Bakterien im Aquarium - wie sie zusammenhängen

Ein Aquarium ist ein komplexes und dynamisches Ökosystem. Bakterien spielen in diesem Ökosystem eine Schlüsselrolle, indem sie die Wasserqualität, den Nährstoffkreislauf und die allgemeine Gesundheit des Aquariums beeinflussen. Dieser Artikel erforscht die unsichtbare Welt dieser Mikroorganismen und ihren Einfluss auf das Leben im Aquarium.

Bakterien in der Hauptrolle

Alle Bakterien sind in dem Sinne aquatisch, dass sie sich im Wasser vermehren und ernähren. Sogar Bakterien in trockenen, terrestrischen Böden leben in mikroskopisch kleinen "Porenwassern" des Bodens. Einige Bakterien leben frei im Wasser, aber die meisten haften an Oberflächen wie Steinen, Glas usw. Bakterien leben oft in Biofilmen, die komplexe, gut organisierte Gemeinschaften mit anderen Bakterien, Algen und Protozoen sind.

Die anfängliche Kolonisierung – das Anhaften nur weniger Mikroben an einer Oberfläche – entwickelt sich allmählich zu einem Biofilm, einer Art "mikrobiellen Stadt". Mikroben im Biofilm arbeiten zusammen, indem sie Nährstoffe, Abfallprodukte und genetisches Material austauschen.(1)

Die Rolle der Bakterien in Aquarien

Stickstoffkreislauf

1. Ammoniakproduktion: Der Kreislauf beginnt damit, dass Fische und andere Organismen Abfälle produzieren, die sich zersetzen und Ammoniak freisetzen. Dieser Stoff ist giftig und kann für Fische schon in geringen Konzentrationen tödlich sein.
2. Oxidation von Ammoniak:  Nützliche Bakterien, die im Aquarienfilter und auf anderen Oberflächen (wie Substraten und Dekorationen) leben, wandeln Ammoniak in Nitrit um. Dies ist die erste Stufe der Nitrifikation. Diese Bakterien sind als Nitrosomonas bekannt. Die gebildeten Nitrite sind ebenfalls giftig, aber weniger giftig als Ammoniak.
3. Nitritoxidation: Eine andere Gruppe nützlicher Bakterien, Nitrobacter genannt, übernimmt diese Aufgabe und wandelt Nitrite in Nitrate um. Nitrate sind weitaus weniger giftig als Nitrit und Ammoniak, und die meisten Fische können sie in höheren Konzentrationen tolerieren.

Nitrifikation ist ein Prozess, bei dem Mikroorganismen (Bakterien und Archaeen) toxisches Ammoniak in ungiftige Nitrate umwandeln. In neuen Aquarien kolonisieren nitrifizierende Mikroben allmählich die Filter, wo sie ausreichend Oberflächen zum Festsetzen und Sauerstoff finden. Obwohl nitrifizierende Bakterien in natürlichen Ökosystemen eine untergeordnete Rolle spielen, kommen sie in allen Böden, Sedimenten und natürlichen Gewässern vor.(2)

Nitratreduktion: In gut gepflegten Aquarien können Nitrate durch Wasserwechsel oder deren Aufnahme durch Pflanzen entfernt werden. In fortgeschritteneren Systemen können anaerobe Bakterien Nitrate in Stickstoff umwandeln, der dann in die Luft entweicht. Dieser Prozess erfordert jedoch spezifische Bedingungen, die nicht in allen Aquarien vorhanden sind.

Zersetzung

Bakterien zersetzen organisches Material – abgestorbene Pflanzen, nicht gefressenes Futter und Fischabfälle – und verhindern so die Ansammlung schädlicher Stoffe. Dieser Prozess setzt auch Nährstoffe wieder ins Wasser frei, die von Pflanzen und anderen Mikroorganismen genutzt werden können.

Der wichtigste bakterielle Prozess in einem bepflanzten Aquarium ist der Abbau organischer Stoffe. Ohne diesen langsamen und kontinuierlichen Recyclingprozess würden sich organische Stoffe (z. B. Fischkot, abgestorbene Pflanzenblätter, Fischfutter) einfach am Boden des Beckens ansammeln.

Die Zersetzung ist auf drei Hauptarten vorteilhaft für Aquarien. Erstens liefert sie Pflanzen CO2 und andere Nährstoffe. Während diese Nährstoffe künstlich zugegeben werden können, um ein schnelles Pflanzenwachstum zu stimulieren, erfolgt die bakterielle Zersetzung auf natürliche Weise. Die Düngung von Pflanzen – durch Futtergabe an Fische – erfolgt kontinuierlich, in kleinen Mengen und ohne großen Aufwand. Zweitens hält der während des Zersetzungsprozesses entstehende gelöste organische Kohlenstoff Mikronährstoffe in Lösung und macht sie für Pflanzen verfügbar. Ohne gelösten organischen Kohlenstoff im Wasser und im Sediment würden wichtige Nährstoffe wie Eisen und Mangan unlösliche Oxide bilden und für Pflanzen unzugänglich sein. Drittens schützt gelöster organischer Kohlenstoff Fische und Garnelen vor Metalltoxizität und vor Versauerung.(3)

Krankheitsprävention im Aquarium

Nützliche Bakterien können mit schädlichen Krankheitserregern um Ressourcen konkurrieren und so effektiv Krankheiten unterdrücken. Einige Bakterien produzieren auch Substanzen, die für Krankheitserreger giftig sind, und schützen so die Bewohner des Aquariums weiter.

Arten von nützlichen Bakterien

Aerobe Bakterien im Aquarium

Diese Bakterien benötigen Sauerstoff für ihre Tätigkeit und sind entscheidend für die Anfangsphasen des Stickstoffkreislaufs. Sie befinden sich auf Oberflächen, die der Wassersäule ausgesetzt sind, wie Kies, Filtermedien und Dekorationen.

Anaerobe Bakterien im Aquarium

Diese Bakterien befinden sich in sauerstoffarmen Umgebungen, wie z. B. in tiefen Substraten oder in dichten Filtermedien. Sie können eine Denitrifikation durchführen, einen Prozess, der die Nitratwerte reduziert und deren Ansammlung auf schädliche Konzentrationen verhindert.

Fakultative Bakterien im Aquarium

Diese Bakterien können sowohl unter aeroben als auch unter anaeroben Bedingungen funktionieren, was sie äußerst vielseitig macht. Sie spielen eine Rolle bei der Reduzierung von überschüssigen Nährstoffen und der Stabilisierung der Umweltbedingungen im Becken.

Bakterien in Aquarien

Der Aquarienzyklus

Um eine stabile Gemeinschaft nützlicher Bakterien zu etablieren, müssen neue Aquarien einen Prozess durchlaufen, der als „Einlaufen“ bekannt ist. Dabei werden Ammoniakquellen in den Tank eingebracht, um den Bakterien die Möglichkeit zu geben, Kolonien zu bilden, die die biologische Belastung des Tanks bewältigen können. Der Zyklus ist abgeschlossen, wenn Ammoniak- und Nitritwerte nicht mehr nachweisbar sind und sich die Nitratwerte stabilisieren.

Regelmäßige Wartung

Regelmäßiger Wasserwechsel kontrolliert nicht nur die Nitratwerte, sondern entfernt auch überschüssige Nährstoffe, die zu bakteriellen „Blüten“ führen könnten. Das Reinigen von Filtern, Substraten und den Wänden des Tanks verhindert die Ansammlung von Detritus und erhält die optimale Gesundheit der Bakterien.

Überwachung der Wasserparameter

Regelmäßige Tests des Wassers auf Ammoniak, Nitrit und Nitrat helfen Aquarianern, ihre Routinen und Fütterung anzupassen, um ein gesundes bakterielles Gleichgewicht und eine allgemeine Stabilität im Aquarium zu gewährleisten.

Weitere Themen

Mikrobielle Balance im Aquarium

Das Erreichen eines Gleichgewichts zwischen verschiedenen mikrobiellen Gemeinschaften ist entscheidend. Unkontrolliert können einige Bakterien die anderen dominieren, was zu einer schlechten Wasserqualität und ungesunden Bedingungen für das aquatische Leben führt.

Explosives Bakterienwachstum

Aquarianer können Zusätze verwenden, um die Effizienz der Bakterien zu steigern oder neue Stämme einzuführen, die die Nährstoffaufnahme verbessern, Filtrationstechnologien verbessern oder die Widerstandsfähigkeit des Ökosystems erhöhen.

Gefahren im Zusammenhang mit Bakterien im Aquarium

Nicht alle Bakterien sind nützlich; einige können Krankheiten verursachen. Die Identifizierung und Kontrolle dieser Krankheitserreger durch Quarantänepraktiken und sorgfältige Überwachung der Wasserqualität ist entscheidend. Ein plötzlicher Anstieg von Nährstoffen oder organischer Substanz kann ein explosionsartiges Bakterienwachstum verursachen. Zum Beispiel kann ein Stromausfall und das Stoppen eines externen Filters zu einem Anstieg schädlicher Bakterien führen, was eine anaerobe Aktivität des Biofilms zur Folge hat. Die Bakterien im Filter ersticken und sterben ab. Sobald die Stromversorgung wiederhergestellt ist, können toxische Substanzen aus den toten und sich zersetzenden Mikroben ins Wasser freigesetzt werden.

Es wird empfohlen, die Fische zu überwachen, und wenn sie morgens, wenn der Sauerstoffgehalt am niedrigsten ist, Anzeichen von Atemnot oder Lethargie zeigen, deutet dies darauf hin, dass das Wasser nicht ausreichend belüftet ist.

Für Aquarianer ist es wichtig, sicherzustellen, dass das Aquarium genug Sauerstoff erhält. Es gibt viele Möglichkeiten, den Sauerstoffbedarf von Fischen und Bakterien mit dem O2-Zufluss aus der Photosynthese, Luftdiffusion und mechanischem Mischen von Luft und Wasser auszugleichen.(4)

Fazit

Das Verständnis und die Balance der Umwelt, einschließlich der Bakterien, sind die Grundlage für die Erhaltung eines gesunden Aquariums. Mit dem richtigen Wissen und den richtigen Werkzeugen können Aquarianer die Kraft der Bakterien nutzen, um eine blühende Wasserumgebung zu schaffen.

(1)Walstad, Diana . Ecology of the Planted Aquarium: A Practical Manual and Scientific Treatise (p. 99). Echinodorus Publishing. Kindle Edition. 

(2)Walstad, Diana . Ecology of the Planted Aquarium: A Practical Manual and Scientific Treatise (p. 87). Echinodorus Publishing. Kindle Edition. 

(3) Walstad, Diana . Ecology of the Planted Aquarium: A Practical Manual and Scientific Treatise (p. 105). Echinodorus Publishing. Kindle Edition. 

(4) Walstad, Diana . Ekologie akvária s rostlinami: Praktická příručka a vědecké pojednání (str. 109). Nakladatelství Echinodorus. Vydání pro Kindle.