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Deficiencia en la pigmentación mixta producida por melaninas en loros

Los loros y otras aves emparentadas (Orden Psittaciformes) han evolucionado una capacidad exclusiva para sintetizar pigmentos poliénicos denominados psittacofulvinas en los folículos de las plumas, lo que les permite producir una diversidad significativa de fenotipos de pigmentación. Las melaninas son polímeros que constituyen los pigmentos más abundantes en animales, y la forma azufrada (feomelanina) produce colores que son similares a los producidos por las psittacofulvinas. Sin embargo, la contribución diferencial de estos pigmentos a la diversidad fenotípica de los psittaciformes no ha sido investigada. Dada la redundancia de color, y limitaciones fisiológicas asociadas a la síntesis de feomelanina, este estudio asumía que esta última sería evitada por las aves psittaciformes. Esta hipótesis fue evaluado utilizando espectroscopía Raman para identificar pigmentos en plumas con colores sospechosos de ser producidos por feomelanina (i.e., rojo apagado, amarillo y marrón grisáceo o verduzco) en 26 especies pertenecientes a los tres principales linajes de Psittaciformes. Se detectó la forma no azufrada de melanina (eumelanina) en partes de plumaje negro, gris y marrón, y psittacofulvinas en partes rojas, amarillas y verdes, pero no se halló evidencia de feomelanina. Como se asume que las melaninas naturales están compuestas por eumelanina y feomelanina en diferentes ratios, estos resultados representan el primer informe de deficiencia en la pigmentación mixta producida por melaninas en animales. Debido a que los psittaciformes también evitan la incorporación de pigmentos carotenoides circulantes, estas aves parecen haber evolucionado una capacidad para evitar una redundancia funcional entre pigmentos, posiblemente regulando la expresión génica folicular. El estudio proporciona la primera caracterización vibracional de diferentes colores producidos por psittacofulvinas y ayuda así a determinar la longitud relativa de la cadena poliénica en estos pigmentos, que está relacionada con su actividad protectora antirreductora. informacion[at]ebd.csic.es: Neves et al (2020) Impairment of mixed melanin-based pigmentation in parrots. J Experim Biol. DOI 10.1242/jeb.225912


https://jeb.biologists.org/content/early/2020/05/08/jeb.225912
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La vibración molecular como nuevo mecanismo explicativo para la expresión de la coloración animal

La vibración molecular como nuevo mecanismo explicativo para la expresión de la coloración animal

La coloración animal es caracterizada por la concentración de pigmentos en estructuras tegumentarias y por la disposición a escala nanométrica de elementos constitutivos. Sin embargo, la influencia de la vibración molecular en la expresión del color ha sido pasada por alto en biología. La vibración molecular ocurre en la región espectral del infrarrojo, pero las propiedades vibracionales y electrónicas pueden influenciarse mutuamente. Así, la vibración de las moléculas de los pigmentos podría afectar también sus propiedades de absorción y los colores resultantes. Calculamos por primera vez la contribución relativa de la vibración molecular (por medio de espectroscopía Raman) y de la concentración (por medio de HPLC) de polímeros de melaninas, los pigmentos animales más comunes, a la generación de diversidad en el color del plumaje en 47 especies de aves. Las características vibracionales explicaron >9 veces más varianza en expresión del color que la concentración de melaninas. Adicionalmente, modelamos los espectros Raman en base a la estructura química de sus monómeros constituyentes y calculamos los factores Huang-Rhys para cada modo vibracional, que indican la contribución de estos modos a los espectros electrónicos responsables de los colores resultantes. Factores Huang-Rhys elevados coincidieron con frecuencia con los modos vibracionales de los monómeros de las melaninas. Los resultados pueden explicarse por la influencia de la vibración molecular sobre las propiedades de absorción de las melaninas. El color de los organismos puede por tanto resultar principalmente de las propiedades vibracionales de sus moléculas y sólo de forma residual de su concentración. Como una misma concentración de melaninas puede dar lugar a diferentes colores porque diferentes conformaciones estructurales de melaninas pueden presentar diferentes características vibracionales, los efectos vibracionales podrían favorecer la plasticidad fenotípica y constituir así una importante fuerza evolutiva. informacion[at]ebd.csic.es: Galvan et al (2018) Molecular vibration as a novel explanatory mechanism for the expression of animal colouration. Integrative Biol. Doi 10.1039/C8IB00100F


http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/ib/c8ib00100f#!divAbstract