Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 16 de julio 2021
Las betalaínas son pigmentos presentes solo en un grupo muy reducido de familias botánicas, son responsables de los colores de flores y frutos de plantas como las cactáceas. Tienen un papel fundamental en la polinización y dispersión de las semillas, representan una novedad evolutiva que ha incentivado un gran número de estudios sobre sus propiedades y aplicaciones.
Palabras clave: pigmentos, betabel, betalaínas, antocianinas
Uno de los componentes más importantes de las plantas son los pigmentos, se trata de moléculas que absorben luz y reflejan una parte de ella de color especifico (el que percibimos o vemos), dando lugar a una gran variedad de colores. Los pigmentos más conocidos son las clorofilas, son las responsables de que se lleve a cabo la fotosíntesis, del color verde de las hojas y en algunos grupos de plantas del color de los tallos. Otro grupo de pigmentos son aquellos responsables de los colores de flores y frutos, que juegan un papel importante en las plantas, ya que actúan como señales visibles para atraer a diversos animales e insectos y se pueda llevar a cabo la polinización y dispersión de las semillas, además protegen a las plantas del daño de la luz solar, fitopatógenos y metales pesados (Brockington et al. 2011). Los carotenoides y los flavonoides, incluyendo las antocianinas son los tipos de pigmentos predominantes en este grupo. Sin embargo, existe un grupo de plantas con flor, dentro del orden Caryophylalles, que se caracteriza por presentar un tipo de pigmentos llamados betalaínas, este grupo incluye a 17 familias botánicas entre las que se encuentran las Cactaceae (catus), Aizoaceae (plantas piedra y afines), Nyctaginaceae (la familia de las bugambilias), Portulacaceae (la familia de las verdolagas) entre otras.
Estos pigmentos tienen una gran relevancia evolutiva ya que, son exclusivas de los grupos de plantas en los que se presentan, (Figura 1), siendo mutuamente excluyentes con las antocianinas; así también, representan una convergencia evolutiva con algunos grupos de hongos, como Amanita muscaria y de especies de los géneros Hygrocybe y Hygrophorus (Sadowska-Bartosz y Bartosz, 2021) si bien, las funciones de las betalaínas en la coloración de flores y frutos son obvias, en los hongos no son del todo conocidas (Strack et al., 2003).
Las betalaínas fueron aisladas por primera vez en las raíces tuberosas del betabel (Beta vulgaris) y del cual deriva su nombre (Figura 2). Estos pigmentos se acumulan en las flores, frutos y en ocasiones en tallos y raíces, localizándose en las vacuolas de las células; se caracterizan por contener nitrógeno, un ácido conocido como betalámico, ser solubles al agua, por tener propiedades antioxidantes muy elevadas y por su función como barrera contra los rayos UV. Dependiendo de su estructura química se caracterizan en dos grandes grupos: las betacianinas que reflejan tonos rojo-púrpuras (Figura 3) y las betaxantinas que reflejan tonos amarillo-anaranjados (Figura 4), dentro de estos grupos se han caracterizado diversas variantes que, de acuerdo a las plantas en las que se han aislado reciben su nombre, por ejemplo, la bougainvilleina e isobougainvilleina en las bugambilias, la amarantina en el amaranto, la hylocerenina en Hylocereus sp. (pitahaya) entre otros (Sadowska-Bartosz y Bartosz, 2021). Además de la relevancia de las betalaínas en la polinización, dispersión y protección en las plantas que las presentan, en casos específicos como las cactáceas con espinas de colores llamativos como el anaranjado, rojo o amarillo (Figura 4), se ha reportado la importancia de estos pigmentos en relación a la coloración aposemática (Lev-Yadun, 2016), un mecanismo de defensa que consiste en mostrar por medio de colores brillantes y llamativos, señales de advertencia o peligrosidad a los herbívoros y que es poco estudiado en las plantas.
La presencia exclusiva de las betalaínas en un grupo tan reducido de familias botánicas no sólo ha llamado la atención de los científicos para inferir las relaciones de parentesco entre estas y su evolución en el contexto de las plantas con flor, sino que además ha estimulado, en las últimas décadas, diversas investigaciones de sus propiedades antioxidantes, sus posibles beneficios a la salud humana y su uso como pigmentos naturales. Por ejemplo, los estudios de Tesoriere y colaboradores (2004) en Opuntia ficus-indica, una especie de nopal conocida en México como nopal de castilla, enfocados a la actividad antioxidante de las tunas de esta especie, sugieren que el consumo de este fruto en la dieta de los humanos representa beneficios importantes, que puede reducir el riesgo de enfermedades degenerativas y las relacionadas con la edad a nivel del estrés oxidativo corporal. Si bien en este estudio mencionan que las actividades antioxidantes u otras actividades biológicas de las betalaínas in vivo merecen una investigación más profunda. Por otro lado, en una de las revisiones más actuales de investigaciones de las propiedades biológicas y aplicaciones de las betalaínas, se menciona que éstas se han estado enfocando en su capacidad antimicrobial (contra bacterias, hongos, virus y protozoarios), anticancerígenas, en la reducción de la concentración de la glucosa, en estudiar sus efectos contra la diabetes, en sus efectos de sus propiedades de protección del hígado, en sus efecto contra enfermedades neurodegenerativas, enfermedades cardiovasculares e inflamatorias, en sus efectos diuréticos, entre otros (Sadowska-Bartosz y Bartosz 2021).
Por otro lado, en la industria alimenticia las betalaínas han llamado la atención como colorantes naturales, de hecho, una de sus variantes, la betanina, aislada del betabel, es un colorante rojo-purpureo ampliamente utilizado como colorante alimenticio y aprobado por la Unión Europea y la FDA (Food and Drug Administration) en Estados Unidos de América (Sadowska-Bartosz y Bartosz, 2021), mientras que los colorantes de las pitayas/pitahayas y de diversos tipos de tunas en tonos amarillo-anaranjados, siguen siendo explorados en este aspecto. Otras aplicaciones de las betalaínas como colorantes naturales también incluyen a la industria textil para tintorear telas, fibras y materiales como el cuero.
En conclusión, podemos mencionar que las betalaínas no sólo representan una novedad evolutiva dentro de las plantas con flor, sino que los estudios, muchos de ellos en marcha, de sus propiedades biológicas y aplicaciones, remarcan su importancia y potencial más allá de sus funciones biológicas en las plantas. Al parecer presentan muchos efectos alentadores en problemas de salud humana, por lo que es de gran importancia motivar a los investigadores de estas áreas en profundizar en estos temas de gran relevancia.
Flores y espinas color amarillo en la biznaga dorada Kroenleinia grusonni (Cactaceae) dado por las betaxantinas.
Autor: Patricia Hernández Ledesma
Referencias
¿Protagonista o actor de reparto? ¿A cuál debemos conservar?
Carolina Álvarez Peredo y Armando Contreras Hernández
Red de Ambiente y Sustentabilidad
Artículo publicado en la Crónica y el [ ... ]
Leer más...Moscas para el bio-control de malezas
Ximena Contreras-Varela, José F. Dzul-Cauich, y Vicente Hernández-Ortiz*
Red de Interacciones Multitróficas
Artículo publicado en la Crónica y el Portal [ ... ]
Leer más...Puercoespines: los rastafaris de la naturaleza
Sugey de Jesús Dector Cobos, Alberto González Romero y Sergio Albino Miranda
Red de Biología y Conservación de Vertebrados
Artículo publicado [ ... ]
Leer más...El efecto peninsular: Baja California y sus gradientes de diversidad aviar
Marisol Martínez Vadillo, Claudio Mota Vargas y Octavio Rojas Soto
Red de Biología Evolutiva
Artículo publicado en la Crónica [ ... ]
Leer más...Constructores de madrigueras y sus rol como ingenieros ecosistémicos
Samuel Novais y Noemi Matías-Ferrer
Red de Interacciones Multitróficas
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]
Leer más...Los propósitos de la botánica sistemática.
Una perspectiva a través del estudio de las lauráceas mexicanas
Francisco G. Lorea-Hernández
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]
Leer más...Tráfico ilegal de fauna: el caso de las ranas venenosas
Juan Sebastian Forero Rodríguez, Claudio Mota Vargas y Octavio Rojas Soto
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]
Leer más...Conociendo más de los hongos silvestres
Paloma Susan, Leticia Montoya, Víctor M. Bandala, Antero Ramos*
Red de Biodiversidad y Sistemática
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]
Leer más...Escarabajos percusionistas: güiros, güícharos y carrascas
Edwin R. Ariza-Marín, Greta H. Rosas-Saito y Andrés Lira-Noriega
Red de Estudios Moleculares Avanzados
Artículo publicado en la Crónica [ ... ]
Leer más...20 de mayo. Día mundial de las abejas. ¡Únete a la celebración!
María Teresa Guerrero Flores, Luis R. Martínez García, Paola A. González-Vanegas, Carlos A. Cultid-Medina
Red de Diversidad Biológica [ ... ]
Leer más...El costo de ser guapo
Carla Gutiérrez Rodríguez y Oscar Ríos Cárdenas
Red de Biología Evolutiva
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 22 de mayo 2023
Las [ ... ]
Leer más...Explorando Veracruz a través de sus cultivos
Elio Guarionex Lagunes Díaz
Red Ambiente y Sustentabilidad
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 18 de mayo 2023
Panorámica [ ... ]
Leer más...¡Cuidado con estas dos especies de mosquitos!
Fredy S. Mendoza Palmero1, María Teresa Suarez Landa2, Guadalupe Díaz del Castillo Flores3 y Sergio Ibáñez-Bernal4
Artículo publicado en la Crónica [ ... ]
Leer más...El color de la noche
Sergio A. Cabrera-Cruz
USPAE
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 17 de mayo 2023
La contaminación lumínica cambia el color del cielo [ ... ]
Leer más...Escarabajos: áreas prioritarias de conservación en Guerrero
Cuauhtémoc Deloya y José F. Dzul-Cauich
Red de Interacciones Multitróficas
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]
Leer más...¿Por qué hay tantos peces en el río?
Ana Berenice García-Andrade y Fabricio Villalobos*
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 16 de mayo 2023
A nivel mundial, [ ... ]
Leer más...La Divulgación de la Ciencia en la era bailada
Guillermo López Escalera Argueta*
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 15 de mayo 2023
La sociedad, en la actualidad, [ ... ]
Leer más...La misteriosa floración del bambú
Ma. Teresa Mejia-Saulés
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 10 de mayo 2023
La floración del bambú se puede presentar en [ ... ]
Leer más...Las micromanipuladoras: perturbadoras enfermedades de insectos
Laura Navarro de la Fuente, Cindy Molina, Juan Sebastián Gómez y Trevor Williams
Los microorganismos que infectan insectos pueden causar [ ... ]
Leer más...Cri-Cri, el naturalista, zoólogo y ecólogo
Luis M García Feria* y Carolina Álvarez Peredo**
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 08 de mayo 2023
En celebración [ ... ]
Leer más...El supercómputo, herramienta esencial en el ámbito científico
Enrique Ibarra-Laclette y Emanuel Villafán*
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 04 de mayo 2023
Los [ ... ]
Leer más...El ruido, ese enemigo y contaminante invisible
Fernando González García*
La contaminación acústica por ruido antropogénico es un problema que puede ocasionar graves consecuencias para la salud [ ... ]
Leer más...La energía eólica: el verdadero “power” mexicano
Daniel Aguirre Fay, Oscar Muñoz Jiménez, Rafael Villegas Patraca*
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el [ ... ]
Leer más...Navegando por los manglares desde el sillón
Jorge López Portillo*
Con desarrollo del internet, ahora tenemos una auténtica biblioteca de Alejandría, pero también la mejor mapoteca del mundo y [ ... ]
Leer más...¿Fauna nociva o coexistencia fallida?
Andrés M. López-Pérez y Daniel Mendizábal Castillo*
Como resultado de distintos conflictos humano-animal a través de la historia hemos etiquetado a muchas [ ... ]
Leer más...Las chinches sapo
Daniel Reynoso-Velasco y Rodolfo Novelo-Gutiérrez*
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 27 de abril 2023
Los gelastocóridos o chinches [ ... ]
Leer más...La contaminación digital y el cambio climático
Jorge Córdova Nieto y Fabiola López Barrera*
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 25 de abril 2023
La contaminación [ ... ]
Leer más...Conectividad: ruta y refugio de escarabajos
Alfonso Díaz Rojas*
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 24 de abril 2023
En las últimas décadas, la fragmentación [ ... ]
Leer más...Platicando con… ¿una polilla?
Ruth Valeria Ochoa Cázares y Dalila del Carmen Callejas Domínguez*
Las mariposas nocturnas, comúnmente conocidas como polillas, son fáciles de observar alrededor [ ... ]
Leer más...Alianza para el manejo sustentable del humedal continental Laguna de Bustillos, Cuauhtémoc-Chih.-Méx.
Proyecto FGRA A.466
Victor Manuel Reyes Gómez
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]
Leer más...Las pasionarias mexicanas
Itzi Fragoso-Martínez1, Carlos Aldair Zárate Pérez2 y María Teresa Jiménez Segura1
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 19 de abril [ ... ]
Leer más...Dr. Halffter un año después
Mario Enrique Favila Castillo
Gonzalo Halffter fundó el Instituto de Ecología, A.C, el primero en México y creó las Reservas de la Biosfera en México. Le brindamos un [ ... ]
Leer más...Temidas pero incomprendidas: las avispas como polinizadores
Paola A. González-Vanegas* y Carlos A. Cultid-Medina**
Aunque son unos de los insectos temidos por las personas, las avispas además de [ ... ]
Leer más...La primavera llegó, ¡llegó!
Rosario Redonda-Martínez1, Itzi Fragoso-Martínez2 y Teresa Jiménez Segura2
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 05 de abril [ ... ]
Leer más...La zacua u Oropéndola de Moctezuma
Claudio Mota Vargas, Alejandra Galindo Cruz y Gerson D. Alducin Chávez
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 13 de abril [ ... ]
Leer más...Mitigar amenazas al correo electrónico
Arturo Sánchez y Luis Rey
El correo electrónico es una de las herramientas de comunicación más utilizadas en la actualidad, tanto a nivel personal como Institucional. [ ... ]
Leer más...Observaciones que se convierten en monitoreo, que se convierten en calendarios de manejo
Luciana Porter Bolland, Claudia Gallardo y Emma Villaseñor
Los calendarios o almanaques temáticos, como el [ ... ]
Leer más...La zarzaparrilla una bebida refrescante y medicinal
Arith Pérez-Orozco y Victoria Sosa
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 11 de abril 2023
La zarzaparrilla [ ... ]
Leer más...Amphioxus: el eslabón entre invertebrado y vertebrado
Alberto Rísquez
Para abordar este tema, antes que nada, es importante darnos una idea de lo que es la notocorda. Pues es nada más y nada menos [ ... ]
Leer más...¿Similitudes cangrejos, lombrices, escarabajos en CICOLMA?
Ricardo de Jesús Madrigal Chavero, Fernando Escobar Hernández y José Antonio Ángeles Varela
Artículo publicado en la Crónica y el [ ... ]
Leer más...