La aerobiología (del griego ἀήρ, aēr , " aire "; βίος, bios , " vida "; y -λογία, -logia ) es una rama de la biología que estudia el transporte pasivo de partículas orgánicas, como bacterias , esporas de hongos , muy pequeñas. insectos , granos de polen y virus . [1] Los aerobiólogos tradicionalmente han estado involucrados en la medición y notificación de polen y esporas de hongos en el aire como un servicio para las personas con alergias . [1] Sin embargo, la aerobiología es un campo variado, relacionado con las ciencias ambientales , las ciencias vegetales , la meteorología , la fenología y el cambio climático . [2]
La primera mención de la "aerobiología" la hizo Fred Campbell Meier en los años 1930. [2] Las partículas, que pueden describirse como aeroplancton , generalmente varían en tamaño desde nanómetros a micrómetros, lo que hace que su detección sea difícil. [3]
La aerosolización es el proceso por el cual partículas pequeñas y ligeras quedan suspendidas en el aire en movimiento. Ahora los bioaerosoles , estos polen y esporas de hongos, pueden transportarse a través de un océano o incluso viajar alrededor del mundo. [4] Debido a la gran cantidad de microbios y a la facilidad de dispersión, Martinus Beijerinck dijo una vez: "Todo está en todas partes, el medio ambiente elige". [5] Esto significa que el aeroplancton está en todas partes y ha estado en todas partes, y depende únicamente de factores ambientales determinar cuál queda. El aeroplancton se encuentra en cantidades significativas incluso en la capa límite atmosférica (ABL) . [6] Los efectos de estas poblaciones atmosféricas sobre el clima y la química de las nubes aún están bajo revisión.
La NASA y otras agencias de investigación están estudiando cuánto tiempo pueden permanecer a flote estos bioaerosoles y cómo pueden sobrevivir en climas tan extremos. Las condiciones de la atmósfera superior son similares al clima de la superficie de Marte, y los microbios encontrados están ayudando a redefinir las condiciones que pueden sustentar la vida. [7]
El proceso de dispersión de partículas aerobiológicas consta de 3 pasos: eliminación de la fuente, dispersión a través del aire y deposición en reposo. [8] La geometría de la partícula y el entorno afectan las tres fases; sin embargo, una vez que se aerosoliza, su destino depende de las leyes de la física que rigen el movimiento del aire.
El polen y las esporas pueden desprenderse de su superficie o sacudirse para desprenderse. Generalmente la velocidad del viento requerida para la liberación es mayor que la velocidad promedio del viento. [8] Las salpicaduras de lluvia también pueden desalojar las esporas. Algunos hongos incluso pueden ser provocados por factores ambientales para expulsar activamente esporas. [8]
Una vez liberado del reposo, el aeroplancton queda a merced del viento y de la física. La velocidad de sedimentación de las esporas y el polen varía y es un factor importante en la dispersión; cuanto más tiempo flota la partícula, más tiempo puede quedar atrapada por una ráfaga de viento turbulenta. La velocidad y dirección del viento fluctúan con el tiempo y la altura, por lo que la trayectoria específica de las partículas que alguna vez fueron vecinas puede variar significativamente. [8] La concentración de partículas en el aire disminuye con la distancia desde la fuente, y la distancia de dispersión se modela con mayor precisión como una función de potencia . [3]
La deposición es una combinación de gravedad e inercia. La velocidad de caída de partículas pequeñas se puede calcular mediante la masa y la geometría, pero las formas complejas del polen y las esporas a menudo caen más lentamente que su velocidad estimada modelada con formas simples. [9] Las esporas también se pueden eliminar del aire por impacto; la inercia de las partículas hará que golpeen las superficies a lo largo de su camino, en lugar de fluir a su alrededor como el aire. [8]
Se han realizado muchos estudios para comprender los patrones de dispersión de polen y esporas en la vida real. Para recolectar muestras, los estudios suelen utilizar una trampa de esporas volumétrica, como un muestreador tipo Hirst. Las partículas se adhieren a una tira de muestra y luego pueden inspeccionarse con un microscopio. [2] Los científicos tienen que contar las partículas con aumento y luego analizar la muestra de ADN mediante la variante de secuencia de amplicón (ASV) u otro método común. [10]
Un desafío citado repetidamente en la literatura es que, debido a las diferentes metodologías de prueba o análisis, los resultados no siempre son comparables entre los estudios. [5] Por lo tanto, se debe realizar una recopilación exhaustiva de datos en cada estudio para obtener un modelo preciso. Lamentablemente no existe una base de datos de distribución de partículas aerobiológicas con la que comparar los resultados. [5]
La rinitis alérgica es un tipo de inflamación de la nariz que ocurre cuando el sistema inmunológico reacciona exageradamente a los alérgenos en el aire. [11] Por lo general, se desencadena en humanos por el polen y otros bioaerosoles. Entre el 10% y el 30% de la población de los países occidentales se ven afectados. [12] Los síntomas suelen empeorar durante los períodos de polinización, cuando hay mucho más polen aerosolizado en el aire. [13] En estos períodos pico, permanecer en el interior es una forma de limitar la exposición. Sin embargo, los estudios han demostrado que todavía hay niveles significativos de polen en interiores. En invierno, los niveles de polen en el interior superan los niveles del exterior. [13]
Los datos actualizados sobre los niveles de polen son fundamentales para los seres humanos que padecen alergias. Una limitación actual es que muchas trampas de esporas requieren que los científicos identifiquen y cuenten granos de polen individuales con magnificación. [10] Esto provoca que los datos se retrasen, a veces más de una semana. Actualmente se están desarrollando varias trampas de esporas totalmente automáticas y, una vez que sean completamente funcionales, mejorarán la vida de las personas con alergias. [10]
Los científicos han predicho que los resultados meteorológicos del cambio climático debilitarán las barreras de dispersión de polen y esporas, y conducirán a una menor singularidad biológica en diferentes regiones. [4] Las precipitaciones aumentan la riqueza (número de especies) de biodiversidad en las regiones porque las nubes se forman en la atmósfera superior donde hay una biodiversidad más variada. [4] Específicamente en el Ártico, el cambio climático ha aumentado dramáticamente las precipitaciones, y los científicos han visto nuevos microbios en el área debido a ello. [4]
Se ha demostrado que el aumento de las temperaturas estivales y de los niveles de CO 2 aumentan las cantidades totales de polen liberado por ciertos árboles, además de retrasar el inicio de la temporada de polen. [14] Sin embargo, se necesitan más estudios para ver los efectos a largo plazo del cambio climático.
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