una barbilla o una de sus secciones que pueden ser queratina, gránulo de melanina o vacuolas de aire en gránulos de melanina que proporcionan interfases de índices de refracción contrastantes para la reflexión. Además, es importante mencionar que el color de la iridiscencia varía en función del grosor de los gránulos, capas de queratina intermedias y a las cavidades llenas de aire, espaciamiento de interfaces de la dispersión de la luz, así como con el ángulo de visión en incidencia de luz en la pluma (Hudon 2005).

Por último, la capa medular de las barbas de las plumas también se encarga de producir color estructural, esta capa produce colores como el azul, verde y violeta no iridiscentes (Prum 1999).

3.6.3. El color en las plumas de los psittaciformes

La mayoría de aves usadas en la técnica del tapirage son loros y guacamayos que pertenecen a la familia de los psittaciformes. La mayoría de loros muestran bellos colores iridiscentes en su plumaje resaltando el verde. Después de comprender cuál es la naturaleza de la coloración en las plumas de las aves en los párrafos anteriores, se describe brevemente como se produce la coloración en los psittaciformes.

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Los colores amarillo y rojo son colores pigmentarios que se generan por pigmentos que absorben selectivamente la luz de longitud de onda corta y solo la parte de longitud de onda larga de la luz incidente de banda ancha permanece como luz reflejada retrodispersada (Tinbergen et al. 2013).

El color azul es un color estructural y se origina cuando células estructuradas esponjosas, de tamaño nanométrico y sin pigmentos reflejan selectivamente la luz de onda corta mediante interferencia constructiva (Tinbergen et al. 2013). A este fenómeno se le llama dispersión coherente (Mc Michael 2008).

Las plumas verdes son también un color estructural que además de las células esponjosas involucra un pigmento absorbente de azul, que funciona como un filtro de longitud de onda corta que restringe el rango de longitud de onda de luz reflejada lo que genera el color verde (Tinbergen et al 2013).

Mc Michael (2008) explica el proceso de coloración de los psitácidos de forma más sintética:

La forma de dispersión coherente que se ve en las plumas es similar a la vista reflejada por una película de aceite en un charco de agua sobre una superficie de asfalto negro o los filtros constructivos de interferencia utilizados en instrumentos ópticos. Cuando la luz ingresa a la película, solo las longitudes de onda de luz con un número integral de longitudes de onda correspondientes al espesor de la película se reflejan en el ojo. Sin embargo, en plumas, la “película” es un conjunto de pequeñas estructuras de tamaño vacuo nanométrico de tamaños relativamente uniformes y organizados en matrices. En presencia de melanina que absorbe todos los demás colores, la pluma es azul oscuro. Si no hay melanina u otro pigmento, la pluma es de un azul claro a blanco. En combinación con un pigmento amarillo y el fondo de la melanina, la estructura da lugar a las plumas verdes que se ven en la mayoría de los loros (pp. 45).

La investigación realizada por Tinbergen (et al. 2013), sobre la coloración de las plumas de algunas especies de Amazonas, nos indica que los diversos colores en estas aves se ocasionan por la presencia de diversos pigmentos en diversas densidades en las barbas y en las barbillas, la forma de las estructuras de queratina, el grosor de las barbas y barbillas y su ubicación en la pluma generan diversos colores.

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IV. El tapirage

Quizás la fascinación nace de los hechos que nos producen misterio y que no podemos explicar. La ciencia nace de una búsqueda continua para encontrar explicaciones y aproximarnos a la verdad. Pero antes de la ciencia en la humanidad, la mayoría de sucesos que escapaban del entendimiento se explicaba a través de un sistema de ritos y creencias.

La constante observación del medio le permitió a diversos grupos a través del tiempo entender fenómenos y reproducirlos, acompañados de una ritualidad latente. Estas sociedades basan su sistema de creencias en un animismo, donde la convivencia constante con la naturaleza les permite entender cambios y ciclos naturales de plantas y animales.

En 1928, Métraux recopiló una vasta información sobre diferentes grupos amazónicos que practicaban una técnica denominada tapirage. El término agrupa una serie alteraciones biológicas que producen un cambio de color de las plumas de las aves del género Amazonas y Aras a un color amarillo con una ligera coloración rojiza (Métraux 1928, Berthier 2016 y Mc Michael 2008).

Para el registro arqueológico de los Andes Centrales, Rowe (1984) sugiere que algunas de las plumas usadas en los textiles chimú fueron plumas tapirage. Este planteamiento ha sido seguido por Uceda y King (2012) para los textiles con aplicaciones de plumas Chimú hallados en la Huaca de la Luna.

Uno de los aportes fundamentales de esta investigación es demostrar que algunos de los textiles con aplicaciones de plumas chimú de Huaca de la Luna fueron confeccionados usando plumas tapirage. La presente sección presenta los datos etnohistóricos, etnográficos y arqueológicos sobre la técnica del tapirage, y se exponen de manera muy breve los posibles mecanismos bioquímicos por los que se pudo alterar el color en las plumas de estas aves. El conocimiento de estos mecanismos facilitará la tarea de identificar la técnica en nuestro caso de estudio.

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