viernes, 19 de abril de 2013

La invasión de los carotenoides




El pimiento es uno de los frutos más usados por la humanidad y desde hace más tiempo, ya sea consumido directamente, así como especia y aditivo a los alimentos.

En el proceso de coloración de los pimientos se producen interesantes fenómenos en los que diversas sustancias, xantófilas, carotenos, clorofila, pelean y colisionan para ocupar el espacio del fruto.

Cuando un pimiento rojo cambia de color en la planta, asistimos a un cambio químico muy complicado en el que la clorofila que da el tono verde al fruto se ve sustituida por un conjunto de caroteonoides, responsables del cambio de tonalidad. Los más importantes, de 50 aproximadamente, son la capsantina (un 60%) y luego la capsorubina y la capsaicina (ésta última es responsable del picor de los chiles, por ejemplo). Su combinación con otros da el tono de la paprika, que es más anaranjado.

El proceso de maduración del fruto viene condicionado por unos genes que disparan la generación de carotenoides en un momento determinado. Durante ese proceso disminuye en el fruto la cantidad de luteína (una xantófila -las xantófilas son derivados oxigenados de los carotenos-), el colorante mayoritario en los cloroplastos, incrementándose el nivel de los carotenos mediante nueva síntesis, entre ellos la zeaxantina, precursor de la capsantina (a través de la anferaxantina) por lo  que disminuye en el fruto la cantidad de luteína. El proceso es estudiado en el paper A comparison of the carotenoid accumulation in Capsicum varieties that show different ripening colours: deletion of the capsanthin-capsorubin synthase gene is not a prerequisite for the formation of a yellow pepper (Journal of Experimental Botany, Vol. 58, No. 12, pp. 3135–3144, 2007). Según el estudio, en los pimientos no rojos, el nivel de carotenos se mantiene estable durante la maduración, por lo que se achaca sobre todo al nivel de capsantina el incremento total.

Repasando a Turing encontré uno de sus últimos artículos, que sería tremendamente influyente en el futuro, The Chemical Basis of Morphogenesis, en el que el matemático sistematiza patrones de reacción-difusión que permiten modelar matemáticamente fenómenos naturales que van desde los patrones biológicos en forma de espirales o las pigmentaciones, hasta las invasiones de poblaciones en lucha.

En el caso de los pimientos rojos podríamos trazar una analogía entre la invasión de una población por parte de otra (John G. Skellam desarrolló en forma de modelos de reacción-difusión la invasión de poblaciones) y la irrupción de los carotenoides en el pimiento, que van desterrando del fruto la clorofila (u otros pigmentos) en el tiempo (una predicción en el modelo de Skellam de invasiones). 

Ignoro el proceso bioquímico, pero este "desalojo" controlado por enzimas, puede ser parcial, como sabemos de esos pimientos en los que conviven dos colores, o como cuando una población no desaloja a otra, sino que acaba conviviendo con ella.

Lo de la foto, es un pimiento, sí. Rojito él.

A peculiar galaxy near M104

Publicado en Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica, Vol. 59, número 2. P.327. Este es el link.