Arxiu d'etiquetes: Cyanistes caeruleus

Full colour: Birds and their plumage

The most beautiful characteristic of birds is their different colour patterns between species, genders, ages, and even in individuals. In this post, we will discover some ecological and behavioural factors involved in the variability of colour in different individuals and how they are perceived by the bird eye.

1. COLOURS IN BIRDS

Different colours of the bird plumage are determinated by the combination of the amount of pigments (melanin and carotene) in feathers, and the specific microestructure in some parts of the feather.

Some pigments, as melanin (eumelanin for black and grey, pheomelanin for brown and beige) are synthesized by birds. There are specific pigments of particular taxa, for example the pigment synthesized by the psittacidae family  (it includes macaws, parakeets and other from Africa and America).

psittacidae_
Macaws – http://www.toonts.com

Other substances, as carotenoids, are assimilated with food. For example, flamingos and roseate spoonbills find this pigments in small crustaceans that they eat. Thus, colours depend on habitat and season.

espatula-rosada-santiago_
Roseate spoonbill (Platalea ajaja) – http://www.merindad.com

Also colours that depend on this pigments, birds have structural colours. On bird feathers can appear an effect, called “dissemination of Rayleigh“,  when rays of light hit the melanin microgranules that reflect short waves (blue) and transmit long waves.

barba
Structure of feather barb – http://www.wikipedia.es

In some birds, as balb ibis (Geronticus eremita), iridescense is showed under certain lighting conditions with purple and blue colours. This effect is the result of the light incidence in microleaf of the feathers: melanin absorbs light and determines the black colour, and the colours of rainbow are reflected by this microleafs, when microgranules could only reflect the blue colour.

gpvf_sdagdfgdfgdfas
Iridescense in bald ibis (Genonticus eremita) – http://www.econoticias.com

3. HOW THIS VARIETY OF COLOURS IS PERCEIVED BY BIRDS?

Visual system of birds have anatomical differences to humans system. We are able to see in visible spectrum because we have three cone receptors in our eyes that divide light into three different spectral ranges (blue, red and green). Birds have four cone receptors and also they are able to see the ultraviolet radation.

longitudesondareceptores
Wavelenghts in birds and humans – http://www.todosobrelaevolucion.org.mx

vision-ultravioleta
On the left human vision and on the right ultraviolet vision in birds – http://www.notaculturaldeldia.blogspot.com.es

In addition, birds have special oils on the surface of the cones that improve the colour vision enabling the perception of a colorful world.

3. ECOLOGICAL FACTORS LINKED TO COLOR VARIATION

Plumage colour helps to distinguish different species, between male and female in birds with sexually dimorphic, aged, and can be different between individuals of the same species. But also, in same species,  this variety is related with ecological and ethological factors.

Some studies point out colour is key indicator of birds’ health status and could be important in mate choise. In many species, females prefer to breed with brigher colour males. These preferences are due to brigher colour males show higher quality and a greater capacity to survive. The carotenoids that influence in plumage colour must be supplied by the diet, but also are involved in other vital processes such as inmune process, precursors of vitamins and control of oxidative stress. According this theory, colour is a good indicator of the state of bird health, because if an individual uses carotenoids in plumage colour other vital processes must be covered and this individual has a good health. In a research about mate choise in blue tit (Cyanistes caeruleus) was demonstrated that in brigher colour males the probability of selection is higher and their chicks grow best.

13320995co
Blue tit (Cyanistes caeruleus) – Foto: Luis Ojembarrena

On other hand, there is some species with a cryptic plumage that makes observation hard. This kind of plumage is essential in species with high rate of predation because in this way the bird can mingle with the environment and the probability of predation decreases, specially during certain sensitive periods such us females hatching or chicks. An example of cryptic plumage is the nighthawk (Caprimulgus europaeus) that uses its plumage to dissaper in waffle when female is hatching to decrease the risk of predation.

chotacabras-pardo-03
Nighthaw (Caprimulgus europaeus) hatching – Foto: Victor Guimera

4. SOME ANOMALIES

Some individuals can have anomalies in their plumages due to influence of factors such us genetic variability, environmental pressures and diet. Some of the most common include:

  • Albinism: It consists on the precense of white feather rather than the usual feather due to a genetic change that inhibits the formation of tyrosinase enzyme responsible for the synthesis of the melanin. It is fully expressed when colour feather, soft parts (beak, claws, nails) and eyes reduce melanina.
  • Leucism: It is characterized by reduced pigmentation. A genetic mutation prevents melanin deposited in feathers properly.

albinismo-leucismo
Bird with albinism has changes in its anatomy  (colour of eyes, for example), and in leucism the bird only has decreased pigment – http://www.biodiversidad-bajio-profundo.blogspot.com.es/

  •  Melanism: It is a development of the dark colored pigment melanim in the feathers. It can ocurr partially, with dark marks, or completely if all plumage becames dark.

Negative factors for quality of habitats have shown to have influence in colour birds. In this way, it is possible to study colour patterns in birds to relate them with the state of a population and to promote conservation measures. This methodology will be cheaper and gives us highly valuable information.

jmzcijgerowchvzsjdkx
Rural and urban birds – P.Salmon

5. REFERENCES

  • J. Carranza, J. Moreno y M.Soler. “Researches about animal behaviour”. XXV años de la Sociedad Española de Etología (1984-2009)”. Universidad de Extremadura
  • P. Salmón, J.F. Nilsson, A.Nord, S.Bensch, C.Isaksson. “Urban environment shortens telomere length in nestling great tits, Parus major”. The Royal Society Publishing.
  • James Dale, Cody J. Dey, Kaspar Delhey, Bart Kempenaers y Mihai Valcu. “The effects of life history and sexual selection on male and female plumage colouration”. doi:10.1038/nature15509.
  • Cover photo: http://www.hdfondos.es

Sara de la Rosa Ruiz

A todo color: Las aves y su plumaje

Una de las características que más puede llamarnos la atención de las aves es el variado colorido de sus plumajes no sólo a nivel de especies, sino entre diferentes sexos, edades, e incluso individuos. En este artículo descubriremos algunos factores ecológicos asociados a la variación del color entre los individuos y cómo esas diferencias son percibidas a través de los ojos de las aves.

1. EL COLOR EN LAS AVES

Las diferentes coloraciones que presentan las aves en su plumaje vienen determinadas por una combinación entre el contenido de pigmentos (carotenos o melaninas) que éstas posean y  la microestructura particular de ciertas partes de las plumas.

Algunos pigmentos, como melaninas (eumelanina para el negro y el gris, feomelaninas para marrón y beig), son sintetizadas por el ave. Existen pigmentos exclusivos de determinados taxones, como la psitacofulvina roja sintetizada por las psittacidae (familia de aves psitaciformes llamadas comúnmente loros o papagayos, que incluye a los guacamayos, las cotorras y formas afines de África y América).

psittacidae_
Guacamayo – http://www.toonts.com

Otras sustancias, como carotenoides, suelen obtenerse a través de la alimentación. Por ejemplo, los flamencos o las espátulas rosadas encuentran estos pigmentos en los pequeños crustáceos de los que se alimentan. Por ello, la coloración puede depender del hábitat y de la estación.

espatula-rosada-santiago_
Espátula rosada (Platalea ajaja) – http://www.merindad.com

Además de los colores debidos a estos pigmentos, las aves presentan colores estructurales. La difusión de Rayleigh es un efecto que se manifiesta en las plumas de las aves, cuando los rayos incidentes se encuentran con microgránulos dispersos de melanina que reflejan las ondas más cortas, las azules, y dejan pasar los rayos de mayor longitud de onda.

barba
Estructura de una barba de pluma – http://www.wikipedia.es

En algunas aves, como el ibis eremita (Geronticus eremita) , aparece una característica destacable en su plumaje denominada iridiscencia por la que las plumas parecen negras a gran distancia o en malas condiciones de luz, pero cuando la luz incide directamente sobre ellas aparecen coloraciones púrpuras y azuladas. Se produce por redes de microláminas: la melanina absorbe la luz dando la coloración negra, y las microláminas reflejan todo el espectro del arco iris, cuando la estructura de microgránulos sólo reflejaba el azul.

gpvf_sdagdfgdfgdfas
Coloración con iridiscencia en ibis eremita (Genonticus eremita) – http://www.econoticias.com

2. CÓMO PERCIBEN LAS AVES ESTA VARIACIÓN DE COLORES

Las aves tienen un sistema visual que presenta diferencias anatómicas fundamentales con el de los humanos. Nosotros somos sensibles exclusivamente al espectro visible, ya que en los ojos tenemos tres tipos de células fotorreceptoras, llamadas conos, que nos permiten diferenciar los colores primarios (azul, verde y rojo) y sus derivados. Las aves tienen cuatro conos de visión en lugar de los tres existentes en la retina de los humanos. El cuarto cono de las aves les permite captar la radiación ultravioleta que los humanos no podemos detectar.

longitudesondareceptores
Longitudes de onda en receptores de aves y humanos – http://www.todosobrelaevolucion.org.mx

vision-ultravioleta
A la izquierda visión humana y a la derecha cómo se ve en el ultravioleta – http://www.notaculturaldeldia.blogspot.com.es

Además, las aves presentan unos aceites que recubren sus conos que matizan su percepción de los colores y que los humanos tampoco tenemos. Ambas características se traducen en la percepción de un mundo más vivo y colorido.

3. FACTORES ECOLÓGICOS ASOCIADOS A LA VARIACIÓN DEL COLOR

El color del plumaje es un factor que diferencia a las especies, en aves con dimorfismo sexual diferencia a machos y hembras, puede indicar la edad en determinadas fases del desarrollo del ave, e incluso se ha visto que existe cierta diferencia a nivel individual. Pero sin duda, la variedad de coloraciones está relacionada también con otros factores ecológicos y/o etológicos de algunas aves.

Gran variedad de estudios señalan el color como un indicador del estado de salud del ave y puede ser clave en la selección de pareja. Las hembras de muchas especies prefieren aparearse con machos más brillantes. Estas preferencias se supone que se deben a que estos individuos estarían indicando una mayor calidad o capacidad para sobrevivir. Los carotenos que intervienen en la coloración del plumaje deben ser obtenidos en la dieta, y se ha demostrado que intervienen en procesos inmunitarios, son precursores de vitaminas y contribuyen a controlar el estrés oxidativo, por lo que son muy importantes para el ave. Según estas teorías la coloración es un indicador fiable del estado de salud de un individuo, ya que dado el coste que supone usar los carotenos en la coloración del plumaje, sólo los individuos más sanos podrán destinar más caroteno a estas funciones ornamentales. En un estudio con el herrerillo común (Cyanistes caeruleus) se demostró que los machos más brillantes son elegidos en mayor proporción por las hembras, y sus pollos crecen mejor.

13320995co
Herrerillo común (Cyanistes caeruleus) – Foto: Luis Ojembarrena

Así como hay especies y/o sexos que presentan una coloración muy llamativa para atraer a su pareja, en otras lo que se busca es exactamente lo contrario. Una coloración muy llamativa puede atraer a depredadores y puede poner al ave en importante riesgo vital. El plumaje críptico, que se confunde con el medio y así hace al ave pasar desapercibida, puede ser fundamental para algunas especies, especialmente en épocas en las que el individuo es más vulnerable como por ejemplo el caso de hembras incubando y pollos en desarrollo. Un buen ejemplo es el chotacabras europeo (Caprimulgus europaeus), cuyo plumaje críptico le sirve para camuflarse entre la hojarasca y poder incubar sus huevos disminuyendo el riesgo de predación.

chotacabras-pardo-03
El plumaje críptico del chotacabras europeo (Caprimulgus europaeus) le ayuda a pasar desapercibido mientras incuba sus huevos en el suelo – Foto: Victor Guimera

4. ALGUNAS ANOMALÍAS

Algunas aves pueden presentar anomalías en su plumaje, debido a la influencia de factores como variabilidad genética, presiones ambientales y dieta. Algunos de los más comunes y descritos hasta ahora son:

  •  Albinismo (del latín: albus, blanco): Consiste en la presencia de plumas blancas en lugar de las propias de su plumaje debido a un cambio genético que inhibe la formación de una enzima (tirosinasa) responsable de la síntesis del pigmento (melanina). Se expresa de forma completa cuando la coloración de las plumas, partes blandas (pico, garras, uñas, patas, cera) y ojos poseen perdida de melanina.
  • Leucismo: mutación genética que impide que la melanina se deposite correctamente en las plumas, por lo que aparecen manchas blancas, plumaje total más pálido, diluido o blanqueado. El grado de leucismo varía en función del brillo del blanco y el grado de pérdida de pigmento.

albinismo-leucismo
Un ave con albinismo presenta cambios en otras zonas de su anatomía (color de ojos por ejemplo), y el leucismo sólo es la carencia de pigmentación – http://www.biodiversidad-bajio-profundo.blogspot.com.es/

  • Melanismo (melanosis): exceso de pigmentos oscuros en las plumas, la mayoría de las veces genéticamente determinado. Puede aparecer de forma parcial, con marcas oscuras más notables; o completa, cuando todo el plumaje se oscurece.
  • Jantocromatismo: visible como un amarillo anormal en el plumaje. Suele aparecer entre los loros cautivos. Se produce por pérdida del pigmento oscuro (melanina) en las plumas, que permite el predominio del pigmento amarillo carotinoide. Las plumas verdes de los loros están constituidas por una capa amarilla transparente sobre las células que producen el azul, lo enmascaran y en consecuencia, surge el verde.

Se ha demostrado que muchos factores que afectan negativamente la calidad del hábitat tienen un importante efecto sobre la coloración de las aves. De esta forma, se abre una línea de estudio que puede ser aplicada en la conservación de especies, ya que medir la coloración de un ave es una metodología menos costosa que puede aportar información muy valiosa sobre su estado de salud.

jmzcijgerowchvzsjdkx
Diferencia de plumaje en aves rurales y aves urbanas – P.Salmon

5. REFERENCIAS

  • J. Carranza, J. Moreno y M.Soler. “Estudios sobre comportamiento animal, XXV años de la Sociedad Española de Etología (1984-2009)”. Universidad de Extremadura
  • P. Salmón, J.F. Nilsson, A.Nord, S.Bensch, C.Isaksson. “Ambientes urbanos acortan la vida de las aves”. The Royal Society Publishing.
  • James Dale, Cody J. Dey, Kaspar Delhey, Bart Kempenaers y Mihai Valcu. “Efectos de la coloración del plumaje en la selección sexual”. doi:10.1038/nature15509.
  • Foto de portada: http://www.hdfondos.es

Sara de la Rosa Ruiz

A tot color: Les aus i el seu plomatge

Una de les característiques que més pot cridar-nos l’atenció de les aus és la variada coloració dels seu plomatge, no només a nivell d’espècies, sinó entre diferents sexes, edats, i fins i tot individus. En aquest article descobrirem alguns factors ecològics associats a la variació del color entre els individus i com aquestes diferències són percebudes a través dels ulls de les aus.

1. EL COLOR EN AUS

Les diferents coloracions que presenten les aus en el seu plomatge vénen determinades per una combinació entre el contingut de pigments (carotens o melanines) que aquestes posseeixin i la microestructura particular de certes parts de les plomes.

Alguns pigments, com les melanines (eumelanina pel negre i el gris, feomelaninas per marró i beig), són sintetitzades per l’au. Hi pigments exclusius de determinats grups, com la psitacofulvina vermella, sintetitzada per les Psittacidae (família d’aus psitaciformes anomenades comunament lloros o papagais, que inclou els guacamais, les cotorres i formes afins d’Àfrica i Amèrica).

psittacidae_
Guacamais – http://www.toonts.com

Altres substàncies, com els carotenoides, solen obtenir-se a través de l’alimentació. Per exemple, els flamencs i els becplaners rosats obtenen aquests pigments dels petits crustacis dels quals s’alimenten. Per tant, la coloració pot dependre de l’hàbitat i de l’estació.

espatula-rosada-santiago_
Becplaner rosat (Platalea ajaja) – http://www.merindad.com

A més dels colors deguts a aquests pigments, les aus presenten colors estructurals. La difusió de Rayleigh és un efecte que es manifesta en les plomes de les aus quan els raigs incidents es troben microgrànuls dispersos de melanina que reflecteixen les ones més curtes, les blaves, i deixen passar els raigs de major longitud d’ona.

barba
Estructura d’una barba de ploma – http://www.wikipedia.es

En algunes aus, com l’ibis ermità (Geronticus eremita), apareix una característica destacable en el seu plomatge anomenada iridescència, per la qual les plomes semblen negres a gran distància o en males condicions de llum, però quan la llum incideix directament sobre elles apareixen coloracions púrpures i blavoses. Es produeix per xarxes de microlàmines: la melanina absorbeix la llum i dóna la coloració negra, i les microlàmines reflecteixen tot l’espectre de l’arc de Sant Martí, quan l’estructura de microgrànuls només reflectia el blau.

gpvf_sdagdfgdfgdfas
Coloració amb iridescència a ibis ermità (Genonticus eremita) – http://www.econoticias.com

2. COM PERCEBEN LES AUS AQUESTA VARIACIÓ DE COLORS

Les aus tenen un sistema visual que presenta diferències anatòmiques fonamentals amb el dels humans. Nosaltres som sensibles exclusivament a l’espectre visible, ja que en els ulls tenim tres tipus de cèl·lules fotoreceptores, anomenades cons, que ens permeten diferenciar els colors primaris (blau, verd i vermell) i els seus derivats. Les aus tenen quatre cons de visió en lloc dels tres existents a la retina dels humans. El quart con de les aus els permet captar la radiació ultraviolada que els humans no podem detectar.

longitudesondareceptores
Longituds d’ona en receptors d’aus i humans – http://www.todosobrelaevolucion.org.mx

vision-ultravioleta
A l’esquerra visió humana i a la dreta com es veu en l’ultraviolat – http://www.notaculturaldeldia.blogspot.com.es

A més, les aus presenten uns olis que recobreixen els cons que matisen la seva percepció dels colors i que els humans tampoc tenim. Ambdues característiques es tradueixen en la percepció d’un món més viu i colorit.

3. FACTORS BIOLÒGICS ASSOCIATS A LA VARIACIÓ DEL COLOR

El color del plomatge és un factor que diferencia les espècies, en aus amb dimorfisme sexual diferencia mascles i femelles, pot indicar l’edat en determinades fases del desenvolupament de l’au, i fins i tot s’ha vist que hi ha certa diferència a nivell individual. Però sens dubte, la varietat de coloracions està relacionada també amb altres factors ecològics i/o etològics d’algunes aus.

Gran varietat d’estudis assenyalen el color com un indicador de l’estat de salut de l’au i pot ser clau en la selecció de parella. Les femelles de moltes espècies prefereixen aparellar-se amb mascles més brillants. Aquestes preferències es suposa que es deuen al fet que aquests individus estarien indicant una major qualitat o capacitat per sobreviure. Els carotens que intervenen en la coloració del plomatge s’han d’obtenir per la dieta, i s’ha demostrat que intervenen en processos immunitaris, són precursors de vitamines i contribueixen a controlar l’estrès oxidatiu, pel que són molt importants per a l’au. Segons aquestes teories la coloració és un indicador fiable de l’estat de salut d’un individu, ja que donat el cost que suposa fer servir els carotens en la coloració del plomatge, només els individus més sans podran destinar més carotè a aquestes funcions ornamentals. En un estudi amb mallerenga blava (Cyanistes caeruleus) es va demostrar que els mascles més brillants són elegits en major proporció per les femelles, i els seus pollets creixen millor.

13320995co
Mallerenga blava (Cyanistes caeruleus) – Foto: Luis Ojembarrena

De la mateixa manera que hi ha espècies i/o sexes que presenten una coloració molt cridanera per atraure la seva parella, en altres el que es busca és exactament el contrari. Una coloració molt cridanera pot atraure depredadors i pot posar l’au en perill. El plomatge críptic, que es confon amb el medi i així fa l’au passar desapercebuda, pot ser fonamental per a algunes espècies, especialment en èpoques en què l’individu és més vulnerable com per exemple el cas de femelles covant i pollets en desenvolupament. Un bon exemple és l’enganyapastors (Caprimulgus europaeus), el plomatge críptic li serveix per camuflar-se entre la fullaraca i poder incubar els seus ous disminuint el risc de predació.

chotacabras-pardo-03
El plomatge críptic del enganyapastors europeu (Caprimulgus europaeus) l’ajuda a passar desapercebut mentre incuba els seus ous a terra – Foto: Victor Guimera

4. ALGUNES ANOMALIES

Algunes aus poden presentar anomalies en el seu plomatge, a causa de la influència de factors com la variabilitat genètica, les pressions ambientals i la dieta. Algunes dels més comunes i descrites fins ara són:

  •  Albinisme (del llatí: albus, blanc): Consisteix en la presència de plomes blanques en lloc de les pròpies del seu plomatge a causa d’un canvi genètic que inhibeix la formació d’un enzim (tirosinasa) responsable de la síntesi del pigment (melanina). S’expressa de forma completa quan la coloració de les plomes, parts toves (bec, urpes, ungles, potes, cera) i ulls posseeixen pèrdua de melanina.
  • Leucisme: mutació genètica que impedeix que la melanina es dipositi correctament a les plomes, de manera que apareixen taques blanques, plomatge més pàl·lid, diluït o blanquejat. El grau de leucisme varia en funció de la brillantor del blanc i el grau de pèrdua de pigment.

albinismo-leucismo
Una au amb albinisme presenta canvis en altres zones de la seva anatomia (color d’ulls per exemple), i el leucismo només és la manca de pigmentació – http://www.biodiversidad-bajio-profundo.blogspot.com.es/

  • Melanismo (melanosi): excés de pigments foscos en les plomes, la majoria de les vegades genèticament determinat. Pot aparèixer de forma parcial, amb marques fosques més notables; o completa, quan tot el plomatge es fa fosc.
  • Jantocromatisme: visible com un groc anormal en el plomatge. Sol aparèixer entre els lloros captius. Es produeix per pèrdua del pigment fosc (melanina) a les plomes, que permet el predomini del pigment groc carotinoide. Les plomes verdes dels lloros estan constituïdes per una capa groga transparent sobre les cèl·lules que produeixen el blau, l’emmascaren i en conseqüència, sorgeix el verd.

S’ha demostrat que molts factors que afecten negativament la qualitat de l’hàbitat tenen un important efecte sobre la coloració de les aus. D’aquesta manera, s’obre una línia d’estudi que pot ser aplicada a la conservació d’espècies, ja que mesurar la coloració d’una au és una metodologia menys costosa que pot aportar informació molt valuosa sobre el seu estat de salut.

jmzcijgerowchvzsjdkx
Aus urbanes i aus rurals – P.Salmón

5. REFERÈNCIES

  • J. Carranza, J. Moreno i M.Soler. “Estudis sobre comportament animal, XXV anys de la Societat Espanyola d’Etologia (1984-2009)”. Universitat d’Extremadura
  • P. Salmó, J.F. Nilsson, A.Nord, S.Bensch, C.Isaksson. “Ambients urbans escurcen la vida de les aus”. The Royal Society Publishing.
  • James Dale, Cody J. Dey, Kaspar Delhey, Bart Kempenaers i Mihai Valcu. “Efectes de la coloració del plomatge en la selecció sexual”. doi: 10.1038 / nature15509.
  • Foto de portada: http://www.hdfondos.es

Sara de la Rosa Ruiz