Pigmentos en seres vivos para niños

Los pigmentos biológicos, también llamados pigmentos naturales o biocromos, son sustancias que producen los seres vivos y que tienen color. Su color se debe a que absorben ciertos colores de la luz y reflejan otros.

Estos pigmentos se encuentran en muchas partes de los seres vivos, como los ojos, las plumas, la piel y el cabello. Por ejemplo, la melanina es un pigmento que se encuentra en células especiales llamadas cromatóforos.

El color de un pigmento es el mismo sin importar desde qué ángulo lo mires. Esto es diferente del color estructural, que cambia según el ángulo. El color estructural se produce por la forma en que la luz se refleja en estructuras muy pequeñas, como las alas de las mariposas. Aunque muchas mariposas tienen pigmentos, el brillo de sus alas a menudo se debe al color estructural.

¿Qué son los pigmentos biológicos?

Los pigmentos biológicos son moléculas complejas que dan color a los organismos. Su estructura química les permite absorber ciertas longitudes de onda de la luz y reflejar otras, lo que percibimos como color.

Tipos principales de pigmentos

Existen varios grupos de pigmentos importantes en la naturaleza:

• Hemo/porfirinas: Incluyen la clorofila (verde en plantas), la hemoglobina (roja en la sangre) y la bilirrubina.
• Carotenoides: Son pigmentos rojos, naranjas o amarillos, como el licopeno (en tomates) y la luteína (en frutas y verduras).
• Proteínas con pigmentos: Como el fitocromo y las ficobiliproteínas.
• Otros pigmentos: La melanina (responsable de tonos oscuros en piel y cabello) y los flavonoides.
• Enolatos de polieno: Un tipo especial de pigmentos rojos que solo se encuentran en los loros.

Pigmentos en las plantas

Modelo de la molécula de clorofila.

La antocianina da a estos pensamientos su color morado.

La función más importante de los pigmentos en las plantas es la fotosíntesis. Este proceso usa la clorofila (el pigmento verde) y otros pigmentos rojos y amarillos para capturar la mayor cantidad de energía de la luz solar.

Los pigmentos también ayudan a las plantas a atraer insectos a las flores. Esto es muy importante para la polinización, que ayuda a las plantas a reproducirse.

Los principales pigmentos en las plantas son:

• Clorofila: Es el pigmento más importante en las plantas. Absorbe la luz roja y azul, y refleja la luz verde. Por eso, las plantas se ven verdes. Hay dos tipos principales: clorofila a y clorofila b. La clorofila es clave para que las plantas capten la luz y hagan la fotosíntesis.
• Carotenoides: Son pigmentos rojos, naranjas o amarillos. Ayudan a la fotosíntesis capturando luz y protegiendo a la planta del daño causado por el sol. También son importantes para el crecimiento de la planta. La luteína es un carotenoide amarillo muy común en frutas y verduras. El licopeno es el pigmento rojo que da color a los tomates.
• Antocianinas: Son pigmentos solubles en agua que dan colores desde el rojo hasta el azul, dependiendo de la acidez (pH). Se encuentran en hojas, raíces, flores y frutas, y son muy visibles en los pétalos de muchas flores.

Las Bráctea de las bugambilias deben su color a la betalaína.

• Betalaínas: Son pigmentos rojos o amarillos, también solubles en agua. Se encuentran solo en un grupo específico de plantas, como los cactus y el amaranto. Son los responsables del color rojo de la betabel.

El cambio de color en otoño

Un ejemplo claro de pigmentación en plantas es el cambio de color de las hojas en otoño. Las hojas, que normalmente son verdes, se vuelven rojas, amarillas, moradas o marrones. Esto sucede porque la clorofila se descompone. Cuando la clorofila desaparece, los pigmentos amarillos (xantófilas) y naranjas (beta-carotenos) que siempre estuvieron ahí, pero estaban ocultos, se hacen visibles. Los pigmentos rojos (antocianinas) se producen en ese momento.

Pigmentos en las algas

Las algas son organismos que hacen fotosíntesis y viven en el agua. A diferencia de las plantas, no tienen tallos ni hojas, pero sí tienen pigmentos para capturar la luz.

Además de las clorofilas, las algas tienen otros pigmentos como las ficobiliproteínas, fucoxantinas, xantofilas y carotenos. Estos pigmentos ayudan a las algas a capturar la energía de la luz y enviarla a la clorofila para iniciar la fotosíntesis.

Por ejemplo, las algas pardas y las diatomeas tienen clorofila c, mientras que las algas rojas solo tienen clorofila a.

Pigmentos en las bacterias

Algunas bacterias también producen pigmentos. Por ejemplo, las cianobacterias (también conocidas como algas verde-azules) producen ficocianina (azul-verde), ficoeritrina (rojo-morado) y clorofila a, d y f. Otras bacterias, como las bacterias verdes y púrpuras del azufre, producen bacterioclorofila.

Pigmentos en los animales

Los animales usan la pigmentación de muchas maneras. Les sirve para protegerse, por ejemplo, con el camuflaje o el mimetismo (parecerse a otro animal). También la usan para advertir a otros animales que son peligrosos o tóxicos, evitando así ser cazados.

Algunos animales, como peces, anfibios y cefalópodos, tienen cromatóforos. Estas son células especiales que les permiten cambiar de color rápidamente para mezclarse con su entorno.

La pigmentación también se usa para comunicarse entre animales, por ejemplo, en la selección sexual para atraer pareja. Los cefalópodos usan sus cromatóforos para enviar mensajes.

La rodopsina es un pigmento que se encuentra en los ojos y es fundamental para ver la luz.

Los pigmentos de la piel, como la melanina, protegen los tejidos de los daños causados por la radiación ultravioleta del sol.

Sin embargo, no todos los colores en los animales tienen una función de protección o señalización. Por ejemplo, el grupo hemo en la sangre, que transporta oxígeno, tiene un color rojo debido a su estructura, pero su color no tiene un propósito de camuflaje o advertencia.

Problemas de pigmentación

Existen varias condiciones en humanos y animales relacionadas con la pigmentación:

• Albinismo: Es un trastorno hereditario donde hay una falta total o parcial de melanina. Las personas y animales con albinismo tienen la piel, el cabello y los ojos muy claros.
• Ictiosis: También conocida como "piel de pez", es una condición hereditaria donde hay un exceso de producción de melanina. La piel se ve más oscura, escamosa y seca.
• Melasma: Es una condición en la que aparecen manchas oscuras en la cara, influenciadas por cambios hormonales.
• Vitiligo: Es una condición en la que se pierden las células que producen pigmento (melanocitos) en algunas partes de la piel, causando manchas claras.

Pigmentos en animales marinos

Los animales marinos usan los pigmentos de formas muy interesantes.

Carotenoides y carotenoproteínas

Los carotenoides son muy comunes en la naturaleza. Los animales no pueden producirlos, así que los obtienen de las plantas o de otros organismos que los comen. En los animales marinos, los carotenoides a menudo se unen a proteínas, formando "carotenoproteínas". Estos complejos dan muchos colores (rojo, morado, azul, verde) que los invertebrados marinos usan para atraer pareja o camuflarse.

Un carotenoide muy común en animales es la astaxantina, que puede dar colores azul-morado y verde al unirse a proteínas de diferentes maneras.

Tetrapirroles

Los tetrapirroles son otro grupo importante de pigmentos. Tienen una función clave en el transporte de electrones y en la pigmentación de los tejidos de los organismos marinos.

Melanina

La melanina es un pigmento que da tonos oscuros, bronceados, rojizos y amarillentos en los animales marinos. Se forma a partir de un aminoácido llamado tirosina y se encuentra en la piel y los ojos. Hay diferentes tipos de melanina, como la eumelanina (negra y marrón) y la feomelanina (amarilla a rojo-marrón).

Bioluminiscencia

La bioluminiscencia es la capacidad de algunos animales marinos de producir su propia luz. Es una reacción química donde la energía química se convierte en energía luminosa. Se estima que el 90% de los animales que viven en las profundidades del mar producen bioluminiscencia. La mayoría de la luz que emiten es azul y verde, porque estos colores viajan mejor en el agua profunda.

Los órganos que producen luz se llaman fotóforos. Los calamares y peces los usan para iluminar su parte inferior y así camuflarse de los depredadores o atraer presas. Las medusas usan la bioluminiscencia como defensa: si un depredador pequeño las ataca, destellan luces para atraer a un depredador más grande, que perseguirá al atacante. También la usan para atraer pareja.

Los corales y las anémonas de mar también pueden fluorescer, lo que significa que absorben luz de un color y la emiten de otro. Estos pigmentos pueden actuar como protectores solares naturales, ayudar en la fotosíntesis y servir para alejar depredadores o atraer pareja.

Cromatóforos

Los cromatóforos son células especiales que permiten a los animales cambiar el color de su piel rápidamente. Son muy importantes para adaptarse al entorno y camuflarse. Estas células contienen vesículas con tres tipos de pigmentos:

• Eritróforos: Con pigmentos rojizos.
• Melanóforos: Con pigmentos negros y marrones (melaninas).
• Xantóforos: Con pigmentos amarillos.

La combinación de estas capas de cromatóforos permite crear muchos colores diferentes. Los cambios rápidos de color se llaman cambios fisiológicos y son una respuesta a cambios en el ambiente. Los cambios lentos, que ocurren a lo largo de la vida del animal, se llaman cambios morfológicos y se deben a cambios en el número de cromatóforos.

Pigmentos fotoprotectores

Para protegerse del daño de los rayos UV del sol, los animales marinos han desarrollado compuestos que absorben esta luz, actuando como un protector solar natural. La micosporina y los aminoácidos son ejemplos de estos protectores. La melanina también es un fotoprotector.

Función defensiva de pigmentos

Algunos animales usan sus colores para advertir a los depredadores. Por ejemplo, se ha visto que un pigmento de esponja imita una sustancia química que afecta a un tipo de crustáceo que se come las esponjas. Cuando el crustáceo come la esponja, el pigmento impide que crezca correctamente, lo que finalmente lo mata.

Influencia del ambiente en el color

El color de los invertebrados marinos puede variar según la profundidad, la temperatura del agua, la comida, las corrientes, la ubicación geográfica y la exposición a la luz. Por ejemplo, las anémonas de mar que viven en aguas más profundas tienen menos carotenoides y son menos brillantes que las que viven en zonas con mucha luz.

Coloración adaptativa

El aposematismo es una coloración de advertencia que usan los animales para decir a los depredadores que se mantengan alejados. Muchos nudibranquios (un tipo de molusco marino) almacenan sustancias químicas tóxicas de las esponjas que comen en sus glándulas. Los depredadores aprenden a evitar a estos nudibranquios por sus colores brillantes.

Actividades fisiológicas

Los pigmentos en los animales marinos tienen otras funciones además de la defensa. Algunos protegen contra los rayos UV. Se ha descubierto que ciertos pigmentos tienen propiedades antimicrobianas, antitumorales o que ayudan a regular el sistema de defensa del cuerpo.

Usos de los pigmentos

Los pigmentos naturales pueden extraerse y usarse como tintes para dar color a diferentes materiales.

Algunos pigmentos, como la astaxantina y el licopeno, se usan como suplementos alimenticios por sus beneficios para la salud.

Véase también

En inglés: Biological pigment Facts for Kids