Una cubierta prodigiosa para una máquina perfecta

El huevo –y concretamente su cáscara- es una de las obras de ingeniería biológica más extraordinarias con las que nos regala la naturaleza. Por una parte, debe ser lo suficientemente resistente como para aguantar el peso del ave que lo ha de incubar, por otra, lo suficientemente frágil para permitir al polluelo romperlo desde el interior al eclosionar. Y todo ello mientras poco a poco la cáscara se adelgaza pues el embrión usa el calcio de ésta para formar su propio esqueleto.

Además, debe aislar la riqueza en nutrientes que posee del ataque exterior de bacterias y hongos que acabarían con el embrión sin impedir el intercambio de gases imprescindible para el desarrollo del futuro polluelo. Por otra parte, el color de la cubierta y la forma –más o menos elíptica- desempeñan funciones clave en la supervivencia de las distintas especies de ave.

El huevo es la estructura biológica que recubre al óvulo y que suministra los nutrientes que harán posible el desarrollo del embrión hasta el momento en que rompa el claustro que supone la cáscara e inicie la vida independiente como pollito.

Para producir un huevo, el óvulo se rodea de la yema en el propio ovario del ave, de allí, conforme desciende por el aparato reproductor irá superponiendo nuevas capas como la membrana vitelina que recubre la yema, la clara (parte fluida y parte densa), las membranas que separan a ésta última de la cáscara y finalmente la propia cubierta calcárea que incorporará distintos pigmentos que darán la tonalidad final al huevo (la ausencia de pigmento se traducirá en huevos de color blanco).

Recorrido que realiza el huevo durante su formación en el aparato genital de una gallina de puesta. Fuente: El gran libro del huevo editado por Instituto de Estudios del Huevo – www.institutohuevo.com (el libro puede descargarse en este link)
Recorrido que realiza el huevo durante su formación en el aparato genital de una gallina de puesta. Fuente: El gran libro del huevo editado por Instituto de Estudios del Huevo – www.institutohuevo.com (el libro puede descargarse en este link)

La pigmentación de la cáscara viene determinada por la genética del ave y no por su alimentación, contrariamente a la yema cuyo color sí es dependiente de la mayor o menor presencia de carotenos en la dieta de la hembra.

A la izquierda, estructura interna del huevo. A la derecha huevos blancos (sin pigmento) y huevos morenos (pigmentados con protoporfirina IX). Fuente: El gran libro del huevo editado por Instituto de Estudios del Huevo – www.institutohuevo.com (el libro puede descargarse en este link)
A la izquierda, estructura interna del huevo. A la derecha huevos blancos (sin pigmento) y huevos morenos (pigmentados con protoporfirina IX). Fuente: El gran libro del huevo editado por Instituto de Estudios del Huevo – www.institutohuevo.com (el libro puede descargarse en este link)

La variedad cromática que presentan los huevos es tan variada que desde antiguo ha sido objeto de deseo por parte de coleccionistas y estudiosos.

Colección de huevos de ave
Colección de huevos de ave

Pero más allá del valor estético que para algunos puedan tener éstos, debe de haber alguna razón evolutiva que haga que las tonalidades oscilen desde el blanco hasta el moteado pasando por el azul brillante de algunos de ellos. En la naturaleza nada se hace porque sí, de modo que, si las aves invierten recursos en colorear sus huevos, debe de haber buenas razones para ello.

Dos son los pigmentos que dan color a la postura de las aves: la protoporfirina IX y la biliverdina. El primero es el responsable de la tonalidad ladrillo –típica de los huevos morenos de gallina que todos conocemos- y el segundo da una coloración azul verdosa (la biliverdina es un derivado del grupo hemo, el mismo pigmento que da color verdoso a los cardenales o moretones). La ausencia de pigmento tendrá como consecuencia la presencia de huevos blancos. Las combinaciones de todos estos elementos dan lugar a la enorme panoplia de tonos y patrones que encontramos en la puesta de las distintas aves.

La mayor parte de aves que ponen en lugares escondidos (el hueco de un árbol o una galería de tierra) ponen huevos blancos. ¿Por qué invertir en costosos pigmentos cuando no hay necesidad de camuflar el huevo? También son de color blanco los huevos de los reptiles ya que se incuban bajo tierra o bajo montones de vegetación. Como toda regla, presenta sus excepciones, así el huevo del avestruz es incubado en un nido en superficie. La razón de la ausencia de pigmento en este caso obedece a que un huevo de color bajo el sol africano alcanzaría temperaturas que acabarían con el embrión. El color blanco refleja la luz y permite mantener la temperatura a un nivel menor.

Huevos de pájaro carpintero (Colaptes auratus) ocultos en el hueco de un árbol. Al no ser visibles desde el exterior el ave ahorra pigmento y son de color blanco
Huevos de pájaro carpintero (Colaptes auratus) ocultos en el hueco de un árbol. Al no ser visibles desde el exterior el ave ahorra pigmento y son de color blanco

Tenemos por otra parte huevos que presentan una variedad poco menos que infinita de moteados. En algunos casos este colorido obedece a la necesidad de camuflar la puesta de posibles predadores, como es el caso del chorlitejo o del frailecillo silbador.

Huevos de frailecillo silbador (Charadrius melodus) puestos sobre pedregales a la izquierda. Puesta de chorlitejo colirrojo (Charadrius vociferous) a la derecha. La coloración de la cáscara les sirve de camuflaje. Fuente: National Park Service US y Commons
Huevos de frailecillo silbador (Charadrius melodus) puestos sobre pedregales a la izquierda. Puesta de chorlitejo colirrojo (Charadrius vociferous) a la derecha. La coloración de la cáscara les sirve de camuflaje. Fuente: National Park Service US y Commons

Otra razón podemos hallarla en la necesidad de reconocer el propio huevo. Se presenta esta necesidad en zonas en las que anidan miles y miles de aves. Este es el caso del arao común (Uria aalge) también conocido como pingüino gallego dado su plumaje blanco y negro, aunque no tenga nada que ver con el ave antártica. Estudios llevados a cabo por Tim Birkhead demuestran que, tras poner el huevo, la hembra dedica unos minutos a observarlo antes de proceder a su incubación. El investigador concluye que ese tiempo sirve para memorizar el patrón del huevo de modo que el ave no lo confunda con otro en un acantilado poblado por miles de congéneres.

Curiosamente, algunos huevos presentan una tonalidad que los hace muy conspicuos, perfectamente distinguibles y vistosos. Esta coloración parece desafiar las propias leyes evolutivas ya que estos huevos al ser fácilmente visibles estarían más expuestos a los predadores. Hay diversas teorías que explican este hecho, la más aceptada postula que, al ser los huevos tan visibles, el macho de la pareja se ve forzado a tener una participación más activa en su cuidado, incubación, así como en la alimentación de la hembra. Es decir, el propio riesgo de este colorido se convierte en una ventaja competitiva al tener a los dos miembros de la pareja involucrados en su vigilancia y cría.

Huevos de mirlo americano (Turdus migratorius). Obsérvese la tonalidad azul turquesa muy vistosa
Huevos de mirlo americano (Turdus migratorius). Obsérvese la tonalidad azul turquesa muy vistosa

Otra explicación, que no excluye la anterior, hace referencia a la protección que esta cáscara coloreada provee frente a las radiaciones ultravioleta, es decir, el color actuaría como un escudo que protegería al embrión de esta radiación. Una hipótesis adicional apunta a que un color que destaca es señal de una hembra fuerte, con buena capacidad como reproductora, lo que la haría más atractiva como pareja.

Finalmente, hay que resaltar que algunas aves modifican el moteado de los huevos para esquivar a algunas aves parásitas. El cuco pone su huevo en el nido de otras aves, de tal suerte que, al eclosionar se deshace de los huevos de las verdaderas dueñas del nido y es alimentada por ellas hasta que echa a volar.

Para evitarlo, las aves susceptibles de ser parasitadas modifican el moteado de su puesta, pero el cuco también la va adaptando a esos cambios, de modo que se establece una auténtica carrera sin fin en el que ambos ganan o pierden, pero en la que ninguno ceja en su empeño.

Huevos de cuco (Cuculus canorus) junto a huevos de carricero común (Acrocephalus scirpaceus)
Huevos de cuco (Cuculus canorus) junto a huevos de carricero común (Acrocephalus scirpaceus)

Otro aspecto interesante de la cubierta calcárea del huevo es que, en una misma puesta, no todos los huevos tienen las mismas tonalidades. Normalmente el último huevo (y a veces el primero) presentan tonos más claros.

Huevos de la misma puesta de distintas especies de gorrión. Obsérvese cómo no todos tienen la misma coloración. El último (derecha) tiene la cáscara más clara. En ocasiones, el primero (izquierda) también presenta un tono más claro. Fuente: Polácek et al.
Huevos de la misma puesta de distintas especies de gorrión. Obsérvese cómo no todos tienen la misma coloración. El último (derecha) tiene la cáscara más clara. En ocasiones, el primero (izquierda) también presenta un tono más claro. Fuente: Polácek et al.

Mucho se ha especulado sobre las causas de esta variación cromática. Algunos expertos apuntan a que la distinta pigmentación sirve para distinguir el huevo propio del que en un momento dado pudiera poner un ave parásita. La teoría más aceptada hoy, no obstante, postula que sirve para que la hembra conozca qué huevo ha sido el último en ponerse. De este modo puede arreglar la disposición de los huevos en el nido de manera que el que ha sido puesto en último lugar esté en la zona central del nido que es donde mejor se conserva el calor, de modo que, aunque puesto más tarde, se desarrolle más deprisa que sus hermanos y la eclosión de todos los huevos se sincronice.

No terminan aquí las maravillas de la cubierta calcárea del huevo. Como apuntábamos al inicio del artículo, los huevos deben permitir el intercambio de gases del embrión. Para tal fin, la cáscara presenta poros microscópicos que permitirán el tránsito de oxígeno al interior y la salida de CO2 y vapor de agua al exterior. Un huevo de gallina presenta 10.000 poros y uno de emú llega a los 30.000. Estudios llevados a cabo por el Dr. Rahn de la universidad de Buffalo confirman que conforme aumenta la altura a la que un ave pone, disminuye la superficie porosa del huevo de modo que disminuye también la pérdida de agua. Con la altura, disminuye la presión atmosférica, si la salida de vapor no se modificara, el huevo se deshidrataría. El autor explica que las aves que anidan en altura ponen huevos de mayor tamaño, disminuyendo así la superficie en relación al volumen total y aumentando de este modo la cantidad total de agua presente en el interior del huevo.

Otra característica abracadabrante que presentan las cáscaras de algunas especies es la capacidad de auto-limpieza. Algunas aves ponen en lugares muy escarpados, en los que miles de ellas compiten por un espacio muy limitado, por ejemplo, en un acantilado. En estas circunstancias, es muy fácil que la puesta se manche de heces. Pues bien, la evolución ha dotado a los huevos de estas aves con la capacidad de limpiarse a sí mismos: el carbonato de calcio de la cáscara se ensambla en forma de pequeñas estructuras cónicas que aumentan la tensión superficial, de este modo, el agua no moja al huevo sino que forma pequeñas gotitas en la cáscara que rodarán hacia abajo limpiándolo. Además, estas estructuras aumentan el rozamiento y evitan que el huevo del arao común resbale y se precipite rocas abajo.

Otro aspecto que llama la atención sobre este punto que nos ocupa hoy es la sorprendente variabilidad en la forma de los huevos de distintas aves. Tenemos así el huevo casi perfectamente esférico del búho real o el avestruz, frente a aquellos ligeramente elípticos como el de gallina común o los prácticamente cónicos y asimétricos como el del arao común.

A la izquierda huevo asimétrico de arao común (Uria aalge) y a la derecha huevo esférico de avestruz (Struthio camelus)
A la izquierda huevo asimétrico de arao común (Uria aalge) y a la derecha huevo esférico de avestruz (Struthio camelus)

Muchas han sido las hipótesis que se han formulado sobre las causas de estas diferencias morfológicas: algunas apuntaban a la necesidad de girar sobre sí mismos en un círculo pequeño de algunos huevos de aves que ponen en farallones o paredes verticales casi sin espacio para que el huevo no cayera al vacío. Otras apuntan a que la forma más elíptica maximiza la superficie de contacto con el ave que incuba los huevos.

Un estudio publicado en la revista Science hace escasamente un año en el que se estudiaron más de 50.000 huevos de unas 1.400 especies indica que aquellas aves más adaptadas para un vuelo más poderoso sacrifican volumen abdominal con el fin de tener una mayor masa muscular que les permita un vuelo más largo, vigoroso. Esa menor capacidad abdominal fuerza al huevo a adaptarse a esa limitación lo que conllevará la puesta de huevos más elípticos y asimétricos –casi cónicos en algunos casos. Aunque esta norma tiene excepciones, sí parece que hay una correlación bastante alta entre estos factores que explicaría la forma de los huevos.

Cerraremos este artículo con otro dato muy interesante: se ha comprobado en algunas especies – por ejemplo, en un tipo de codorniz (Colinus virginianus) que los pollitos, antes de eclosionar, emiten unos sonidos que alertan a sus huevos hermanos de que están a punto de salir. Al oír este sonido, se aprestan todos a romper el cascarón de manera simultánea. Tanto es así, que los autores de este estudio reprodujeron el sonido de manera artificial, obteniendo la misma respuesta: el huevo que fue expuesto a este sonido eclosionó poco después.

Resulta sorprendente la cantidad de adaptaciones que pueden presentar los huevos para ser más eficaces y tener más chances de supervivencia. Pueden parecer una herramienta biológica simple, pero pueden ser tremendamente complejos.

Este artículo nos lo envía Juan Pascual (podéis seguirlo en twitter @JuanPascual4 o linkedn). Me licencié en veterinaria hace unos cuantos años en Zaragoza y he desarrollado mi vida profesional en el mundo de la sanidad animal, de ahí mi interés en divulgar lo que los animales aportan a nuestro mundo actual. Soy un apasionado de la ciencia. Creo que es fundamental transmitir el conocimiento científico de una manera sencilla para que los jóvenes se enganchen pronto y para que la sociedad conozca más y mejor lo mucho que la ciencia aporta a nuestro bienestar. Viajar es otra de mis pasiones junto con la literatura, que no deja de ser otro modo de viajar.

Puedes leer todos sus artículos en Naukas en este enlace.

Referencias científicas y más información:

Tim Birkhead, The most perfect thing. Bloomsbury Ed. 2016

K. Pani, T. H. Coleman, H. D. Georgis, A. W. Kulenkamp; Between Family Synchronization of Hatching Time in Bobwhite Quail, Poultry Science, Volume 48, Issue 2, 1 March 1969, Pages 665–667.

Poláček, Miroslav, Michaela Bartíková, and Herbert Hoi. “Intraclutch Eggshell Colour Variation in Birds: Are Females Able to Identify Their Eggs Individually?” Ed. Scott Edwards. PeerJ 5 (2017): e3707. PMC. Web. 7 Apr. 2018.

Samiullah, J. R. Roberts, K. Chousalkar; Eggshell color in brown-egg laying hens — a review, Poultry Science, Volume 94, Issue 10, 1 October 2015, Pages 2566–2575

Samiullah, J. R. Roberts; The location of protoporphyrin in the eggshell of brown-shelled eggs, Poultry Science, Volume 92, Issue 10, 1 October 2013, Pages 2783–2788

Otros links de interés:

https://www.livescience.com/37976-how-guillemot-eggs-clean-themselves.html

https://www.allaboutbirds.org/the-beauty-and-biology-of-egg-color/

http://www.bbc.com/earth/story/20150319-the-birds-with-super-powered-eggs

http://www.virtualmuseum.ca/edu/ViewLoitLo.do;jsessionid=09A2EA32B6E5CFD81DC54DFD1F1912FF?method=preview&lang=EN&id=9263

http://www.audubon.org/news/the-art-hatching-egg-explained

https://academic.oup.com/ps/article-abstract/48/2/665/1535101

https://www.sciencenews.org/article/eggshell-nanostructure-protects-chick-and-helps-it-hatch


6 Comentarios

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Espectacular la información que se da en este artículo que desconocía sobre este tema en concreto. Es bastante interesante el cambio de color de los huevos y muy increíble el inicio del post donde habla sobre como de compleja es la cáscara del huevo para que no se rompa cuando sea incubado pero a su vez, que sí se haga para que el embrión salga del cascarón.

EstanisEstanis

Gracias Joan por este trabajo en el fabuloso mundo de las aves.
Fascinante!!

LuisLuis

Da gusto aprender sobre el tema, se agradece la buena redacción sobre un tema mas que interesante. Saludos desde Argentina

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