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El plumaje de los pingüinos, una sofisticada armadura multifuncional

Por La Prensa Austral Martes 28 de Junio del 2022

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Manuel Ochoa-Sánchez

Estudiante de Doctorado CEQUA / UNAM

Las características ambientales han influido en el desarrollo de la vida. Prueba de ello, la encontramos en la forma que cada grupo biológico se ha desarrollado para protegerse. Podemos encontrar diferentes estrategias de protección si observamos el espectro de diversidad biológica, por ejemplo, en organismos microscópicos como bacterias y diatomeas, existe una gruesa pared de peptidoglicano (una molécula compuesta por azucares y aminoácidos) y dióxido de sílice, respectivamente. En el caso de los organismos macroscópicos tenemos un amplio abanico de posibilidades; en los crustáceos, un exoesqueleto de quitina; en los moluscos, una concha de carbonato de calcio; en los peces, escamas óseas; en los reptiles, escamas córneas; en los mamíferos, densos cúmulos de pelos (pelaje); y en las aves, densos cúmulos de plumas (plumaje). En este espacio, abordaremos algunas características fascinantes del plumaje de los pingüinos.

El plumaje es una estructura compleja, compuesta por la repetición y diferenciación en la distribución de elementos más sencillos: las plumas. Las plumas son estructuras compuestas por la proteína beta queratina (nótese la diferencia entre quitina de crustáceos -un carbohidrato- y beta queratina de plumas -una proteína-).  En los pingüinos, el plumaje es esencial para resguardar su calor tanto en sus expediciones subacuáticas, como en tierra. Las propiedades termo protectoras del plumaje se deben a la microestructura que emerge de la interacción entre sus elementos. Se trata de una densa red de plumas con miles de ramificaciones que genera una capa de aire entre la piel y el plumaje. La capa de aire mantiene al pingüino caliente, mientras la red de plumas mantiene la piel seca, pues evita la intrusión de moléculas de agua. 

El pingüino puede modular la intensidad de la protección de su plumaje. Por ejemplo, cuando el pingüino está en tierra y hace calor, pueden relajar y erizar las plumas, lo que incrementa el intercambio gaseoso y los refresca. Por el contrario, cuando nadan o hace mucho frío, contraen con firmeza las plumas hacia el cuerpo, lo que genera el formidable aislante gaseoso. De forma interesante, los pingüinos pueden relajar la tensión en el plumaje cuando regresan a la superficie provenientes de sus expediciones submarinas, esto libera aire y ayuda en el retorno a la superficie. En conjunto, el nado y la liberación de aire desde las plumas ayudan a que el pingüino economice energía. No obstante, como dice el dicho: “todo por servir se acaba”, y el plumaje no es la excepción. Por ello, los pingüinos cuidan de su plumaje al aplicarse prolijamente un aceite producido en su glándula uropigial. Esta glándula se ubica cerca de su cola, su principal objetivo reside en secretar un aceite que ayuda a prolongar la estructura e hidrodinámica del plumaje. Sin embargo, esto no es suficiente, y los pingüinos año tras año, deben cambiar su plumaje.

La investigación sobre las excepcionales propiedades aislantes del plumaje de los pingüinos, y de las bases estructurales de su funcionamiento que subyacen a estas, es un área de intensa actividad para los científicos. La microestructura del plumaje ha sido develada gracias a esfuerzos de investigación con microscopia electrónica. Los resultados han mostrado incluso la existencia de nanoestructura, es decir, patrones geométricos entre las plumas 100.000 veces más pequeños que un milímetro. Estos resultados buscan generar inspiración para el diseño de materiales con mejor aislamiento térmico y resistencia al agua, claves para la incursión humana en ambientes inhóspitos… ¡como en el espacio exterior! Con suerte, también se generarán materiales biodegradables, que representen un reemplazo sustentable al plástico que se encuentra en nuestros abrigos impermeables.

En el CEQUA hemos estudiado exhaustivamente el hábitat y la dinámica poblacional de la colonia reproductiva del pingüino de Magallanes de la isla Contramaestre desde hace 5 años. Con estos trabajos buscamos determinar la viabilidad de la colonia para tolerar programas turísticos sustentables, en consonancia con la protección a largo plazo de la pingüinera y el ecosistema de la isla.

Aunado a ello, actualmente estamos realizando el proyecto microbioma, que entre sus objetivos está el de estudiar el mundo microbiano que habita sobre la cubierta del plumaje del pingüino de Magallanes de diferentes islas de la región. Las islas son muy heterogéneas entre sí, por lo que nos emocionan los descubrimientos inminentes; quizá las bacterias del plumaje arrojen información relacionada con el efecto que tiene la variación ambiental en el plumaje de los pingüinos. En conjunto, la investigación del CEQUA contribuirá a profundizar el estatus ecológico y la condición del valioso abrigo (plumaje) de los pingüinos de Magallanes, aspectos críticos para diseñar programas ecoturísticos sustentables con estas carismáticas aves.