Visión
Más allá de lo visible.
Nosotros construimos el color a partir de tres tipos de conos. Los colibríes, como muchas aves, poseen un sistema visual tetracromático que incorpora sensibilidad al ultravioleta. Su mundo no es simplemente más colorido: contiene combinaciones cromáticas que nuestro cerebro no puede experimentar directamente.
ultravioleta
y azúcar
y sonido
y señales
y percepción
y vuelo
Un colibrí no observa una flor como nosotros. Su retina añade una dimensión que permanece oculta para el ojo humano: la radiación ultravioleta. Esa cuarta clase de cono amplía las combinaciones que su sistema visual puede discriminar y convierte flores, plumajes y señales naturales en un paisaje cromático que sólo podemos reconstruir indirectamente.
Esta lámina funciona como un mapa de una experiencia que el ser humano no puede ver directamente. Reúne en una sola lectura la retina tetracromática del colibrí, su sensibilidad ultravioleta, el espectro luminoso y ejemplos de colores no espectrales. No intenta mostrarnos literalmente “cómo se ve” el ultravioleta; hace algo científicamente más útil: representa las diferencias fisiológicas que permiten al ave distinguir señales cromáticas fuera de nuestra experiencia visual.
Tipos de conos
Frente a los tres tipos de conos de la visión humana, la retina de muchas aves incorpora una cuarta clase asociada a longitudes de onda ultravioletas o violetas.
Una dimensión invisible
Flores, plumajes y otras superficies pueden reflejar radiación ultravioleta aunque para nosotros parezcan cromáticamente similares.
Colores sin equivalente
Algunas combinaciones discriminables por las aves no tienen una traducción perceptual exacta para un observador humano tricromático.
Atlas sensorial · Colibríes
Un colibrí ve colores que no existen para nosotros, saborea el azúcar con un receptor que no era para eso y flota inmóvil gracias a un núcleo cerebral fuera de serie. Estos son sus seis sentidos, explicados con la ciencia que los demuestra.
Seis maneras de percibir el mundo
Un colibrí pesa de unos 2 a poco más de 20 gramos y vive al límite: bate las alas decenas de veces por segundo, visita cientos de flores al día y no puede darse el lujo de equivocarse de flor. Sus sentidos están afinados para eso. Cada sección de este atlas explica un sentido con tres cosas: dónde está en el cuerpo, cómo lo sabemos (el experimento real) y qué falta por descubrir.
Separamos lo que se ha demostrado en colibríes de lo que viene de la anatomía general de las aves. Las imágenes 3D son un modelo educativo: sus luces marcan ubicaciones esquemáticas, no actividad cerebral medida.
Visión: más allá de lo visible
Nosotros vemos el color con tres tipos de conos. El colibrí, como casi todas las aves, tiene cuatro, y uno de ellos capta la luz ultravioleta. Por eso distingue mezclas de colores que ningún ojo humano puede ver.
Dónde está en el cuerpo
- ÓrganoOjo · retina con cuatro conos de color y un cono doble
- FiltroGotas de aceite coloreadas dentro de casi todos los conos
- Cono UVSensible al ultravioleta, con pico cerca de 370 nm
¿Cómo lo sabemos? Demostrado en colibríes
En un prado alpino de Colorado, colibríes de cola ancha silvestres visitaron comederos iluminados con luces LED especiales. En 19 experimentos y más de 6 000 visitas aprendieron a encontrar el néctar guiados por colores «no espectrales»: UV + verde, UV + rojo, UV + amarillo y púrpura.
¿Qué significa «no espectral»? Es un color que no aparece en el arcoíris porque mezcla extremos del espectro. El púrpura es el único que nosotros vemos: mezcla azul y rojo. El colibrí tiene cuatro canales de color y puede combinar el ultravioleta con el verde o con el rojo, colores que no tienen nombre en ningún idioma humano. Los colores de esta página solo los traducen.
Una medición directa en otro colibrí, el Sephanoides sephaniodes de Chile, encontró cuatro conos simples con picos de sensibilidad cerca de 370, 440, 508 y 560 nanómetros. El primero está en el ultravioleta, una luz que nosotros no vemos.
Vía nerviosa Anatomía general de las aves
Lo que aún no sabemos. La luz del modelo señala el ojo, no un núcleo cerebral exclusivo del color.
Audición: una conversación más aguda
Las aves no tienen oreja: el oído es un pequeño orificio detrás del ojo, oculto bajo plumas. Casi todas oyen mejor entre 2 y 8 kHz, pero la estrella ecuatoriana, un colibrí de los Andes, canta —y escucha— mucho más agudo.
Dónde está en el cuerpo
- ÓrganoOído sin pabellón, cubierto por plumas auriculares
- Oído medioUn solo huesecillo, la columela (los mamíferos tenemos tres)
- Oído internoPapila basilar, el equivalente corto y casi recto de nuestra cóclea
¿Cómo lo sabemos? Demostrado en colibríes
Se grabó a la estrella ecuatoriana (Oreotrochilus chimborazo) en los páramos de Ecuador. Las aves reaccionaron al oír sus cantos agudos, y el registro de su actividad cerebral mostró respuestas a sonidos por encima de 10 kHz. El hallazgo es de esta especie, no de todos los colibríes.
Para comparar: un humano joven oye hasta unos 20 kHz, pero la mayoría de las aves oye mal por encima de 8 kHz. La estrella ecuatoriana rompe esa regla. Es el primer caso conocido de un ave que usa sonidos tan agudos para comunicarse con otros de su especie; las lechuzas los usan para cazar.
El oído se conecta con una ruta cerebral que también explica otra rareza: los colibríes aprenden sus cantos por imitación, igual que los loros, los pájaros cantores y nosotros (lo explicamos más abajo, en la sección del cerebro).
Vía nerviosa Anatomía general de las aves
Lo que aún no sabemos. La ubicación del oído es aproximada. El modelo no tiene núcleos auditivos segmentados.
Gusto: el dulce, reinventado
Las aves carecen del gen T1R2, la pieza con la que los mamíferos sentimos lo dulce. Los colibríes transformaron su receptor del sabor umami para que detecte azúcares: así el néctar se volvió irresistible.
Dónde está en el cuerpo
- ÓrganoCavidad oral · receptores del gusto (paladar y base de la lengua en las aves)
- HerramientaLengua larga y bífida, con bordes que atrapan el néctar
- ReceptorT1R1 + T1R3, antiguo receptor de umami reconvertido
¿Cómo lo sabemos? Demostrado en colibríes
Se clonaron los receptores y se expresaron en células de laboratorio. El del colibrí respondió a sacarosa, fructosa y glucosa. Los del vencejo —su pariente más cercano— y del pollo no detectaron azúcares: siguen respondiendo a aminoácidos, el sabor umami.
La lengua tampoco es un popote. Al entrar en el néctar, sus dos puntas se abren y sus bordes, llenos de laminillas, se enrollan alrededor del líquido y lo atrapan. Al salir, la lengua se cierra con el néctar adentro.
El cambio de receptor explica por qué el néctar les resulta tan atractivo. En las pruebas de laboratorio, el receptor del colibrí también respondió a algunos alcoholes de azúcar, pero no a endulzantes artificiales como el aspartame.
Vía nerviosa Anatomía general de las aves
Lo que aún no sabemos. La función del receptor está demostrada en colibríes; la luz del modelo indica la región oral, no papilas individuales.
Olfato: información invisible
Durante décadas se pensó que los colibríes casi no usaban el olfato. Hoy sabemos que un olor, por sí solo, puede decidir dónde comen: huelen el peligro antes de verlo.
Dónde está en el cuerpo
- ÓrganoNarinas en la base del pico, cubiertas por un opérculo
- SensorEpitelio olfativo dentro de la cavidad nasal
- CerebroBulbo olfativo, en la parte frontal del cerebro
¿Cómo lo sabemos? Demostrado en colibríes
Cada colibrí podía beber de dos comederos iguales: agua azucarada sola, o con el olor de un insecto. Evitaron las señales químicas de hormigas, sobre todo el ácido fórmico defensivo de las hormigas Formica, y no reaccionaron al aroma de la abeja melífera.
El ácido fórmico es el arma química de estas hormigas y puede dañar a aves y mamíferos. Para un ave que mete la cabeza dentro de una flor, detectarlo sin verlo es una ventaja directa. La prueba importa porque los dos comederos se veían idénticos: la decisión dependió solo del olor.
Vía nerviosa Anatomía general de las aves
Lo que aún no sabemos. La conducta está demostrada en colibríes; la vía sigue la anatomía general de las aves. Región nasal aproximada.
Tacto: el punto de contacto
El pico no es un hueso muerto: es queratina sobre hueso, vasos y nervios. Sensores de presión y vibración en el pico y la piel envían señales al cerebro por el nervio trigémino.
Dónde está en el cuerpo
- ÓrganoPico (ranfoteca de queratina sobre hueso) y piel
- SensoresCorpúsculos de Herbst, sensibles a la vibración
- NervioTrigémino (V), que lleva el tacto del pico al tronco encefálico
¿Cómo lo sabemos? Anatomía general de las aves
En aves que buscan comida tanteando con el pico —patos, loros y aves playeras que sondean el lodo— el núcleo cerebral del tacto del pico (PrV) está agrandado. En los colibríes esa especialización aún no se ha estudiado: aquí mostramos la vía general de las aves.
El pico más extremo de la familia es el del colibrí picoespada de los Andes: es la única ave cuyo pico mide más que su cuerpo sin contar la cola. Con semejante herramienta, saber exactamente dónde toca la punta es cuestión de supervivencia, aunque nadie ha medido todavía su sensibilidad.
Vía nerviosa Anatomía general de las aves
Lo que aún no sabemos. Vía aviar general; no implica un órgano táctil especializado demostrado en colibríes.
Flujo óptico: quietud en movimiento
Flotar inmóvil frente a una flor exige corregir cada deriva. Si el colibrí se desplaza, la imagen del mundo se desliza sobre su retina; ese flujo óptico le dice cómo compensar. No es un sexto sentido: es una función de la vista.
Dónde está en el cuerpo
- ÓrganoOjo y retina: detectan cómo se mueve la imagen del entorno
- NúcleoLentiformis mesencephali (LM), en el pretecho del cerebro
- SalidaCerebelo, que ajusta alas y cuerpo para no derivar
¿Cómo lo sabemos? Demostrado en colibríes
Al proyectar patrones en movimiento alrededor de colibríes en vuelo estacionario, las aves corrigieron su posición para seguirlos. Y al registrar sus neuronas del núcleo LM, estas respondieron por igual a movimientos en todas direcciones y prefirieron velocidades más rápidas que en otras aves.
Un estudio de 37 especies de aves de 13 órdenes, nueve de ellas colibríes, encontró que el LM de los colibríes está agrandado respecto al resto del cerebro. En otras aves, la mayoría de esas neuronas prefiere el movimiento de atrás hacia adelante, el que se ve al avanzar. En el colibrí, que también retrocede, sube y baja, responden a todas las direcciones por igual.
Vía nerviosa Anatomía general de las aves
Lo que aún no sabemos. LM procesa movimiento visual; no es un centro universal del equilibrio. La luz del modelo es esquemática.
El origen genético: de dónde vienen estos sentidos
Los sentidos del colibrí no aparecieron de la nada. Son piezas antiguas de las aves que la evolución reutilizó, agrandó o apagó en un linaje que se separó de los vencejos hace más de 47 millones de años.
Los parientes vivos más cercanos de los colibríes son los vencejos: juntos forman el orden Apodiformes. El ancestro común de todos los colibríes actuales vivió en Sudamérica hace unos 22 millones de años, y de él salieron nueve grandes linajes. Para entender qué cambió en ese camino hace falta leer su ADN.
El genoma de referencia del colibrí de Ana (ensamblaje bCalAnn1) fue el banco de pruebas del Vertebrate Genomes Project: con él se afinaron los métodos que después se usaron para ensamblar genomas de todo tipo de vertebrados. Esos genomas completos son los que hoy permiten buscar qué genes ganaron, cambiaron o perdieron los colibríes.
Genes y estructuras que conectan con sus sentidos
| Función | Gen o estructura | Qué cambió | Fuente |
|---|---|---|---|
| Gusto dulce | Receptor T1R1 + T1R3 | El antiguo receptor de umami se reconvirtió y ahora detecta azúcares. | Baldwin et al. 2014 |
| Visión ultravioleta | Cono UVS (opsina SWS1) | Un cono con pico cerca de 370 nm añade un cuarto canal de color. | Herrera et al. 2008 |
| Energía para flotar | Gen FBP2 (enzima muscular) | Se perdió en el ancestro de los colibríes cuando surgió el vuelo estacionario: más glucólisis y más mitocondrias. | Osipova et al. 2023 |
| Canto aprendido | Gen ZENK (egr-1) | Se enciende en siete núcleos del cerebro cuando el colibrí canta o escucha cantos de su especie. | Jarvis et al. 2000 |
| Memoria de flores | Hipocampo | Es de 2 a 5 veces más grande, en proporción, que en cualquier otra ave estudiada. | Ward et al. 2012 |
| Estabilidad en vuelo | Núcleo LM | Agrandado y con neuronas que responden a todas las direcciones. | Iwaniuk y Wylie 2007; Gaede et al. 2017 |
El caso de FBP2 muestra cómo un gen perdido puede ser una ventaja. Ese gen fabrica una enzima que, en el músculo, sirve para producir glucosa. Al perderlo, el músculo del colibrí quedó orientado a quemar azúcar, con más mitocondrias y más respiración celular. La pérdida ocurrió cuando evolucionaba el vuelo estacionario, y encaja con el receptor del dulce: un ave que siente el azúcar y otra que lo quema a toda velocidad son la misma.
Cerebro, genes y química: ¿cómo «piensa» un colibrí?
Todavía no se ha identificado una hormona o un neurotransmisor que explique por sí solo cómo piensa un colibrí. Lo que sí sabemos viene de medir su cerebro y de ver qué genes se encienden cuando actúa.
Memoria: un hipocampo fuera de serie Demostrado en colibríes
El hipocampo es la región de la memoria espacial. En los colibríes es de 2 a 5 veces más grande, en proporción al resto del cerebro anterior, que en pájaros cantores, aves marinas o pájaros carpinteros. Esa ventaja se ve en el campo: colibríes rufos silvestres aprendieron el ritmo con el que se rellenaban flores artificiales y ajustaron sus visitas a ese horario. Recuerdan qué flor visitaron, dónde está y cuándo vale la pena volver.
Un gen que se enciende al cantar Demostrado en colibríes
Los tres grandes grupos de aves que aprenden sus cantos por imitación son los pájaros cantores, los loros y los colibríes. En 2000, un equipo midió en el cerebro de colibríes la actividad del gen ZENK (también llamado egr-1), un gen que las neuronas encienden cuando trabajan. Al cantar o escuchar cantos de su especie, ZENK se activó en siete núcleos del cerebro anterior, muy parecidos a los de loros y pájaros cantores aunque los tres grupos los desarrollaron por separado.
El combustible del cerebro Demostrado en colibríes
Un cerebro tan activo necesita energía continua, y el colibrí vive de azúcar: el receptor T1R1 + T1R3 le dice dónde está, y la pérdida de FBP2 le ayuda a quemarlo rápido. De noche, cuando no puede comer, entra en torpor: baja su metabolismo y su temperatura. En los Andes, una metalura negra llegó a 3,26 °C, la temperatura más baja registrada en un ave o en un mamífero que no hiberna.
¿Y las hormonas? Anatomía general de las aves
En las aves en general, la dopamina participa en el aprendizaje por recompensa y en el aprendizaje del canto, y hormonas como las tiroideas y la corticosterona regulan el metabolismo y el estrés. En colibríes, sin embargo, casi no se han medido directamente. Qué señales químicas encienden y apagan el torpor, o cómo se refuerza la memoria de una buena flor, siguen siendo preguntas abiertas.
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Preguntas frecuentes
¿Los colibríes ven colores que nosotros no podemos ver?
Sí. Tienen un cuarto tipo de cono sensible al ultravioleta y, en experimentos con colibríes silvestres, distinguieron mezclas como UV + verde o UV + rojo, colores que el ojo humano no puede percibir.
¿Los colibríes tienen olfato?
Sí. Más de 100 colibríes evitaron comederos con olor a hormigas, sobre todo con ácido fórmico, aunque se veían idénticos a los demás. El olfato les ayuda a decidir dónde comer.
¿Cómo sienten lo dulce si las aves no tienen el receptor del dulce?
Las aves carecen del gen T1R2. Los colibríes transformaron su receptor de umami (T1R1 + T1R3) para que responda a sacarosa, fructosa y glucosa.
¿Cómo oyen los colibríes si no tienen orejas?
Su oído es un orificio detrás del ojo cubierto por plumas, con un solo huesecillo, la columela. La estrella ecuatoriana canta con una frecuencia fundamental de 13,4 kHz, la más alta conocida en un ave.
¿Cómo se mantienen inmóviles en el aire?
Usan el flujo óptico: el movimiento de la imagen sobre la retina. Su núcleo cerebral LM, especializado en ese movimiento, es mucho más grande que en otras aves.
¿Los colibríes son inteligentes?
Tienen el hipocampo proporcionalmente más grande de todas las aves estudiadas, recuerdan qué flores visitaron y cuándo se vuelven a llenar, y aprenden sus cantos por imitación.
Referencias
Todas las cifras de este artículo vienen de estas publicaciones revisadas por pares.
- Stoddard, M. C. et al. (2020). Wild hummingbirds discriminate nonspectral colors. PNAS 117: 15112–15122. doi:10.1073/pnas.1919377117
- Herrera, G. et al. (2008). Spectral sensitivities of photoreceptors and their role in colour discrimination in the green-backed firecrown hummingbird. J. Comp. Physiol. A 194: 785–794. doi:10.1007/s00359-008-0349-8
- Duque, F. G. et al. (2020). High-frequency hearing in a hummingbird. Science Advances 6: eabb9393. doi:10.1126/sciadv.abb9393
- Baldwin, M. W. et al. (2014). Evolution of sweet taste perception in hummingbirds by transformation of the ancestral umami receptor. Science 345: 929–933. doi:10.1126/science.1255097
- Rico-Guevara, A. y Rubega, M. A. (2011). The hummingbird tongue is a fluid trap, not a capillary tube. PNAS 108: 9356–9360. doi:10.1073/pnas.1016944108
- Kim, A., Rankin, D. T. y Wilson Rankin, E. E. (2021). What is that smell? Hummingbirds avoid foraging on resources with defensive insect compounds. Behav. Ecol. Sociobiol. 75. doi:10.1007/s00265-021-03067-4
- Gutiérrez-Ibáñez, C., Iwaniuk, A. N. y Wylie, D. R. (2009). The independent evolution of the enlargement of the principal sensory nucleus of the trigeminal nerve in three different groups of birds. Brain Behav. Evol. 74: 280–294. doi:10.1159/000270904
- Goller, B. y Altshuler, D. L. (2014). Hummingbirds control hovering flight by stabilizing visual motion. PNAS 111: 18375–18380. doi:10.1073/pnas.1415975111
- Iwaniuk, A. N. y Wylie, D. R. (2007). Neural specialization for hovering in hummingbirds: hypertrophy of the pretectal nucleus lentiformis mesencephali. J. Comp. Neurol. 500: 211–221. doi:10.1002/cne.21098
- Gaede, A. H. et al. (2017). Neurons responsive to global visual motion have unique tuning properties in hummingbirds. Current Biology 27: 279–285. doi:10.1016/j.cub.2016.11.041
- Rhie, A. et al. (2021). Towards complete and error-free genome assemblies of all vertebrate species. Nature 592: 737–746. doi:10.1038/s41586-021-03451-0
- Osipova, E. et al. (2023). Loss of a gluconeogenic muscle enzyme contributed to adaptive metabolic traits in hummingbirds. Science 379: 185–190. doi:10.1126/science.abn7050
- Jarvis, E. D. et al. (2000). Behaviourally driven gene expression reveals song nuclei in hummingbird brain. Nature 406: 628–632. doi:10.1038/35020570
- Ward, B. J. et al. (2012). Hummingbirds have a greatly enlarged hippocampal formation. Biology Letters 8: 657–659. doi:10.1098/rsbl.2011.1180
- Henderson, J. et al. (2006). Timing in free-living rufous hummingbirds, Selasphorus rufus. Current Biology 16: 512–515. doi:10.1016/j.cub.2006.01.054
- Wolf, B. O. et al. (2020). Extreme and variable torpor among high-elevation Andean hummingbird species. Biology Letters 16: 20200428. doi:10.1098/rsbl.2020.0428
- McGuire, J. A. et al. (2014). Molecular phylogenetics and the diversification of hummingbirds. Current Biology 24: 910–916. doi:10.1016/j.cub.2014.03.016
Créditos de las imágenes
Renders 3D y láminas: modelo de colibrí con rig de vuelo, México Rojo. Las ubicaciones anatómicas son esquemáticas y la iluminación rosa y azul es artística. Fotografías y diagramas de Wikimedia Commons, usados bajo su licencia:
- Anna's hummingbird (Calypte anna) male in flight Campbell River.jpg — Charles J. Sharp, CC BY-SA 4.0.
- Broad-tailed Hummingbird male, in flight; Selasphorus platycercus.JPG — Kati Fleming, CC BY-SA 3.0.
- Hummingbird in Cotopaxi National Park.jpg — Bernard Gagnon, CC BY-SA 3.0.
- Male Calypte anna with his tongue out.jpg — Brocken Inaglory, CC BY-SA 4.0.
- A Formica rufa sideview.jpg — Richard Bartz, Munich Makro Freak, CC BY-SA 2.5.
- Sword-billed hummingbird (Ensifera ensifera) Caldas.jpg — Charles J. Sharp, CC BY-SA 4.0.
- Hovering Hummingbird (14900025010).jpg — USFWS Mountain-Prairie, Public domain.
- Phaethornis superciliosus Eastern Long-tailed Hermit, Novo Airão, Amazonas, Brazil.jpg — Hector Bottai, CC BY-SA 4.0.
- Phaethornis superciliosus skeleton.png — Adolf Bernhard Meyer, Public domain.
- Male Rufous Hummingbird.jpg — Forest Service Alaska Region, USDA, Public domain.
- Black Metaltail (Metallura phoebe) (cropped).jpg — thibaudaronson, CC BY-SA 4.0.
- Phylogenetic relationships and vocal pathways in avian vocal learners and vocal non-learners.png — Haruhito Horita, Masahiko Kobayashi, Wan-chun Liu, Kotaro Oka, Erich D. Jarvis , Kazuhiro Wada, CC BY 2.5.
- BirdVisualPigmentAbsorbance.svg — Shyamal L. and others, Public domain.