El secreto de los colores de las mariposas

MADRID.-  ¿Cómo se producen los colores en la naturaleza? Para estudiar esta cuestión, el físico Marco Antonio Giraldo ha investigado durante cuatro años los seres vivos con las más hermosas tonalidades: las mariposas.

La clave de los colores está en la particular estructura de las alas de estos lepidópteros, que están cubiertas por cientos de miles de diminutas escamas que se superponen unas sobre otras como las tejas de un tejado. "Al microscopio las alas parecen una obra de pintura de puntillismo, donde cada punto es una de estas escamas", comenta este investigador de las universidades de Groningen (Holanda) y Antioquia (Colombia), que detalla como cada una de ellas mide entre 70 y 250 micras.

La particular forma y distribución de estas escamas modifica sus propiedades ópticas, es decir su interacción con la luz, y por tanto, la aparición de los colores. Curiosamente, los científicos tratan hoy de reproducir estos cristales fotónicos de la naturaleza para crear nuevos materiales con los cuales controlar los fotones de la luz, lo que podría tener aplicaciones en el mundo de la moda, de las joyas o de los cosméticos.

Una de las primeras novedades del trabajo de Giraldo, una laboriosa tesis de investigación que acaba de ser editada en forma de libro por la Universidad de Groningen, es la comprobación de que la composición de las alas forma la estructura ideal para generar la máxima reflexión de luz con el menor peso posible.

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autan (flickr)

Mariposa Pieris rapae crucivora. Al lado, imagen microscópica de las escamas.

¿Qué significa esto? Si se realiza un corte longitudinal del ala de uno de estos lepidópteros, por ejemplo de una Morpho didius, una gigantesca mariposa de color café por un lado y azul metalizado por el otro, se observa cómo está compuesta de cinco capas o tejidos muy finos: la tela del ala, más dos escamas superpuestas por encima y otras dos por debajo.

Lo que ha descubierto este investigador colombiano, por medio de un modelo físico-matemático, es que esta combinación de cinco capas constituye la mejor estructura posible. "Si se agregase una escama más, no se aumentaría mucho la intensidad de la luz reflejada, pero sí el peso", incide. Y si pesas mucho, por muy espectaculares que sean tus colores, te acaban comiendo.

Pero el interés no está sólo en la creación de los colores de las alas, sino en cómo los ven las propias mariposas. El grupo de investigación holandés en el que trabaja Giraldo está especializado también en estudiar los sistemas visuales y auditivos de diferentes insectos, como moscas o lepidópteros. ¿Ven las mariposas los mismos colores que los humanos? En este caso, resulta llamativo un segundo experimento realizado con unas pequeñas mariposas blancas extendidas por todo el globo y de las que existen dos subespecies, Pieris rapae rapae (la variedad europea) y Pieris rapae crucivora (la japonesa).

Para el ojo humano estas mariposas son todas blancas. Sin embargo, no es así para los lepidópteros. "En la variedad japonesa se produce un dicromatismo sexual", explica el físico, "el color es diferente en función del sexo, pues los machos absorben luz ultravioleta y las hembras reflejan luz ultravioleta, esto significa que el macho ve a la hembra blanca, pero la hembra ve al macho con una tonalidad equivalente a nuestro azul verdoso".

En la subespecie europea no se produce esta distinción y esto genera cierta confusión. Pues no es raro que los machos intenten copular con otros machos, lo que explica la ventaja de la subespecie japonesa, que se considera 'descendiente' de la europea.

¿Por qué las alas de la subespecie japonesa muestran diferentes tonalidades a pesar de parecer ambas blancas? La respuesta encontrada por Giraldo a esta pregunta ayuda en buena medida a entender la forma en que se crean los colores. "Si miramos al microscopio las alas de las mariposas vemos como en cada una de las escamas pueden haber numerosas bolitas de unos 100 nanómetros de tamaño", especifica el investigador. Estas bolitas están presentes en la variedad europea y en los machos de la japonesa, pero no en las hembras de la japonesa.

Por medio de un estudio espectroscópico, Giraldo ha encontrado que a mayor densidad de bolitas se produce una mayor absorción de las longitudes de onda cortas (ultravioletas) y una mayor dispersión de las ondas largas. Aunque, en este caso, esto pasa desapercibido al ojo humano. "El color blanco es la unión de todos los colores y cuando vemos una mariposa blanca es porque está reflejando todos los colores que, nosotros los humanos, podemos ver".