“revisión bibliográfica del impacto del cambio climático en la
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“Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por
Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire”
Instituto Nacional de Ecología INE
Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa UAM-I
Agosto, 2009
Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 2
Participantes Coordinación y supervisión general del estudio por parte del INE
M. I. Israel Laguna, Subdirector de Métodos y Estudios para la Mitigación del Cambio Climático en el Sector Energía, CPCC Ing. Aquileo Guzmán Perdomo, Jefe del Departamento de Métodos y Estudios de Mitigación Dra. Beatriz Cárdenas, Directora de Investigación Experimental en Contaminación Atmosférica, DGCENICA Biol. Salvador Blanco J., Subdirector de Investigación en Caracterización de Contaminantes Atmosféricos M. I. Arturo Alberto Campos Ramos, Jefe de Departamento de Determinación Gravimétrica y Morfológica de Partículas.
Coordinación y supervisión general del estudio por la UAM-I
M. en C. Angélica Martínez Bernal, Profesor-Investigador, Departamento de Biología, Área de Botánica. Dr. José David Sepúlveda Sánchez, Investigador del Laboratorio de Microscopía Electrónica de Barrido.
Biól. Juana Claudia Barrita Núñez, Técnico contratado por la UAM-I Est. Eduardo Laurent Martínez Olivares, Alumno de la UAM-I.
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1 RESUMEN EJECUTIVO ................................................................................................................ 4
2 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 6
3 JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................................... 12
4 METODOLOGÍA ........................................................................................................................... 13
5 RESULTADOS PARCIALES: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ................................................ 13
5.1 CAMBIO CLIMÁTICO Y BIODIVERSIDAD ................................................................................... 145.2 BIOPARTÍCULAS, EMISIONES POR FUENTES NATURALES Y CAMBIO CLIMÁTICO ...................... 225.3 BIOPARTÍCULAS, CALIDAD DEL AIRE Y SALUD ........................................................................ 26
5.3.1 TABLA 1 Familias y géneros que producen pólenes alergénicos ...................................... 32 6 ACTIVIDADES A REALIZAR DURANTE LA SEGUNDA ETAPA DEL PROYECTO ...... 35
7 CONCLUSIONES PRELIMINARES ........................................................................................... 36
8 BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA Y CITADA ........................................................................... 38
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1 RESUMEN EJECUTIVO Estudio: “Revisión bibliográfica del impacto del cambio climático en la emisión de pólenes y esporas por fuentes naturales y sus implicaciones en la calidad del aire” Número: INE/A1-050/2009 Participantes por DGCENICA: M. I. Israel Laguna, Ing. Aquiles Guzmán Perdomo, Dra. Beatriz Cárdenas, Biól. Salvador Blanco Jiménez. y M. I. Arturo Alberto Campos Ramos. Participantes por UAM-I: M. en C. Angélica Martínez Bernal, Dr. José David Sepúlveda Sánchez, Biól. Juana Claudia Barrita Núñez, Est. Eduardo Laurent Martínez Olivares.
El objetivo de este trabajo fue realizar una revisión bibliográfica sobre el cambio
climático y su impacto en la emisión de partículas biológicas (pólenes y esporas) por
fuentes naturales y sus posibles efectos en la calidad del aire y en la salud. Una
primera fase consistió en realizar una búsqueda lo más completa posible, sobre la
información generada hasta el momento de los temas y una segunda fase fue revisar y
analizar la información para elaborar y presentar este documento.
Es bien sabido y enriqueciendo el tema con la revisión bibliográfica realizada, que en
los últimos años el tema del cambio climático y sus efectos en el ambiente, han sido
de gran interés a nivel mundial, por lo tanto, el papel que esta jugando el cambio
climático se ve reflejado en diferentes niveles tanto regional como global y en
diferentes procesos, en la dinámica de nuestro planeta; afectando la biodiversidad en
cuanto a la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas (cambios en la
fenología, fisiología, distribución e inclusive pérdida de especies); favoreciendo la
expansión de especies invasoras y plagas; su impacto en la contaminación
atmosférica incluyendo las emisiones de partículas suspendidas antropogénicas y
biológicas y por ende su repercusión de éstas en la calidad del aire y sus
consecuencias en la salud humana tanto en las comunidades rurales como urbanas.
Sin embargo, es importante mencionar que el cambio climático es atribuido directa o
indirectamente a la actividad humana alterando la composición atmosférica, en donde
también están involucradas todas las variables climáticas, procesos que se conjugan y
manifiestan su efecto en el planeta.
Por otro lado, esta revisión bibliográfica también nos da la pauta para insistir aún más
en la importancia y en el conocimiento de la presencia de pólenes y esporas en la
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atmósfera, no sólo es importante, conocer su morfología, a que grupo taxonómico
pertenecen, en que tipo de vegetación viven las plantas que producen estas partículas;
sino también es necesario contar con la siguiente información, producción, tiempo de
permanencia en la atmósfera, cuando son liberadas (fenología), permanecen en el
mismo lugar o son transportadas a otras regiones, etc., información vital para evaluar
su contribución en la atmósfera y por ende en la calida del aire y por lo tanto en el
impacto que tienen en la salud humana y en los ecosistemas; información que ya se
esta generando y utilizando en diferentes países a nivel mundial.
Por lo anterior, es importante continuar trabajando en esta línea de investigación y
seguir colaborando en proyectos en conjunto (INE-DGCENICA-UAM-I). La experiencia
que tiene DGCENICA en la realización de proyectos sobre partículas atmosféricas y
estudios sobre diagnósticos ambientales y la colaboración en proyectos con la UAM-I
para la caracterización e identificación taxonómica de pólenes y esporas y su relación
con problemas de salud, en el marco de estos proyectos, se desarrolla este proyecto,
evaluando el impacto del cambio climático, en las causas y efectos en la emisión de
pólenes y esporas por fuentes naturales y su efecto en la calidad del aire y en
problemas particularmente de alergias.
La información generada de estos proyectos será importante en la toma de decisiones
en los diferentes sectores: científico, ambiental, salud, etc. del país.
Por último quisiéramos señalar que seria importante a nivel nacional implementar
monitoreos para el muestreo de pólenes y esporas y poder contar con un índice de
recuento polínico, herramientas necesarias, que en conjunto con toda la información
generada de estos proyectos y de las futuras colaboraciones, nos ayuden a
implementar medidas de prevención y control sobre la emisión de los pólenes y
esporas.
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2 INTRODUCCIÓN
Desde hace 10,000 años el planeta ha experimentado una relativa
estabilidad climática; sin embargo, en la actualidad y desde una perspectiva
más cercana a la experiencia humana, es decir dentro de un periodo factible de
evaluar por el ser humano, se ha observado un incremento de la temperatura
media anual global (hoy día la tierra esta más caliente 0.75º C que en 1850,
IPCC -Intergovernmental Panel on Climate Change-,2001a). El asunto más
relevante es que se ha incluido al hombre como la principal causa de este
cambio climático. Se ha llegado a un amplio consenso científico, mediante
modelos matemáticos con un 90% de confiabilidad, de que las actividades
humanas alteran de manera directa o indirecta la composición de la atmósfera,
que agregada a la variabilidad climática natural, han provocado que el clima
global se vea alterado significativamente en este siglo, como resultado del
aumento de la concentración de Gases de Efecto Invernadero (GEI), tales
como el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), los óxidos de nitrógeno
(N2O) y los clorofluorocarbonos (CFCs) (IPCC, 2001b; Monterroso et al., 2007).
Estos cambios en la concentración de los GEI son los que están
relacionados con cambios regionales y globales en la temperatura,
precipitación y otras variables climáticas, lo cual conlleva a cambios globales
en la humedad del suelo, derretimiento de glaciares, incrementos en el nivel del
mar y la ocurrencia más frecuente y severa de eventos extremos como
huracanes, frentes fríos, inundaciones y sequías (Houghton et al., 1996). Por lo
cual, enfrentar los problemas causados por el cambio climático será uno de los
grandes desafíos del siglo XXI.
La evidencia científica disponible actualmente confirma la asociación
entre la realización de un conjunto de actividades humanas tales como el
consumo de energía fósil o el cambio de uso de suelo y las crecientes
emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Asimismo, existe evidencia
contundente que muestra la estrecha asociación entre el aumento continuo de
emisiones de GEI y los impactos climáticos; en particular un aumento paulatino
de la temperatura, modificaciones en los patrones de precipitación, cambios en
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la intensidad o en la frecuencia de eventos climáticos extremos, reducción de la
criósfera y un alza a nivel de mar (Galindo, 2008).
Diferentes autores (Schneider, 1989; Lashof y Ahuja, 1994; Ordoñez
1999) afirman que el dióxido de carbono es uno de los GEI más importantes y
que su emisión a la atmósfera por el cambio en el uso del suelo ocupa el
segundo lugar a nivel mundial con una fuerte contribución de las zonas
tropicales. Específicamente para México este fenómeno es de singular
importancia pues, se encuentra entre las regiones más vulnerables a los
impactos asociados al cambio climático debido a sus condiciones bioclimáticas
y socio económicas (Villers y Trejo, 1997; Gay, 2000).
Por lo que el incremento de las emisiones contaminantes al aire debido
al transporte, producción de energía y actividad industrial concentrada en áreas
densamente pobladas, a dado lugar a programas de gestión de la calidad del
aire, los cuales requieren de evaluar los contaminantes a través de un
monitoreo atmosférico, el cual consiste en medir, analizar y procesar
continuamente las concentraciones de contaminantes en un lugar y tiempo
determinados (Campos et al., 2008).
Las partículas son capaces de ejercer una marcada influencia sobre
nuestro entorno y modo de vida desde una escala global, por su influencia en el
cambio climático, hasta una más local asociada a la degradación de la
visibilidad que puede producir. Por otro lado las partículas pueden ejercer
efectos perniciosos sobre los ecosistemas, las estructuras existentes como
edificios o monumentos y lo que es más importante sobre la salud humana
(Salvador-Martínez, 2004).
Por lo anterior, las partículas suspendidas en sentido amplio son de
origen orgánico e inorgánico; los primeros también llamados biopartículas,
incluyen microorganismos y fragmentos de distintas variedades de materia
viva; el rango de tamaño va desde 15 a 400 nm para virus, de 0.3 a 10 µm,
para bacterias y de 1 a 100 mm para esporas, tanto de hongos como de
algunas plantas, granos de polen; en algunos casos también se ha encontrado
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pequeños fragmentos de alas, escamas de insectos o células de tejidos
epiteliales (Wittmaack et al., 2005); los segundos son una mezcla de
compuestos microscópicos en forma de líquidos y sólidos que pueden provenir
de emisiones de vehículos automotores, plantas de generación eléctrica,
procesos fotoquímicos o mecánicos. Sus efectos se han evaluado desde los
inicios de la contaminación ocurridos a principios del siglo pasado en diversas
ciudades del mundo; recientemente se han analizado utilizando la toxicología y
la epidemiología ambiental, con el objeto de encontrar los mecanismos
biológicos y fisiológicos por el daño que ocasionan en la salud, además de las
propiedades responsables de los mismos (Rojas y Garibay, 2003).
El reconocimiento de la morfología de las biopartículas especialmente
pólenes y esporas fúngicas es de gran importancia, ya que representa un gran
campo de estudio para la determinación del agente causal, por ejemplo, es
posible determinar la identidad de la planta a nivel de familia. Las
características morfológicas de las partículas biológicas (Ej. forma, tamaño y
ornamentación) permiten conocer el daño que éstas pueden provocar a nivel
de vías respiratorias en los individuos.
Cabe mencionar que los granos de polen son las estructuras
reproductoras masculinas de las plantas con semillas (Gimnospermas y
Angiospermas), que se liberan en grandes cantidades al ambiente; estos
pólenes son transportados (polinización) por diferentes vectores, como son:
insectos, plumaje, pezuñas, tracto digestivo de animales, agua, viento e
inclusive por el propio hombre para depositarse en una estructura reproductora
femenina y complementar su ciclo.
Benito-Rica, (2003) menciona que sólo el 10% de las especies vegetales
emplean el transporte del polen por el aire (anemófilia). El polen anemófilo en
su mayoría cae alrededor de los 100 m de su origen, pero en su misión de
diseminar el material genético puede viajar kilómetros. Sin embargo, se pueden
mantener temporalmente en la atmósfera para posteriormente cumplir su
función reproductiva; la proporción de dichas partículas en el aire, así como su
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naturaleza varia a lo largo del año en función de la época de polinización de las
plantas del entorno.
Por otro lado, las esporas son células reproductivas unicelulares o
pluricelulares, asexuales o sexuales, pueden ser de origen vegetal (algas,
musgos y helechos) o de origen fúngico (hongos); por lo general estas
estructuras son diseminadas por el viento y presentan ciertas características
que les permiten resistir factores adversos como: la variación de la
temperatura, presión osmótica y desecación (Herrera, 1990; Saenz, 1978).
Cabe mencionar que de la gran variedad de microorganismos que se presentan
en la atmósfera, las esporas de hongos tienden a ser el grupo más numeroso,
comprobando en algunas de estas partículas su capacidad alergénica, en
combinación también con los granos de polen y otros elementos de origen
antropogénico (Saenz y Gutiérrez, 2006).
La historia del conocimiento clínico de la alergia del polen comienza con
la descripción más temprana de un padecimiento con semejanzas con la fiebre
del heno, que fue redactado en Persia en torno al 865 D. C. por Mohammed Al
Razi. Leonardo Botallus describió los síntomas de la rinitis estacional. Jan
Baptista Von Helmonthizo la descripción de varios familiares que padecían
asma de verano como respuesta bronquial a una sustancia aire. Charles
Harrison Blackley que en Investigaciones Experimentales sobre Las Causas y
Naturaleza del Catarrus Aestivus (1873) definió la acción del polen en la rinitis y
asma bronquial y seria el pionero en la práctica de pruebas cutáneas de
diagnostico con polen y en la recolección de polen atmosférico para valorar la
repercusión clínica (Peterson y Saxon, 1996).
La patogenia de las enfermedades por alergia fue descubierta
sucesivamente a lo largo del siglo XX. Los estudios de Richet y Portier
definieron la anafilaxia en 1902. En 1906, el término de alergia fue acuñado por
Von Pirquet, que la definió como una respuesta anormal del organismo frente a
una sustancia (alérgeno), siempre y cuando exista una exposición previa.
También fue en 1906 que Wolf-Eisner clasifico a la polinosis dentro de las
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reacciones del tipo de la anafilaxia, con lo que se identifica su mecanismo
patogénico (Benito-Rica, 2003).
Existen diversos estudios para conocer la relación entre la exposición de
un agente y el efecto sobre el organismo. Rojas y Garibay (2003) mencionan
los estudios toxicológicos que involucran la evaluación de la relación dosis-
respuesta de un organismo determinado en condiciones controladas y los
estudios epidemiológicos que se enfocan a grupos de personas, sus
padecimientos y/o las causas de su muerte, y se evalúan las relaciones entre
estos y los eventos y circunstancias que pudieron desencadenarlos.
A partir de este marco de referencia en el año 2000, el Instituto Nacional
de Ecología (INE), por medio de la Dirección General del Centro Nacional de
Investigación y Capacitación Ambiental (DGCENICA) puso en operación un
sistema de microscopía electrónica de barrido con una microsonda acoplada
para el análisis químico elemental mediante espectrometría de rayos X, con el
fin de complementar los estudios sobre la calidad del aire. A la fecha se han
realizado diferentes estudios los cuales a partir de muestras ambientales
colectadas en distintas zonas de nuestro país y en particular en la Zona
Metropolitana de la Ciudad de México (ZMCM), se ha logrado una clasificación
de estas biopartículas con base en sus características morfoquímicas (Rojas y
Garibay, 2003).
Uno de los grupos de partículas suspendidas identificados con base en
la fuente de emisión, encontrados dentro de los proyectos elaborados, lo
constituye el grupo de las partículas biológicas, (pólenes, esporas y otros
elementos de origen orgánico); de los cuales se tiene poca información
reportada, que proporcione elementos para su caracterización; ya que estas
partículas son difíciles de determinar, debido a la gran diversidad de tipos,
formas y similitud que presentan.
Por lo anterior durante los años 2006 y 2007, se realizaron dos
proyectos de investigación, en colaboración entre la UAM-I y el INE, de los
cuales el objetivo principal fue la identificación de las partículas biológicas
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(pólenes y esporas) presentes en la atmósfera, por medio del muestreo
realizado por DGCENICA a través de imágenes de microscopía electrónica de
barrido (MEB). En estos estudios se describió la morfología de las
biopartículas; se identificaron taxonómicamente utilizando claves palinológicas
y métodos de comparación y se elaboraron dos tipos de fichas, palinológicas y
taxonómicas. Además, se realizó la búsqueda de información en problemas de
vías respiratorias, particularmente sobre alergias (INE-UAMI, 2006; 2007).
Cabe mencionar que la DGCENICA, cuenta con una importante
experiencia en la realización de estudios y proyectos de investigación científica
sobre partículas atmosféricas (Gómez-Perales et al., 2004, 2007; Márquez et
al., 2005; Salcedo et al., 2005; Querol et al., 2008). Así mismo, ha realizado
diversos estudios sobre diagnósticos ambientales enfocados a partículas
suspendidas y compuestos orgánicos volátiles en diferentes ciudades
mexicanas.
Durante 2008, el INE a través de la DGCENICA llevó a cabo dos
estudios, el primero denominado “Diagnóstico de contaminantes atmosféricos
en el aire ambiente en la zona de Tula-Vito Apaxco” (INE, 2008), en el cual se
analizó la composición química de las partículas atmosférica, mientras que en
el segundo estudio titulado “Análisis morfológico y químico elemental de las
partículas suspendidas de las regiones de Tula y Salamanca” se enfocó a
identificar la morfología y composición química de partículas provenientes de
fuentes fijas (INE-UAMI, 2008).
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3 JUSTIFICACIÓN
El INE ha venido desarrollando una base de datos de imágenes de
biopartículas suspendidas obtenidas en diferentes zonas de nuestro país con
diferentes tipos de ecosistemas a través de la colaboración con la UAM-I.
Mediante las imágenes de microscopía electrónica de biopartículas producto de
estos estudios, se estas generando información de gran interés y utilidad para
los diferentes sectores de la sociedad, relacionados con la calidad del aire, en
particular con efectos en la salud humana.
En el entendimiento de la contaminación del aire por partículas
suspendidas es muy importante contar con información y conocimiento sobre la
composición química, caracterización, identificación taxonómica y origen de las
partículas suspendidas por fuentes naturales.
Por otro lado, en los últimos años el tema de cambio climático ha venido
a despertar el interés por conocer sus efectos al ambiente, por ello, el INE en
colaboración con la UAM-I busca generar información sobres los diversos tipos
de esporas y pólenes presentes en la atmósfera y a su vez relacionarlos con
las fuentes emisoras, con el fin de conocer de manera detallada y precisa la
dinámica entre los procesos de emisión de biopartículas y los efectos
generados por e| cambio climático, además de generar información
fundamental de las partículas biológicas como la morfología (tamaño, forma,
ornamentación, etc), identificación a nivel por lo menos de familia, relación de
la emisión de partículas con tipo de vegetación y transporte y efectos en la
calidad del aire y en la salud.
Por lo anterior, esta revisión bibliográfica que se realizó sobre la
información generada y actualizada sobre el cambio climático, y el impacto de
este proceso en la emisión de pólenes y esporas por fuentes naturales y el
papel de estas biopartículas en la contaminación atmosférica y por ende en la
salud, servirá de marco de referencia para seguir realizando estudios sobre
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estos temas. Así mismo la generación de información será fundamental para
comprender los cambios ambientales que se están dando en nuestro país.
4 METODOLOGÍA
En la elaboración de este documento, se realizaron las siguientes
actividades:
A. Se determinaron los temas a desarrollar, siendo los siguientes:
• Cambio Climático y Biodiversidad • Biopartículas, Emisiones por Fuentes Naturales y Cambio Climático • Biopartículas, Calidad Del Aire y Salud
B. Se realizó una búsqueda bibliográfica exhaustiva y actualizada,
incluyendo diferentes revistas científicas; atlas de polen y esporas
relacionados con la salud; información en Redes Aerobiológicas; Base
de datos de la UAM-I; buscadores en línea, entre los que se encuentran
Jstor, Blackwell, Ebsco, PubMed, Springer, entre otros y paginas Web.
C. Se analizó toda la información recopilada para desarrollar cada uno de
los temas mencionados anteriormente.
D. Se elaboró un documento que se presenta como Informe Parcial de este
proyecto vigente.
5 RESULTADOS PARCIALES: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
La información revisada para la elaboración de este documento esta
ordenada y analizada de la siguiente manera:
El primer tema corresponde a cambio climático y biodiversidad, se
proporciona el marco teórico de los efectos que produce este proceso a nivel
mundial, aterrizando la información en el impacto que tiene el cambio climático
en a biodiversidad de México.
El segundo tema se enmarca en los trabajos de las biopartículas, sobre
todo en el contexto de la Aerobiología y particularmente en el proceso de
fenología y como el cambio climático esta afectando la producción de granos
de polen y esporas.
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El tercer tema corresponde al análisis de las biopartículas en el
ambiente y su impacto en la calidad del aire y por lo tanto la repercusión de los
pólenes y esporas en el sector salud, como alergénicos, causantes de
enfermedades en las vías respiratorias.
5.1 Cambio Climático y Biodiversidad
El Cambio Climático, es un cambio atribuido de manera directa o
indirectamente a las actividades humanas que alteran la composición global
atmosférica, agregada a la variabilidad climática natural observada en periodos
comparables de tiempo. Por lo que, el cambio climático global y el aumento de
la temperatura se comprenderá mejor si partimos primero de como opera el
clima global.
El clima es consecuencia del vínculo que existe entre la atmósfera, los
océanos, las capas de hielos (criosfera), los organismos vivientes (biosfera) y
los suelos, sedimentos y rocas (geosfera). Sólo si se considera al sistema
climático bajo esta visión holística, es posible entender los flujos de materia y
energía en la atmósfera y finalmente comprender las causas del cambio global
(Global Climate Change Information Programme) (GCCIP, 1997). El Cambio
Global Climático, es un cambio atribuido de manera directa o indirectamente a
las actividades humanas que alteran la composición global atmosférica,
agregada a la variabilidad climática natural observada en periodos comparables
de tiempo.
Se considera que el cambio climático es la principal amenaza ambiental
del presente siglo; en el Cuarto Informe de Evaluación del Cambio Climático del
Panel Intergubernamental para el Cambio Climático (IPPC) a nivel mundial se
indica el efecto de las actividades antrópicas, que en las tres ultimas décadas
han influido en los sistemas biológicos y que a escalas regionales, el cambio de
uso de suelo, la contaminación y las especies invasoras son amenazas que se
añaden a las del cambio climático. Los primeros estudios sobre los efectos del
cambio climático en los ecosistemas están relacionados con movimientos
altitudinales de especies, ampliación y extinción de los ecosistemas y cambios
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en los patrones fenológicos de las especies. Sin embargo, aun existe
incertidumbre del efecto en conjunto de cambios de temperatura y la
precipitación sobre la vegetación (IPPC, 2007).
La repercusión de la nueva tendencia causada por el efecto del cambio
climático que parece tomar el clima sobre las plantas y su fenología preocupa a
diversas disciplinas, las más notables son la dinámica de la vegetación (riesgo
de desertificación), la agricultura y la salud pública (alergias respiratorias)
(Belmonte y Canela, 2008).
Algunos estudios señalan cambios fenotípicos y respuestas
conductuales y fisiológicas en numerosas especies como respuesta al cambio
ambiental e incluso algunas investigaciones indican que dichos cambios están
produciendo respuestas evolutivas forzadas en especies de diversos grupos
taxonómicos, incluyendo aves, mamíferos e insectos (Bradshaw y Holzapfel,
2006).
En ese sentido, las perspectivas sobre las posibles implicaciones del
cambio climático para la biodiversidad a nivel mundial son desalentadoras, e
incluyen el desplazamiento y la erradicación de especies de plantas y animales,
la modificación o sustitución de ecosistemas a nivel regional y, en el peor de los
casos, la extinción de especies (Peterson et al, 2002; Thomas et al., 2004;
Franco et al., 2006; Malcolm et al., 2006). Por lo que esta evidencia del cambio
climático estaría afectando la diversidad biológica, lo que acrecentaría el riesgo
del daño para el hombre y los ecosistemas naturales.
Por lo anterior los ecosistemas terrestres se afectarían en la estructura y
funcionamiento de éstos, además de alterar la fenología y las interacciones
entre especies, favoreciendo la expansión de especies invasoras y plagas, y
aumentará el impacto de las perturbaciones tanto naturales como de origen
humano. Las zonas y sistemas más vulnerables al cambio climático son las
islas y los ecosistemas aislados, como son las islas edáficas y los sistemas de
alta montaña, y los ecotonos o zonas de transición entre sistemas (Moreno, et
al., 2005).
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Para comentar del cambio climático y su efecto en México,
consideramos oportuno partir del siguiente marco: México está considerado
dentro de los cinco países con mayor diversidad biológica ya que en su
territorio convergen dos reinos biogeográficos: el neártico y el neotropical;
aunado a lo anterior la compleja fisiografía del país ha favorecido el desarrollo
de aproximadamente 35 mil especies de plantas, de las cuales 2,500 especies
son arbóreas y conforman el dosel superior de los bosques, cuyas
características difieren en estructura y composición, albergando, en muchos de
los casos, endemismos (tendencia de algunas plantas a limitarse de manera
natural a una zona determinada) de alto valor actual y potencial de los bosques
del futuro. En nuestro país los bosques se encuentran clasificados en cuatro
grandes ecosistemas, como: 1) de clima árido y semiárido, 2) de clima
templado-frío, 3) de clima cálido-húmedo, y 4) de clima cálido-seco
(SEMARNAT, 2005).
En este sentido las especies animales y vegetales del país hasta ahora
amenazadas por la presión de las actividades humanas, también lo estarán por
efectos del cambio climático. El Estudio de País, presentado en la Primera
Comunicación de México ante la Convención Marco de las Naciones Unidas
sobre el Cambio Climático en 1997, considera supuestos de un incremento de
2°C en temperatura y una disminución de 10% en la precipitación anual para
generar distintos escenarios de cambio climático. Con base en estas
diferencias en los valores de temperatura y precipitación, se estima que los
tipos de vegetación más afectados en México serán los bosques templados, los
bosques tropicales y los bosques mesófilos de montaña, lo que implicará un
cambio en la distribución de las especies que habitan en estos ecosistemas. Se
sabe que una modificación en el área de cobertura de los tipos de vegetación,
ya sea una contracción o una expansión, necesariamente traerá como
consecuencia una nueva distribución espacial de las especies, así como
cambios en la abundancia de aquellas más susceptibles (Arriaga y Gómez,
2004).
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En México todavía se conoce muy poco acerca de las repercusiones del
cambio climático en la distribución de las especies y la composición de las
comunidades vegetales en su conjunto. Algunos autores apuntan una perdida
de las selvas y una disminución de 18% de los bosques templados en México a
mediados del siglo presente. La estimación del efecto del cambio climático a
distintas escalas puede contribuir a identificar la vulnerabilidad de los tipos de
vegetación, de la diversidad de especies o, incluso, la diversidad genética.
Además de identificar la vulnerabilidad de los componentes de la biodiversidad
ya que los ecosistemas tienen la capacidad para adaptarse a los cambios
naturales del clima. Además de considerar que la migración de las plantas es
para encontrar las condiciones óptimas para su desarrollo, dependen del grado
de deforestación y fragmentación de los sistemas naturales de las barreras
físicas (ríos, montañas, carreteras y ciudades) y de la competencia de especies
(CONABIO, 2009).
(Fig. 1) Algunos de los estudios sobre el efecto del cambio climático en la
biodiversidad de México Tomada del Capital Natural de México. 2009.
CONABIO.
Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 18
Fig. 1 Ejemplos de especies y ecosistemas afectados por el cambio climático. Tomada del Capital Natural de México.
2009. CONABIO.
Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 19
El cambio climático ha producido numerosos cambios en la biodiversidad
biológica por lo que ésta responde a los cambios en cuanto a distribución de
especies y pérdida de la biodiversidad. Tomando ventaja del conjunto de los
datos acumulados en México por la Comisión para el Conocimiento y Uso de la
Biodiversidad (CONABIO), así como de las nuevas herramientas de
información sobre biodiversidad y efectos cuantitativos del cambio climático, se
han visto reflejados en la distribución de 1.870 especies (1.179 aves, 416
mamíferos y 175 mariposas de las familias Papilionidae y Pieridae) (Peterson,
et al., 2002).
CONABIO (2009) menciona que no sólo el cambio climático afecta la
fenología de las especies vegetales, sino también el cambio de biodiversidad,
en cuanto a la perdida de cobertura vegetal (destrucción y transformación del
hábitat), seguido por la sobreexplotación de recursos y la presencia de
especies invasoras o de contaminantes, han constituido los factores de mayor
impacto sobre la mayoría de los ecosistemas terrestres. El impacto de los
patrones de uso de tierra es un factor importante de tomar en cuenta ya que su
efecto se reflejará también en el cambio de cobertura de todos los ecosistemas
terrestres, estos análisis son resultados de los datos compilados por INEGI de
1968 a 2002.
(Fig. 2) Impacto de la actividad humana sobre la biodiversidad de México y
magnitud del cambio (impacto) del cambio en los ecosistemas. Tomada de
Capital Natural de México. 2009. CONABIO.
Fig. 2 Impactos sobre la Biodiversidad de México. Tomada del Capital Natural de México. 2009. CONABIO
Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 20
Por otro lado, la vegetación está en sintonía con su entorno, y cambios
en la humedad y/o temperatura actuarán modificando la composición y la
distribución de las comunidades vegetales. A pesar de que las concentraciones
de polen y esporas dependen de gran medida de las especies existentes tanto
cultivadas como silvestres, las variaciones en dichas concentraciones
dependen de los factores meteorológicos. El cambio climático podría adelantar
o alargar el periodo polínico para algunas especies con capacidad alergénica,
además el incremento en los niveles de CO2 podría afectar la producción del
polen.
En este sentido, los granos de polen juegan un papel muy importante
cuando son liberados y transportados a un sitio de depósito donde son
preservados, archivándose de esta manera el registro de la vegetación;
Existiendo también diferencias en la producción y dispersión del polen entre las
plantas, por lo que su representación en los depósitos puede variar. Para
resolver este problema se analizan las lluvias de polen de la vegetación
productora y se establecen las relaciones entre los datos polínicos y la
frecuencia de las plantas por medio de métodos estadísticos. Los conjuntos
polínicos son un reflejo de la vegetación productora, y ésta se desarrolla bajo
ciertas condiciones climáticas. Estos datos polínicos, que son porcentajes de
polen, son entonces utilizados para calibrar las lluvias de polen fósiles que se
recuperan de los depósitos, posibilitando por lo tanto hacer inferencias sobre
los climas pasados (Lozano, 2004).
A través de los datos palinológicos se ha reconstruido la vegetación de
vastas zonas del planeta, en periodos clave para comprender el funcionamiento
del sistema climático. Algunas regiones de México han sido estudiadas desde
el punto de vista de la historia de la vegetación, relacionándose ésta con el
cambio climático global y regional. Es importante mencionar que para todos los
ambientes terrestres, los sedimentos que se depositan en los fondos de los
lagos son una valiosa fuente de información paleoclimática y paleoecológica,
dichos sedimentos lacustres poseen un conjunto de datos o líneas de evidencia
sobre el cambio climático y mediante su estudio es posible estimar
paleotemperaturas con el empleo de métodos isotópicos, tasas de erosión,
Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 21
información sobre composición y variación de los componentes de los
ecosistemas acuáticos y terrestres, y cambios en los niveles lacustres que se
interpretan en términos de cambios en la precipitación (Lozano, 2004).
Distintos estudios elaborados en México para el análisis del cambio
climático y su relación con la vegetación se ven solo enfocados a la captura de
gases, distintos autores reportan investigaciones elaboradas con este énfasis;
García de la Rosa et al., 2007 registraron un incremento de la temperatura
ambiental y la precipitación durante el periodo de 1941-2000, en un bosque
mesófilo de montaña del pacifico mexicano; para tratar de mediar el aumento
de deforestación en la zona de estudio. Por otra parte Gómez-Díaz et al., 2007
elaboraron un estudio en el cual plantearon la simulación y cuantificación de los
cambios en las condiciones climáticas, como posible aumento en las
concentraciones de gases de efecto invernadero ejercidas en la Reserva de la
Biosfera “Barranca de Metztitlán”; realizaron la caracterización de las variables
climáticas temperatura y precipitación, tomando como periodo base 1961- 1990
y aplicaron los factores de corrección de cambio climático obtenidos de los
modelos de circulación general (GCM) Norte Americano (GFDL) e Inglés
(HADLEY) para los años 2020 y 2050; en este estudio observaron una
tendencia en el incremento de los ambientes secos y una reducción de los
ambientes templados, por lo que se espera una alteración en la composición y
distribución de todas las comunidades vegetales.
Villers y Trejo 1998 mencionan que la aplicación de dos modelos de
circulación general (GCM) como el Geophysical Fluid Dynamics Laboratory
(GFDL-R30) y el Canadian Climate Centre Model (CCCM), aplicados en
general al territorio de México, sugiere un impacto diferencial en términos del
área propicia para el desarrollo y mantenimiento de los grandes tipos de
vegetación: un marcado efecto negativo en los ecosistemas de afinidad fría y
templada (bosques de coníferas de altura, bosques mixtos y bosques
mesófilos) y uno probablemente menor en los de afinidad calido-húmeda
(selvas secas húmedas). Mientras que en los primeros se pronostica una
reducción proporcional que va de intermedia a total, en los últimos se
pronostica una ausencia de cambio e incluso un incremento proporcional
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pequeño del 5 o 10 por ciento. De cara al futuro puede preverse que, de seguir
la tendencia del cambio climático antropogénico proyectada actualmente el
cambio climático podría ser uno de los factores directos de mayor impacto
sobre la biodiversidad. Se esperan aumentos de temperatura y reducciones
generales en la precipitación, en combinación con tormentas.
5.2 Biopartículas, Emisiones por Fuentes Naturales y Cambio Climático
La Aerobiología, y en concreto la Aeropalinología, permite cuantificar
cambios en la fenología floral de plantas anemófilas. Por otro lado, los estudios
fenológicos de campo son de gran interés para predecir e interpretar los datos
aerobiológicos sobre el contenido de polen en el aire. En los últimos años se ha
incrementado el interés por esta ciencia integradora debido a que considera
que las bases de datos fenológicos ofrecen una importante información acerca
del impacto del cambio climático en la fenología reproductora y en la morfología
de las diferentes especies, así como en su biodiversidad. Las bases de datos
aerobiológicos ofrecen información detallada sobre la fenología reproductora
especialmente de especies anemófilas. Este interés está conduciendo hacia
una mayor valoración de los métodos tradicionales de fenología y al desarrollo
de nuevos métodos y aplicaciones de la fenología que están mejorando la
interpretación de los resultados aerobiológicos.
Los análisis y resultados obtenidos por medio de la aplicación de estas
disciplinas, pueden ser de gran utilidad para la detección de los pólenes que
causan alergia entre la población, la previsión de cosechas, la detección del
adelanto y retraso de la floración de las plantas y su relación con el cambio
climático.
Por lo anterior diversos autores han tratado ya este tema, analizando las
series de datos de contenido de polen en la atmósfera para diversos periodos
de tiempo y observando, con distinto grado de significación, las respuestas de
Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 23
los diferentes taxones a las situaciones particulares de cada área de estudio
con respecto al cambio del ambiente.
Por ejemplo, los estudios que actualmente se están desarrollando en el
campo de la Aerobiología, en España indican que la presencia de granos de
polen y esporas de hongos en el aire está en continuo aumento, lo que a juicio
de numerosos autores, ha podido provocar que las enfermedades de tipo
alérgico hayan experimentado un notable incremento en este país,
estimándose que cerca de ocho millones de españoles padecen alergopatías.
Es importante mencionar que en los últimos años, se ha demostrado que
en el aire, además de polen, existen partículas con actividad alergógena de
menor tamaño que, al encontrarse dentro del rango de la fracción respirable,
penetran por las fosas nasales hasta los bronquios, desencadenando de forma
rápida los molestos síntomas que sufren los alérgicos (D’Amato et al., 1998,
Spieksma et al., 1995).
Por otro lado Frei y Leuschner (2000), realizaron un monitoreo de polen
durante 30 años en la región de Basel, Suiza, estos autores analizaron la
producción de polen de algunas plantas (Alnus, Quercus y Betula) y observaron
un cambio en la producción de polen debido al cambio de temperatura y al
incremento nutrimentos como el de CO2 y NOx, durante este periodo, en donde
se modificaron las etapas de floración principalmente a principios de primavera
y verano; Emberlin et al. (2002) elaboraron un estudio similar monitoreando la
liberación de polen de Betula durante 20 años en distintas regiones del
noroeste de Europa, ellos registraron un cambio en la presencia de carga de
polen en la atmósfera durante los primeros meses de la primavera como
resultado del cambio de temperatura de 1 °C con respecto a años anteriores,
además proponen elaborar modelos predictivos de la liberación de los granos
de polen para prevenir enfermedades en la población debido al cambio en la
fenología de estas especies.
Por otra parte, Clot, (2003) elaboró un análisis en Suiza del polen en la
atmósfera desde 1979, señalando el incremento de enfermedades alergénicas
Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 24
principalmente causadas por plantas del género Taxus, Poa, Pinus, Betula,
Urtica y Fraxinus, como respuesta al incremento de temperatura global.
Además, señalan en sus observaciones que el incremento de la polinosis
prevalece principalmente en países industrializados. Posteriormente Orlandi et
al., (2005); realizaron una investigación sobre la floración del árbol del olivo
(Olea europea L.) en el área central de Italia; como respuesta a estudios
realizados con anterioridad sobre el cambio climático y su impacto. Los autores
relacionaron el clima y los periodos de floración de esta planta durante 22 años
y registraron la respuesta fisiológica al incremento mínimo de temperatura, ya
que la respuesta al calor en esta especie es inmediata durante esta etapa.
Finalmente Tedeschini et al., (2006) presentan un trabajo sobre los
efectos del cambio climático en Platanus spp analizando su polinización en
diferentes áreas de Italia y España, caracterizado por distintos tipos de climas;
confirmando que las etapas de liberación de polen puede verse afectada por el
incremento de temperatura y humedad que varían año con año.
Para México se conocen pocos trabajos enfocados en la caracterización
de pólenes y esporas y su relación con el ambiente.; en 1996 Bronillet; realizo
una investigación del polen aéreo en el norte de la Ciudad de México, en el
cual identifico 24 taxa y los clasificó de acuerdo a su forma de crecimiento,
árboles, arbustos y herbáceas. El polen fue colectado por alrededor de un año,
con un pico importante en el mes de diciembre; marcándose principalmente en
la estación de secas; los grupos mas representativos fueron, Alnus, Casuarina,
Compositae y Graminae.
Durante el 2008-2009 se realizó un estudio denominado “Identificación
de partículas biológicas: granos de polen y esporas presentes en la atmósfera
utilizando muestras colectadas de partículas suspendidas e imágenes de
microscopía electrónica de barrido (MEB)”; como parte de un servicio social en
colaboración con el INE-UAM-I”. En este trabajo se analizaron muestras de
biopartículas presentes en el aire colectadas por la DGCENICA durante el
proyecto Tula-Vito Apaxco (INE, 2008); los resultados muestran la presencia de
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una gran cantidad de esporas fúngicas pertenecientes a los géneros; Cribraria,
Physarum, Cladosporium, Gyromitra, Penicillium y Tulostoma;. en cuanto a
pólenes reportados, se encontraron algunos géneros de plantas, incluyendo el
tipo de vegetación en donde crecen, como: Juniperus, Oxalis y Pinus-Bosque
de Coníferas;;Betula, Alnus y Baccharis-Bosque mesófilo de montaña y
Taxodium y Fraxinus-Vegetación riparia (orilla de ríos); Todas esta
biopartículas se caracterizaron y se elaboraron además fichas palinológicas y
taxonómicas y se revisó su repercusión y efecto en la salud humana.
En relación con los estudios enfocados a esporas, a nivel mundial se
encuentra la aportación de Sáenz y Gutiérrez (2006), quienes realizaron un
estudio sobre esporas atmosféricas en la comunidad de Madrid; en este
documento analizaron el proceso aerobiológico de las esporas fúngicas.
Además revisaron y analizaron la información generada hasta el momento del
tema de investigación, incluyendo el futuro de los estudios aerobiológicos, así
como los problemas metodológicos y la problemática de identificación de estas
partículas biológicas. Un aporte significativo de este trabajo son las
características morfológicas de las esporas en microscopia de luz.
Para México se conocen pocos trabajos enfocados al estudio de esporas
de hongos, desde el punto de vista aerobiológico, entre estos trabajos se
encuentran los de Elliott & Lehrer, (1992) que analizan la morfología y las
propiedades alergénicas de esporas de hongos del grupo de los
Basidiomicetes de 4 especies de Calvatia que han sido identificadas en
estudios aerobiológicos por medio de extractos probados en pacientes con
sensibilidad alérgica.
Por otro lado, Rosas et al., (1993) elaboraron un trabajo acerca de la
presencia de esporas de hongos del género Penicillium, en las áreas urbanas
en la Ciudad de México; específicamente en dos delegaciones (Cuauhtémoc y
Gustavo A. Madero); analizan las esporas colectadas y realizan un cultivo para
aislar e identificar los géneros presentes en esta región. Posteriormente
Calderón et al., (1997) analizan el efecto de un clima urbano sobre la
distribución espacial y temporal de esporas de hongos del grupo de los
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Deuteromicetos, durante el año de 1991 en dos áreas también en la Ciudad de
México; este estudio además contribuye con el conocimiento de varios tipos de
esporas de hongos comunes en el ambiente como Cladosporium y Alternaria.
Recientemente, Flores et al., (2007) realizan un estudio aerobiológico de
la Zona aledaña al relleno sanitario “San Nicolás”, en el Municipio de
Aguascalientes, el estudio se llevo a cabo durante dos años, analizando la
microbiota que presenta un gran interés para la salud como agentes patógenos
del ambiente. En este trabajo se lograron aislar alrededor de 21 especies de
bacterias así como 19 especies de hongos dentro de las cuales siete de ellas
correspondes a partículas reportadas como alergénicas destacando
Cladosporium herbarum, Aspergillus spp. y Penicillium spp.
5.3 Biopartículas, Calidad del Aire y Salud
La disminución de la calidad del aire debido a la contaminación
atmosférica en zonas urbanas es producto de un conjunto de factores físicos,
químicos y biológicos. La importancia del control de la contaminación
atmosférica tiene que ver con los daños directos que causa a la salud, a la flora
y a la fauna, o las alteraciones al medio ambiente (Cárdenas et al., 2003).
La modificación de la composición de la atmósfera, causada por el
hombre o por la naturaleza, altera la calidad del aire, causando cambios en el
clima por influencia en el balance radiactivo terrestre, debido a las
modificaciones en el equilibrio entre la energía absorbida por la tierra y la
liberada por la atmósfera, que en gran parte puede ser regulada por la acción
de los gases de efecto invernadero emitidos de forma natural. Por tanto esta
alteración de la composición de la atmósfera puede distinguirse en dos escalas:
la primera; las escalas local, regional y de larga distancia, en las que el
deterioro de la calidad del aire o el aporte de determinados contaminantes
pueden tener repercusiones negativas sobre los ecosistemas y la salud; la
segunda escala es a nivel global, donde el aporte de contaminantes específicos
o la destrucción de determinados componentes atmosféricos, pueden alterar el
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balance radiactivo terrestre y por ello inducir cambios en el clima (Querol,
2008).
Los efectos de la contaminación atmosférica en la salud de la población
mundial se han documentado ampliamente durante más de 70 años. Las
primeras evidencias surgieron con los episodios de contaminación del valle del
Mosa, Bélgica (1931), Donora, Pensilvania, EE.UU. (1948) y Londres,
Inglaterra (1952). En ellos resultó obvia la asociación entre exposiciones
extremadamente elevadas a partículas y/o bióxido de azufre y morbi-mortalidad
cardiovasculares (Pope et al., 1991, 1995; Dockery et al., 1993; Schwartz,
1996). Estos episodios desencadenaron la aplicación de medidas y programas
de control y prevención de la contaminación, gracias a los cuales la calidad del
aire ha mejorado en muchas ciudades del mundo. No obstante de esta mejoría,
los efectos de la contaminación atmosférica en México sobre salud están
asociados a los hallazgos recientes de estudios epidemiológicos, en diversas
investigaciones se siguen encontrando asociaciones entre la concentración de
partículas en el ambiente y la mortalidad total, cardiovascular, pulmonar y de
cáncer de pulmón, así como con indicadores de morbilidad, tales como
admisiones hospitalarias, visitas a sala de emergencias, exacerbación de
síntomas en asmáticos y disminución de la función pulmonar (Borja-Aburto et
al., 1997; Loomis et al., 1999; Tzintzun et al., 2005).
Es importante señalar que las partículas biológicas, los componentes
químicos y los desechos industriales; se encuentran catalogados dentro de los
componentes que producen con mayor frecuencia alergias, siendo las
partículas biológicas las que impactan, principalmente en las vías respiratorias;
además de provocar dermatitis y conjuntivitis. Méndez et al. (1996) y Borja-
Aburto et al. (1998), reportan la aparición y severidad de síntomas en piel,
mucosas y en sistema respiratorio, con agravamiento de padecimientos como
sinusitis, bronquitis, asma y enfisema Estas partículas constituyen en
determinadas temporadas, un componente importante de las partículas
suspendidas de la atmósfera.
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Existen diversos esfuerzos a nivel nacional e internacional para controlar
y mejorar la calidad del aire en zonas urbanas o con problemas por
concentración de partículas antropogénicas. En varios países, incluido México,
se han establecido normas de calidad del aire para este tipo de partículas y
otros contaminantes, así como mecanismos de respuesta y programas de
prevención para asegurar mejoras en la calidad del aire (Rojas y Garibay,
2003).
En México debido a las altas concentraciones de contaminantes
atmosféricos, la Secretaria de Salud emitió la Norma Oficial Mexicana que
establece los limites máximos permitidos como medida de protección a la salud
(Vega et al., 2001).
Con respecto al párrafo anterior, quisiéramos señalar que en México no
existe una Norma Oficial sobre calidad del aire para partículas biológicas
(pólenes y esporas).
Dentro de las biopartículas atmosféricas el polen es el causante principal
y uno de los elementos más importantes que provocan alergia, asma y
rinoconjuntivitis; la polinización de las plantas depende de distintas variables
climáticas y meteorológicas, por lo tanto las grandes concentraciones de
bióxido de carbono y las altas temperaturas pueden incrementar la cantidad de
polen liberado, pero también, el cambio en la distribución geográfica de las
plantas puede inducir grandes temporadas de liberación de polen. La alergia al
polen también puede incrementarse debido a los efectos combinados con la
polución del aire. Diversos estudios muestran, que la carga de polen en el aire
depende de dos factores principales: los granos de polen liberados a nivel
regional y los granos liberados por recursos remotos y transportados a la región
por grandes masas de aire. El pronostico local y regional de las emisiones de
pólenes puede basarse, en modelos fenológicos y distintas observaciones,
tales como el monitoreo aerobiológico (Sofiev et al., 2009).
El cambio climático tiene consecuencias significativas en la salud de las
poblaciones a través de cambios en la temperatura y la precipitación,
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incluyendo también los eventos extremos como: huracanes, tornados,
tormentas, heladas, frentes fríos, etc. No obstante, estos efectos se presentan
normalmente por medio de canales indirectos tales como la calidad del aire,
agua y los ecosistemas.
Se han realizado varios estudios en donde se analizan los efectos de las
partículas biológicas y su impacto en la salud a nivel mundial, distintos
investigadores como Valero y Cadahia (2002; 2005; 2008); Gatusso et al.,
(2003); y Vergamini et al., (2006) por mencionar algunos, coinciden en
reconocer algunas familias de plantas que producen polen alergénico como, :
Pinaceae, Poaceae, Salicaceae, Cupressaceae, Betulaceae, Fagaceae,
Oleaceae, entre otras.
En cuanto a esporas fúngicas, diversos autores como: Portón et al.,
(2002); Bueno et al., (2003); Valero et al., (2005) Sáenz y Gutiérrez (2006);
coinciden también en que la producción de esporas de los géneros Aspergillus,
Penicillium, Cladosporium, etc., se encuentran entre las partículas que causan
problemas de alergias.
A continuación se comentan algunos trabajos sobre problemas de
alergias causadas por estas partículas biológicas y al final se presenta una
tabla, que incluye varios trabajos resumidos sobre plantas y su efecto
alergénico.
De Linares et al., (2006) realizaron un trabajo en España denominado
Estudio de la actividad alergénica de Olea europaea L. y su relación con
ingresos de pacientes en los servicios de urgencias (Hospital San Cecilio de
Granada). En este trabajo analizaron el ingreso de pacientes en los Servicios
de Urgencias del Hospital Clínico San Cecilio de Granada, que presentaron
algún síntoma de alergias.; en la metodología mencionan que la obtención de
muestras de aire se realizó en el periodo de polinización de Olea europaea
comprendido entre los meses de abril y junio con un captador Casca de
Impactor y un captador volumétrico tipo Hirst (Burkard Spore Trap), los cuales
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funcionaron de forma simultánea y adyacentes en la terraza de la Facultad de
Ciencias de la Universidad de Granada en España.
Con los datos obtenidos en este trabajo se estudió la correlación de
síntomas de alergia a Olea europaea con el contenido de granos de polen de
olivo y la concentración alergógena real, para ver cuál de estos datos se ajusta
más a los síntomas que sufren los alérgicos y por tanto conocer qué
información será más útil para los pacientes de alergia y responsables de
salud. Dentro de esta contribución se mencionan otros trabajos como el de
Bousquet et al., (1985) y Domínguez et al., (1991) quienes coinciden que el
polen de olivo (Olea europaea) es considerado como la causa más importante
de alergia en la Región Mediterránea. Su alergeno más relevante es Ole e 1,
proteína reconocida como alergeno mayor, que representa el 20% del total de
proteína del polen; como resultado de estas investigaciones, se ha demostrado
que tanto la actividad alergénica como las concentraciones de polen en aire
evolucionan de manera similar excepto en los periodos previos y posteriores a
la estación principal de Olea.
Diversos estudios clínicos también han demostrado que la prevalencia
de la polinosis se ha duplicado en las últimas dos décadas en la mayoría de los
países europeos y especialmente, en el medio urbano. Dichos trabajos se
basan principalmente en pacientes que asisten a las consultas, pero apenas
existen estudios sobre el porcentaje de alérgicos en la población general. En
este sentido se ha realizado un estudio epidemiológico en la población
estudiantil de la Universidad de León en España. Los antecedentes de
enfermedades alérgicas y otros datos de sus hábitos de vida de los
estudiantes, se determinaron mediante las respuestas a un cuestionario. Se
analizaron las reacciones alérgicas cutáneas, mediante técnica Prick-test, a los
siguientes alergenos: Dermatophagoides pteronyssinus, Dermatophagoides
farinae, Tyrofagus putrescentiae, epitelio de perro, epitelio de gato, Alternaria
alternata, Aspergillus fumigatus, Penicillium notatum, Cladosporium herbarum,
Mucor mucedo, Lolium perenne, Cynodon dactylon, Plantago lanceolata,
Artemisia vulgaris, Chenopodium album, Taraxacum officinale, Cupressus
arizonica, Platanus acerifolia, Quercus ilex, Populus sp., Fraxinus excelsior,
Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 31
Pinus sp., Betula alba, Acer negundo y Látex. Dichos antígenos están
estandarizados en unidades de masa (Bial-Arístegui). Un 50,5% de los
estudiantes dieron reacción positiva (diámetro mayor de la pápula igual o
superior a 3 mm) a alguno de los alergenos anteriormente mencionados. Los
resultados correspondientes a los porcentajes de alergenicidad a los extractos
polínicos analizados en este trabajo fueron los siguientes: Artemisia 12%,
Chenopodiaceae 19,8%, Plantago 16,6% y Taraxacum 19,8%. (Valencia-
Barreara, et al., 2006).
Cabe señalar que a nivel mundial se reconocen distintas familias de
plantas cuya producción de polen puede provocar asma y problemas de alergia
a nivel respiratorio. En este campo, los principales estudios se han realizado en
España, en donde se ha trabajado de manera continua las causas y orígenes
de estas enfermedades.
Finalmente en la Tabla 1 se presentan algunos estudios que relacionan
las biopartículas y su problemática en la salud.
5.3.1 TABLA 1 Familias y géneros que producen pólenes alergénicos Familia Géneros Distribución Descripción del grano de
polen Efectos sobre la salud Referencia
Betulaceae Betula, Alnus y Corylus En regiones templadas y frías del Hemisferio Boreal o en la Cordillera de los Andes en el Hemisferio Austral
Betula granos de polen de forma esferoidal, de 18 a 28 µm, aperturas del tipo trizonoporado, pared delgada, con annulus prominentes, lisa o con pequeñas granulaciones.
Corylus granos de polen de forma suboblada a triangular, de 20 a 26 µm, aperturas trizonoporado, pared delgada con gránulos finos y annulus poco marcados.
Alnus granos de polen de forma oblada, de 22 a 34 µm, aperturas pentazonoporado, pared fina con pequeñas granulaciones y annulus gruesos; la principal marca distintiva son los“arci”
El polen de Betula resulta ser el más alergénico siendo causa de polinosis en el 10 y 20% de la población del centro y norte de Europa. Por la exposición a Corylus y Alnus con los cuales Betula comparte antígenos.
(Subiza, et al., 2000c).
Casuarinaceae Casuarina. cunninghamiana, C. stricta y C. equisetifolia,
Regiones cálidas (Australia)
El polen es trizonoporado, triangular en vista polar y elíptico en vista ecuatorial. Tamaño de entre 25 y 30 mm de diámetro. Este tipo
La concentración del polen de Casuarina en España, supone el 2.5% del total de pólenes anuales aunque en octubre alcanza el 80%. La
(García et
al., 2000)
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de polen es parecido al de las otras especies como Corylus (avellano) y Betula (abedul) pero de mayor tamaño.
incidencia del polen de Casuarina en varias ciudades españolas, obteniendo las mayores concentraciones en Málaga, seguidas de Antequera y Granada. En 1942, se describieron 3 casos de pacientes afectados de rinitis y o asma durante la época de polinización de Casuarina.
Cupressaceae Incluye 18 géneros y alrededor de 125 especies entre ellas se encuentran Juniperus ashei, Cryptomeria japónica, Cupressus sempervirens, C. arizonica
Por casi todo el globo y representada por dos grupos muy diferentes en los hemisferios Boreal y Austral
Los granos de polen son de forma esferoidal, con un tamaño que varía de 19 a 38 µm (pequeño- mediano), no presenta apertura alguna y su pared es delgada, con gránulos finos y muy gruesos irregularmente esparcidos.
Algunas especies de esta familia causan polinosis, entre los países registrados están Estados Unidos (Texas), Japón, Francia, Italia, Israel y España
(Subiza et
al., 2000b)
Pinaceae Integrada por 10 géneros que incluyen 225 especies
Distribuidas por todo el globo. En España y en general en Europa meridional
El polen es típicamente bisaculiforme, grande, esferoidal o elíptico, provisto de una cubierta cérea y de dos vejigas laterales hemiesféricas, que se llenan de aire y que contribuyen así a la distribución a distancia del polen.
Las pináceas no se consideran un alérgeno respiratorio importante, lo que se ha atribuido al tamaño del polen, excesivo para ser inhalado o para depositarse en las vías aéreas superiores. En las zonas donde los recuentos aerobiológicos de pináceas son masivos, el porcentaje de pacientes sensibilizados
(Jauregui et
al., 2000)
Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 34
no suele superar el 10% de todos los pacientes polínicos, aun admitiendo la reactividad cutánea cono único criterio de alergia
Poaceae Consta de unos 650-700 géneros y alrededor de 12,000 especies. Géneros mas importantes en producir polinosis son: Pleum, Dactylis, Lolium, Trisetum, Festuca, Poa, Anthoxantum, Hulcus, Agrostis y Alopecurus. Las subfamilias Chloridoideae (Cynodon) y Panicoideae (Sorghum y Paspalum, importantes en el sur de EEUU)
En todo el mundo
El polen es de forma esferoidal u ovoide, de tamaño de 22-80 µm, presenta aperturas de tipo monoporado con opérculo grande; la pared es fina y se engruesa ligeramente en el poro; además la ornamentación es lisa o con granulaciones finas.
Son la causa más importante de polinosis en Europa, debido a la gran alergenicidad de sus pólenes y a su extensa distribución vegetal (20% de la superficie vegetal del mundo). Aunque incluye varios miles de especies, su importancia alergológica se centra en un reducido número capaz de producir polen abundante y aerovagante (granos de 20-45 µm de diámetro).
Poaceae
(Subiza et
al., 2000a)
Salicaceae Salix (sauces) y Populus (álamos y chopos) que reúnen entre ambos unas 530 especies.
España El polen de estos árboles presenta una alergenicidad escasa, por lo cual su importancia respecto a la polinosis y como causa de rinoconjuntivitis y/o asma es muy limitada.
(Barjau et al., 2000)
6 Actividades a Realizar durante la Segunda Etapa del Proyecto Las actividades involucradas en la segunda etapa son:
A. Revisión del archivo de imágenes de pólenes y esporas obtenidas por microscopia electrónica de barrido de los estudios realizados durante el 2006, 2007 y 2008.
B. Se continuará con la caracterización e identificación de los pólenes y
esporas por lo menos a nivel de familia y en la elaboración de fichas: técnicas, palinológicas y taxonómicas.
C. Se integrará toda la información anterior para elaborar un primer
borrador del catalogo de biopartículas.
D. Elaboración del informe final integrando los resultados del informe parcial
E. Entrega del informe final.
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7 CONCLUSIONES PRELIMINARES
La contaminación ambiental y el calentamiento atmosférico son un serio
problema que cada vez afecta más a los países desarrollados. El aumento
continuo de la población, su concentración progresiva en grandes centros
urbanos y el desarrollo industrial ocasionan, día a día, un deterioro del medio
ambiente, que finalmente repercute de modo negativo en la salud de las
personas. Este efecto se hace más patente en enfermedades respiratorias
como bronquitis, enfisema, asma, etc.
Hay que recordar que las partículas suspendidas son emitidas tanto por
fuentes naturales como antropogénicas, por lo que es importante conocer el
papel que juegan cada una de ellas, para valorar sus posibles efectos en la
salud y en los ecosistemas, lo cual permitirá definir y crear medidas de control
en la calidad del aire, a corto y mediano plazo.
Es importante que en los estudios sobre contaminación atmosférica y
por ende en la calidad del aire; se analice y se integre la información generada
tanto de partículas biológicas como antropogénicas, con el fin de complementar
estos estudios y de esta forma evaluar de una manera mucho más completa
los posibles efectos a la salud humana y la biodiversidad.
Por lo anterior, sería importante que en México se pudieran realizar
monitoreos de pólenes y esporas a nivel nacional y poder establecer un Índice
y Recuento Polínico, que permita analizar el papel que estas partículas
biológicas están jugando en las comunidades. La información que se analice de
estos parámetros, será de gran importancia, para los Sectores Salud y
Ambiental, esta información será vital para proponer medidas preventivas, ya
que esta es una problemática a nivel mundial que se acentúa cada día, tanto
en zonas urbanas como en las rurales.
Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 37
Cabe señalar que al momento de realizar un monitoreo de partículas
biológicas se debe de contar con información sobre la vegetación circundante a
la zona de estudio y con la vegetación donde se encuentran los sitios de
monitoreo. Además de tener toda la información meteorológica (humedad
relativa, temperatura) de las zonas que se están estudiando, ya que estos
parámetros hay que tomarlos en cuenta para el transporte de las biopartículas.
Finalmente en esta revisión bibliográfica es importante señalar que los
granos de polen que se presentaron con mayor frecuencia en el ambiente son
los géneros: Betula, Alnus, Fraxinus, Cupressus Juniperus, Pinus y Taxodium.
En cuanto a las esporas de hongos, son las que se encuentran con
mayor frecuencia y número en el ambiente; los géneros más representativos
son: Aspergillus, Penicillium y Cladosporium reportados en el Sector Salud
como causantes de alergias.
Informe Parcial del Convenio INE/A1-050/2009 “Revisión Bibliográfica del Impacto del Cambio Climático en la Emisión de Pólenes y Esporas por Fuentes Naturales y sus Implicaciones en la Calidad del Aire” 38
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