La aerobiología como ciencia y sus aplicaciones

Marta Recio Criado y Francisco Javier Toro Gil

Actualmente la aerobiología es una ciencia multidisciplinaria que se ocupa del estudio de las partículas biológicas presentes en el aire (p. e. esporas de hongos y granos de polen), así como de las partículas o gases abióticos que afectan a los organismos vivos (plomo, ozono, óxidos de N y S, etc.) [Nilsson, Ind. J. Aerobiol. Sp. Vol.: 23 (1992)]. Estas partículas sufren una serie de fenómenos durante el proceso aerobiológico: liberación, transporte, deposición y resuspensión (ver figura) [Spieksma, Allergol. et Immunopathol. 23: 20 (1995)], que dependiendo de la fuente de producción y del efecto que pueda causar, suelen ser estudiados por ciertas ramas de la ciencia, como la botánica, la zoología, la microbiología, la meteorología, la física, la medicina, la bioquímica, la agronomía, etc.
Dependiendo de la rama científica que se trate, los problemas de la aerobiología varían mucho. Cuando el efecto es la alergia (en el caso del polen: polinosis) el aerobiólogo trabaja con el médico alergólogo, que desea saber cuáles son los tipos y concentraciones de alérgenos en el aire que respiramos [Trigo et al., Aerobiologia 12: 85 (1996); Toro et al., Acta Bot. Malacitana 21: 57 (1996)]. Para ello no es suficiente que los aerobiólogos identifiquen y cuenten al microscopio los granos de polen y las esporas fúngicas alergógenas, sino que también necesitan examinar la antigenicidad de estas biopartículas aerovagantes [Rantio-Lëhtimaki, Aerobiologia 10: 175 (1994)]. Recientemente se ha demostrado que los antígenos polínicos y fúngicos pueden encontrarse en el aire en fracciones submicrónicas, importantes para los sujetos alérgicos ya que pueden penetrar profundamente en el tracto respiratorio (alveolos) y provocar reacciones asmáticas inmediatas [Spieksma et al., Clin. Exp. Allergy 20: 273 (1990)]. Las muestras de antígenos sólo pueden analizarse (inmuno)-químicamente, y además los métodos deben ser muy sensibles porque las cantidades en la atmósfera son a menudo muy bajas (<10 ng m-3).
El aerobiólogo colabora con el agrónomo al informales sobre la cantidad, tipos y viabilidad de las esporas de hongos que pueden infectar a los cultivos (p. e. viñedos). No obstante, el polen también tiene su aplicación en estudios sobre productividad agrícola, ya que cuando en el aire hay más polen de plantas cultivadas (p. e. olivo) habrá mas probabilidad de polinización con éxito, y por tanto más frutos [Faegri and Iversen, Texbook of pollen analysis (1989)]. En granos de polen también se estudia su viabilidad.
 

 Una de las investigaciones más extendidas por el aerobiólogo ha sido la búsqueda de modelos estadísticos que permitan predecir con cierta fiabilidad las concentraciones de polen y esporas que se van a encontrar próximamente en el aire. Muchos de estos modelos se basan en la relación existente entre la concentración de estas partículas en la atmósfera y diversos parámetros meteorológicos como temperatura, precipitaciones, humedad, velocidad y dirección de viento, etc. [Recio et al., Grana 35: 308 (1996), y Grana 36: 44 (1997)]. Estos parámetros actúan en cada fase del proceso aerobiológico descrito en la figura. Por ejemplo, para muchos pólenes, la liberación se produce cuando una alta temperatura y baja humedad relativa produce la dehiscencia higroscópica de las anteras [Bianchini and Pacini, Int. J. Plant. Sci. 157: 739 (1996)]; el transporte y la dispersión, cuando hay suficiente viento y ausencia de precipitaciones que puedan arrastrar los pólenes hacia abajo por efecto de la gravedad, etc. Factores como la temperatura y las precipitaciones también actúan antes y después del proceso aerobiológico, afectando a la productividad de células madres del polen, de yemas florales, etc.
Los muestreadores aerobiológicos a veces recogen partículas alóctonas, que han sido transportadas a grandes distancias (>100 km). Es el caso del polvo del Sahara transportado hasta el norte de Escandinavia (subártico), cuyo origen se ha podido determinar fácilmente por medio de trayectorias de masas de aire que analizan los meteorólogos [Franzen et al., Atmos. Environ. 22: 3587 (1994)]. Nuestro equipo de Málaga ha demostrado actualmente un caso parecido para el polen de marihuana, que ha viajado desde el norte de Marruecos hasta nuestras costas cuando se producían determinados movimientos de masa de aire en la zona de Alborán [Cabezudo et al., Atmos. Environ. 31: 3323 (1997)].
En paleobotánica la aerobiología también tiene una aplicación importante cuando se compara la deposición actual del polen del aire con los pólenes fósiles que se depositaron en los sedimentos. Debido a la elevada resistencia que presenta su cubierta (exina) y a la diversidad morfológica, el polen es uno de los principales elementos que analizan los paleontólogos a la hora de reconstruir la historia y la vegetación de un territorio. Esta interpretación se hace más objetiva cuando además se conoce la relación existente entre las biopartículas aerovagantes que se depositan en el suelo y las condiciones medioambientales antes de su deposición [Hicks, Aerobiologia 8: 220 (1992)].
Con respecto a los contaminantes atmosféricos, cada vez se presta mayor atención a los efectos que producen sobre los materiales (edificios, monumentos histórico-artísticos, etc.) y los seres vivos. Esta acción puede manifestarse tanto por sedimentación de partículas sobre la superficie de los mismos como por el ataque químico que producen al reaccionar el contaminante con el material. En este sentido son importantes los ataques producidos por algas y líquenes epilíticos y endolíticos, que ejercen una acción de disgregación tanto química como mecánica, causando una lenta destrucción de los materiales [Sainz, Aerobiologia 11: 161 (1995)].
Las investigaciones más curiosas son los estudios forenses para averiguar la procedencia de alijos de drogas, asesinatos, etc. al encontrase determinados tipos de pólenes (en cada zona y época hay una vegetación determinada, por lo que también habrá unos determinados pólenes en su medio) en las muestras de droga, ropa de la víctima, etc. [Domínguez, en: Agashe (ed.) Recent trends in aerobiology, allergy and immunology (1994)]. En las momias egipcias se han encontrado, en los vendajes y superficies de la piel, granos de polen procedentes de plantas que posiblemente se usaran como ofrendas florales o en aceites para embalsamamiento.

 
Marta Recio Criado es Becaria Postdoctoral en el Departamento de Biología Vegetal de la Universidad de Málaga y Francisco Javier Toro Gil es Becario Predoctoral en el mismo Departamento.