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¿Cómo cambian los animales de color?

En el mundo tenemos diversos animales que cambian de color y es algo realmente extraordinario. No me refiero únicamente a los camaleones, igual otras especies de animales. Pero ¿Por qué cambian de color? En realidad es más complejo de lo que parece pero no te preocupes, para eso existe ésta página que te lo explica de forma sencilla.

Video 1. Sobre algunos animales que cambian de color.

Entonces los animales que podemos encontrar que cambian de color pueden ser tanto vertebrados como invertebrados, dentro de los cuales podemos encontrar:

Sin embargo, la forma y el motivo que hace cambiar de color a todos éstos animales es muy diferente entre ellos e igual el mecanismo por el cual que lo hacen. Así que vamos a analizar ¿Por qué y cómo es que cambian de color?

Los principales motivos que hacen a un animal cambiar de color depende de la especie, pero los más comunes son:

Empecemos viendo los diferentes mecanismos que pueden hacer que un animal cambie de color. Entonces, hablemos de los más comúnmente conocidos; los famosos «cromatóforos«.

¿Qué son los cromatóforos?

Los cromatóforos tienen una función impresionante desde motores moleculares hasta el comportamiento animal. Son células con pigmentos en su interior que reflejan la luz. Las podemos encontrar en algunos cefalópodos, anfibios, peces, reptiles y numerosos invertebrados, las cuales dispersan y juntan sus gránulos de pigmentos.

Existen diversos tipos de cromatóforos y dependiendo ésto será el color que denotarán, hasta ahora se han identificado 6 y aquí te dejo una tabla:

Tabla 1. Diversos cromatóforos existentes en los animales.

La mayoría de los organismos cambia de color gracias a los cromatóforos, pero aun tengo algo increíble que contarte sobre los camaleones. Los científicos creían saber la respuesta a su cambio de color pero un estudio muy reciente comprobó que esto se debe más bien a un fenómeno biofísico. Sin embargo, para poder explicar ésto, necesitas saber algo antes…

¿Como cambian de color los animales?

Muchos animales pueden mover el pigmento que se encuentran dentro de sus cromatóforos y esto resulta en un cambio aparente de color del cuerpo.

Pero en la mayoría de las especies que tienen una piel delgada, los melanóforos de la piel (ver Tabla 1.) tienden a ser planos y ocupan un gran espacio. Mientras que los animales con capas de piel gruesa (como algunos reptiles adultos) los melanóforos suelen formar complejos tridimensionales con otros tipos de cromatóforos.

El control y mecánica del movimiento rápido de pigmentos se ha estudiado bien en diferentes especies, particularmente de anfibios y peces teleósteos. Los científicos han demostrado que éste proceso puede estar bajo control hormonal, neuronal e incluso ambos (Fig 1.) Incluso, los cromatóforos de muchas especies de peces ósesos pueden responder directamente a estímulos ambientales como la luz visible, pH, la temperatura, productos químicos, la luz visible, etc..

Fig 1. Mecanismo del cambio de color en vertebrados.

Las principales hormonas involucradas en ésto se producen en la hipófisis, hipotálamo, y la glándula pineal, o sea en diversas partes del cerebro.

La visión es muy importante para estos animales, pues gracias a ella los animales pueden ver el entorno inmediato y cambiar la coloración aparente de su cuerpo. A ésto se le conoce como adaptación al fondo. Sin embargo, los mecanismos por los cuales hacen esto los distintos animales son muy diferentes.

¿Cómo ocurre el camuflaje de los cefalópodos?

Los cefalópodos (como púlpos, calamares y sepias) pueden producir en su piel una amplia variedad de colores y patrones brillantes rápidamente debido a que utilizan órganos multicelulares complejos.

Éstos presentan unidades de cromatóforos compuestas por una sola célula de cromatóforo y varias células musculares, nerviosas, gliales y de la vaina.

Video 2. El cambio de color de un pulpo conforme se va moviendo.

El procedimiento es en resumen el siguiente: Los ojos observan el entorno y mandan esa imagen al cerebro. Después el cerebro procesa la imagen y manda señales mediante los nervios a las unidades de cromatóforos distorsionando la forma o el tamaño del sacro por contracción del músculo. Ésto ocasiona un cambio en la opacidad, reflectividad o translucidez aparente de la piel.

Por lo tanto, el mecanismo para cambiar de los cefalópodos es diferente al de los peces, anfibios y reptiles.

Y entonces ¿Cómo cambian de color los camaleones? Un nuevo descubrimiento.

Video 3. En éste video te explico todo sobre el cambio de color en los camaleones

Bueno, necesitaba explicarte lo anterior porque el cambio de color de los camaleones es un poco más complejo que el de los cefalópodos. Para empezar, las personas e incluso algunos científicos tenían la idea equivocada de que los camaleones cambian de color para difuminarse con el ambiente.

Fig 2.Cuando los camaleones se exaltan cambian de color y ésto les permite expresar sus emociones.

El ambiente más común del camaleón suele ser verde (como las hojas de la selva, por ejemplo) y cuando está calmado suele difuminarse con lo que los rodea (Fig 3.) Sin embargo, los machos cambian su color cuando se «emocionan» por la presencia de alguna hembra cerca, muy parecido a cuando te sonrojas ¿Te ha pasado? Pero también cambian de color cuando se encuentran con algún otro macho que podría ser un rival (Fig 2.) Pero recientemente los científicos han descubierto algo genial ¡Los camaleones no tienen ni un solo pigmento verde en la piel!

Fig 3. Cuando los camaleones están calmados su color natural suele ser de color verde en la mayoría.

El cambio de color en los camaleones es un fenómeno biofísico.

No te asustes al escuchar la palabra biofísica, la verdad es que ésto nos ha ayudado a entender éste fenómeno mejor de lo que imaginábamos. Por años creímos que la forma en la que cambiaban de color era la misma que con los animales anteriores pero es muy diferente y especial. Si, los camaleones tienen células con pigmentos (cromatóforos).

Aunque recientemente investigadores biólogos y físicos de la Universidad de Ginebra (te dejo el link del artículo en las referencias) demostraron que lo que hace a los camaleones tan especiales es que su color se debe a dos mecanismos distintos, el color estructural y el color de pigmento.

Fig 4. Descripción gráfica del color que pueden reflejar los camaleones debido a la combinación del color pigmento y color estructural.

Entre las capas de células de la piel del camaleón, existen células que contienen demasiados (en serio demasiados) nanocristales de guanina que regularmente están acomodados como en una red. Sin embago, cuando la luz pasa por éstos cristales y debido al espacio que hay entre los cristales, la luz de cierto color interfiere y se refleja reforzando éste color mientras que otros colores no se reflejan (Fig 4.).

Podría decirse que los nanocristales funcionan como «un cadenero» de un antro o discoteca en donde solo dejan pasar y salir ciertas personas. Siguiendo éste ejemplo el cadenero serían los nanocristales de guanina y las personas serían las ondas de luz.

Es demasiado similar cuando algunos insectos presentan un color azul iridiscente (como las mariposas). Significa que no hay color azul en realidad solo que la estructura diminuta en sus células que actúan como reflectores para un solo color (Fig 5.) .

Fig 5. Ésta es una imagen que explica la forma de reflejar un color estructural en las mariposas. Autor: Opuntia visual.

Entonces el camaleón luce verde debido a la combinación de la luz amarilla de los pigmentos en su piel y la luz azul que se refleja en los nanocristales de guanina. Pero para cambiar a otro color como amarillo o naranja ¿Cómo lo hacen? Anteriormente se creía que era mediante la dispersión de pigmentos pero en realidad es debido al cambio que puede existir entre los espacios de éstos cristales.

Por ejemplo, espacios grandes, reflejarán ondas de luz largas y mientras más se incrementa o reduce el espacio entre los nanocristales, diferentes colores pueden reflejarse.

El nuevo descubrimiento científico.

Los científicos hicieron experimentos en muestras de piel del camaleón y encontraron que en un camaleón calmado (verde) sus nanocristales estan juntos mientras que en un camaleón exaltado tiene sus nanocristales más separados.

Fig 6. Cuando los camaleones están exaltados por cualquier causa, sus cristales se encuentran más separados y pueden reflejar colores rojos o naranjas gracias a sus cromatóforos pero cuando el camaleón se encuentra calmado sus nanocristales estan más juntos y pueden reflejar un color azul estructural que en combinación del color pigmento de sus cromatóforos forman un color verde.

Incluso hicieron una simulación en computadora en el que mediante un programa pueden ver el cambio de color comparado con el espacio que existe entre los nanocristales. Lo cual nos deja ver el poder de la bioinformática y tecnología para los descubrimientos biológicos importantes.

Además al aplicar presión sobre la piel, causa que los cristales se compriman y por lo tanto reflejan luz azul. Pero cuando la presión deja de ser ejercida, la piel vuelve a su color verde normal.

Fig 7. Las longitudes de onda que pueden «manejar» los camaleones se encuentran dentro del espectro infrarojo y visible.

Entonces, los machos exaltados no cambian su color a rojo o naranja mediante dispersion de pigmentos pero si por el espacio entre los nanocristales creando colores estructurales pasando por el lapso de un espectro visible (Fig 7.).

Un dato importante es que no todos los camaleones pueden cambiar a cualquier color, dependiendo de la especie será el espectro limitado de colores que pueden utilizar.

La influencia de el cambio de color en la termorregulación de los camaleones

Los camaleones son animales ectotermos, lo cual significa que regulan su temperatura respecto al ambiente. Debajo de éstas capas de piel todavía se encuentra otra capa que igual contiene nanocristales de guanina (D- idiophores) en sus células. Solo que éstos son mas grandes, un poco más desorganizados y dispersos lo cual les ayuda a reflejar ondas del espectro infrarojo.
Se piensa que ésta capa podría reflejar calor proveniente del sol, por ésto probablemente podemos encontrar camaleones en lugares muy calientes (Fig 8).

Fig 8. Descripción gráfica sobre como puede darse la influencia de los nanocristales de guanina con respecto al proceso de termorregulación.

¿Como cambian de color los mamíferos?

Los mamíferos que cambian de color como los animales de los polos tienen un mecanismo demasiado diferente. Los mamíferos no presentan todos los cromatóforos antes descritos, mas bien se basa en la concentración y ausencia de melanina (Fig 9). El cambio de color de éstos animales se basa en mudas completas o semicompletas de pelaje (dependiendo de la especie).

Fig 9. El cambio de color en mamíferos es estacional, gradual, toma tiempo y se debe a la muda del pelaje.

Conclusiones del cambio de color en animales:

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Agradecimientos:

Agradezco infinitamente a los diversos científicos que me ayudaron a entender mejor éste tema: Marino Chavez de Sci kid club, Jairo C. Peralta de Ciencillamente, Gustavo López C. de Biología y más y Enrique Heredia de Biólogos detras del Lente y Pajareando ando.

Igualmente gracias a Annabel Romeo de Opuntia visual por dejarme utilizar su imagen de las mariposas iridiscentes para fines didácticos de éste artículo.

Bibliografía

¿Te interesa saber más? Te recomiendo consultar nuestra bibliografía:

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