Por qué los colibríes ven colores que los humanos solo podemos imaginar

Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Princeton, en Estados Unidos, entrenó a los colibríes salvajes para realizar una serie de experimentos que revelaron que las pequeñas aves también ven colores combinados como ultravioleta + verde y ultravioleta + rojo, según publican en la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences'.

"Los humanos son daltónicos en comparación con las aves y muchos otros animales", asegura Mary Caswell Stoddard, profesora asistente del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la Universidad de Princeton.

Los humanos tienen tres tipos de conos sensibles al color en sus ojos, en sintonía con la luz roja, verde y azul, pero las aves tienen un cuarto tipo, sensible a la luz ultravioleta. "Tener un tipo de cono de cuarto color no solo amplía el rango de colores visibles para las aves en los rayos UV, sino que también permite que las aves perciban colores combinados como ultravioleta + verde y ultravioleta + rojo", añade.

Para investigar cómo las aves perciben su colorido mundo, Stoddard y su equipo establecieron un nuevo sistema de campo para explorar la visión del color de las aves en un entorno natural. Trabajando en el Laboratorio de Biología de las Montañas Rocosas (RMBL) en Gothic, Colorado, los investigadores entrenaron a los colibríes de cola ancha ('Selasphorus platycercus') para participar en experimentos de visión en color.

"Los colibríes son perfectos para estudiar la visión del color en la naturaleza -destaca Stoddard-. Han evolucionado para responder a los colores de las flores que anuncian una recompensa de néctar, para que puedan aprender asociaciones de colores rápidamente y con poca capacitación".

El equipo de Stoddard estaba particularmente interesado en combinaciones de colores "no espectrales", que involucran tonos de partes muy separadas del espectro de color, en oposición a las mezclas de colores vecinos como el verde azulado (azul-verde) o el amarillo (verde-rojo). Para los humanos, el púrpura es el ejemplo más claro de un color no espectral. Técnicamente, el púrpura no está en el arco iris: surge cuando se estimulan nuestros conos azules (onda corta) y rojos (onda larga), pero no los conos verdes (onda media).

Mientras que los humanos tienen solo un color no espectral: púrpura, las aves pueden ver teóricamente hasta cinco

Detalles de la investigación

El equipo de investigación, que incluía científicos de Princeton, la Universidad de Columbia Británica (UBC), la Universidad de Harvard, la Universidad de Maryland y RMBL, realizó experimentos al aire libre cada verano durante tres años.

Primero, construyeron un par de tubos LED personalizados de "visión de pájaro" programados para mostrar una amplia gama de colores, incluidos colores no espectrales como el ultravioleta + verde. Luego realizaron experimentos en una pradera alpina visitada frecuentemente por colibríes de cola ancha locales, que se reproducen en el sitio de gran altitud.

Cada mañana, los investigadores se levantaron antes del amanecer y establecieron dos comederos: uno que contenía agua azucarada y el otro agua corriente. Al lado de cada alimentador, colocaron un tubo LED. El tubo al lado del agua azucarada emitía un color, mientras que el que estaba al lado del agua normal emitía un color diferente.

Los investigadores intercambiaron periódicamente las posiciones de los tubos gratificantes y no gratificantes, por lo que las aves no podían simplemente usar la ubicación para identificar un dulce regalo. También realizaron experimentos de control para asegurarse de que las pequeñas aves no usaran el olor u otra señal inadvertida para encontrar la recompensa.

En el transcurso de varias horas, los colibríes salvajes aprendieron a visitar el color gratificante. Usando esta configuración, los investigadores registraron más de 6.000 visitas de alimentación en una serie de 19 experimentos.

Los experimentos revelaron que los colibríes pueden ver una variedad de colores no espectrales, incluyendo púrpura, ultravioleta + verde, ultravioleta + rojo y ultravioleta + amarillo. Por ejemplo, los colibríes distinguieron fácilmente el ultravioleta + verde del ultravioleta puro o el verde puro, y discriminaron entre dos mezclas diferentes de luz ultravioleta + roja: una más roja y otra menos.

"Fue increíble verlo -asegura Harold Eyster, doctorado de la UBC, estudiante y coautor del estudio-. La luz ultravioleta + verde y la luz verde nos parecían idénticas, pero los colibríes seguían eligiendo correctamente la luz ultravioleta + verde asociada con el agua azucarada. Nuestros experimentos nos permitieron echar un vistazo a cómo se ve el mundo para un colibrí".

Aunque los colibríes pueden percibir colores no espectrales, apreciar cómo estos colores les parecen a las aves puede ser difícil. "Es imposible saber realmente cómo las aves perciben estos colores. ¿Es el ultravioleta + rojo una mezcla de esos colores, o un color completamente nuevo? Solo podemos especular", apunta Ben Hogan, investigador asociado postdoctoral en Princeton y coautor del estudio.

Más allá de la visión humana

"Imaginar una dimensión adicional de la visión del color: esa es la emoción y el desafío de estudiar cómo funciona la percepción aviar -añade Stoddard-. Afortunadamente, los colibríes revelan que pueden ver cosas que nosotros no podemos ver".

"Los colores que vemos en los campos de flores silvestres en nuestro sitio de estudio, la capital de flores silvestres de Colorado, son impresionantes para nosotros, pero imagínense cómo son esas flores para las aves con esa dimensión sensorial adicional", apunta el coautor David Inouye, afiliado a la Universidad de Maryland y RMBL.

Finalmente, el equipo de investigación analizó un conjunto de datos de 3.315 colores de plumas y plantas. Descubrieron que las aves probablemente perciben muchos de estos colores como no espectrales, mientras que los humanos no.

Dicho esto, los investigadores enfatizan que los colores no espectrales probablemente no son particularmente especiales en relación con otros colores. La amplia variedad de colores no espectrales disponibles para las aves es el resultado de su antiguo sistema visual de cuatro conos de colores.

"La tetracromacia, que tiene cuatro tipos de cono de color, evolucionó en los primeros vertebrados -explica Stoddard-. Este sistema de visión del color es la norma para las aves, muchos peces y reptiles, y casi con seguridad existió en los dinosaurios. Creemos que la capacidad de percibir muchos colores no espectrales no es solo una hazaña de los colibríes, sino una característica generalizada de la visión del color animal".