Bakterie v akváriu - jak to souvisí

Akvárium je složitý a dynamický ekosystém. Bakterie v tomto ekosystému hrají klíčovou roli, ovlivňují kvalitu vody, cyklus živin a celkové zdraví akvária. Tento článek prozkoumává neviditelný svět těchto mikroorganismů a jejich dopad na život v akváriu.

Bakterie v hlavní roli

Všechny bakterie jsou vodní v tom smyslu, že se reprodukují a živí ve vodě. I bakterie v suchých pozemských půdách žijí v mikroskopické „pórovité vodě“ půdy. Několik bakterií žije volně ve vodě, ale většina je přichycena k povrchu např. kamenů, skla atd. Bakterie často žijí v biofilmech, což jsou složité, dobře organizované společenstva s dalšími bakteriemi, řasami a prvoky.

Počáteční kolonizace - přichycení na povrch třeba jen několika jednotlivými mikroby - se postupně rozvine v biofilm, jakési ‘mikrobiální město’. Mikrobi v biofilmu vzájemně spolupracují - vyměňují si živiny, odpadní produkty a genetický materiál. (1)

Role bakterií v akváriích

Koloběh dusíku

1. Produkce amoniaku: Cyklus začíná tím, že ryby a další organismy produkují odpad, který se rozkládá a uvolňuje amoniak. Tato látka je toxická a i v malých koncentracích může být pro ryby smrtelná.
2. Oxidace amoniaku:  Prospěšné bakterie, které žijí ve filtru akvária a na dalších površích (jako jsou substráty a dekorace), přeměňují amoniak na nitrity. To je první fáze nitrifikace. Tyto bakterie jsou známé jako Nitrosomonas. Vzniklé nitrity jsou také toxické, ale méně než amoniak.
3. Oxidace nitritu: Další skupina prospěšných bakterií, nazývaných Nitrobacter, přebírá a přeměňuje nitrity na nitráty. Nitráty jsou mnohem méně toxické než nitrity a amoniak a většina ryb je snese ve vyšších koncentracích

Nitrifikace je proces, při kterém mikroorganismy (bakterie a archea) přeměňují amoniak, který je toxický, na dusičnany, které toxické nejsou. V nových akváriích nitrifikační mikrobi postupně kolonizují akvarijní filtry, kde mají k dispozici dostatek míst k uchycení a kyslíku. Ačkoli nitrifikační bakterie hrají v přírodních ekosystémech druhořadou, nekritickou roli, vyskytují se ve všech půdách, sedimentech a přírodních vodách. (2)

Redukce nitrátů: Ve správně udržovaných akváriích lze nitráty odstranit výměnou vody nebo jejich absorpcí rostlinami. V pokročilejších systémech mohou anaerobní bakterie přeměnit nitráty na dusík, který pak uniká do vzduchu. Tento proces obvykle vyžaduje specifické podmínky, které nejsou přítomné ve všech akváriích.

Rozklad

Bakterie rozkládají organické materiály—mrtvé rostliny, nezkonzumované jídlo a odpad z ryb, čímž zabraňují hromadění škodlivých látek. Tento proces také uvolňuje živiny zpět do vody. Ty pak mohou být využity rostlinami a dalšími mikroorganismy.

Nejdůležitějším bakteriálním procesem v akváriu s rostlinami je rozklad organických látek. Bez tohoto pomalého a nepřetržitého recyklačního procesu by se organické látky (např. rybí výkaly, odumřelé listy rostlin, krmivo pro ryby) jednoduše hromadily na dně nádrže. 

Rozklad je pro akvária přínosný třemi hlavními způsoby. Zaprvé dodává rostlinám CO2 a další živiny. Zatímco tyto živiny lze dávkovat uměle, aby se stimuloval rychlý růst rostlin, bakteriální rozklad to dělá přirozeně. Hnojení rostlin - prostřednictvím přívodu rybího krmiva - probíhá průběžně, s nízkými dávkami a bez námahy. Za druhé, rozpuštěný organický uhlík vznikající při rozkladu udržuje mikroživiny v roztoku a dostupné pro rostliny. (Bez rozpuštěného organického uhlíku ve vodě a sedimentu by důležité živiny železo a mangan tvořily nerozpustné oxidy a byly by pro rostliny nedostupné). Pro plovoucí rostliny, které nemají kořeny přístup k substrátu Fe, je tento způsob dodávání železa rozhodující. Za třetí, rozpuštěný organický uhlík chrání ryby a krevety před toxicitou kovů i před kyselostí. (3)

Prevence nemocí v akváriu

Užitečné bakterie mohou konkurovat škodlivým patogenům o zdroje, účinně potlačují nemoci. Některé bakterie také produkují látky, které jsou toxické pro patogeny, a dále chrání obyvatele akvária.

Typy užitečných bakterií

Aerobní bakterie v akváriu

Tyto bakterie vyžadují kyslík pro svou činnost a jsou klíčové pro počáteční fáze cyklu dusíku. Nachází se na površích vystavených sloupci vody, jako jsou štěrk, filtrační média a dekorace.

Anaerobní bakterie v akváriu

Nachází se v prostředích s nedostatkem kyslíku, jako jsou hluboké substráty nebo uvnitř hustých filtračních médií, tyto bakterie mohou provádět denitrifikaci, proces, který snižuje hladiny nitrátů a zabraňuje jejich dosažení škodlivých koncentrací.

Fakultativní bakterie v akváriu

Tyto bakterie mohou fungovat jak za aerobních, tak anaerobních podmínek, což je činí vysoce univerzálními. Hrají roli při snižování nadbytečných živin a stabilizaci environmentálních podmínek v nádrži.

Bakterie v akváriích

Cyklus akvária

K založení stabilní komunity užitečných bakterií musí nová akvária projít procesem zvaným "cyklus". Zahrnuje zavedení zdrojů amoniaku do nádrže a umožnění bakteriím, aby si vytvořily kolonie schopné zvládnout biologické zatížení nádrže. Cyklus je dokončen, když jsou hladiny amoniaku a nitritu nedetekovatelné a hladiny nitrátů se stabilizují.

Pravidelná údržba

Pravidelné výměny vody nejen kontrolují hladiny nitrátů, ale také odstraňují přebytečné živiny, které by mohly vést k bakteriálním “květům”. Čištění filtrů, substrátů a stěn nádrže pomáhá zabránit hromadění detritu a udržuje optimální zdraví bakterií.

Monitorování parametrů vody

Pravidelné testování vody na amoniak, nitrit a nitrát pomáhá akvaristům upravit jejich rutiny a krmení tak, aby zajistili zdravou bakteriální rovnováhu a celkovou stabilitu akvária.

Další témata

Mikrobiální rovnováha v akváriu

Dosahování rovnováhy mezi různými mikrobiálními komunitami je klíčové. Nekontrolovaně mohou některé bakterie dominovat ostatním, což vede k špatné kvalitě vody a nezdravým podmínkám pro vodní život.

Explozivní růst bakterií

Akvaristé mohou použít doplňky k zvýšení účinnosti bakterií nebo zavést nové kmeny, které zlepšují absorpci živin, zlepšují filtrační technologie nebo zvyšují odolnost ekosystému.

Nebezpečí týkající se bakterií v akváriu

Ne všechny bakterie jsou prospěšné; některé mohou způsobovat nemoci. Identifikace a kontrola těchto patogenů prostřednictvím karanténních praktik a pečlivého monitorování kvality vody je zásadní. Náhlé zvýšení živin nebo organické hmoty může způsobit explozivní růst bakterií. Např. pokud se stane, že vypne proud a externí filtr se zastaví, vede to k tomu, že se v něm namnoží škodlivé bakterie. Může to způsobit anaerobizaci biofilmu filtru. Bakterie ve filtru se udusí a odumřou. Poté, co je obnovena dodávka proudu, se pak do vody vyvrhne toxický materiál z odumřelých a rozkládajících se mikrobů.

Je doporučeno sledovat ryby a pokud po ránu, kdy je hladina kyslíku nejnižší, ryby vykazují ztížené dýchání a jsou letargické, je to indikátor toho, že je voda nedostatečně provzdušněná. 

Pro akvaristy je důležité zajistit dostatečné množství kyslíku pro ekosystém nádrže. Existuje mnoho způsobů, jak vyvážit příjem O2 rybami a bakteriemi s přívodem O2 z fotosyntézy, difúzí vzduchu a mechanického míchání vzduchu s vodou.(4)

Závěr

Porozumění a vyváženost prostředí včetně bakterií jsou základem udržení zdravého akvária. S vhodnými znalostmi a nástroji mohou akvaristé využít sílu bakterií k vytvoření prosperujícího vodního prostředí.

(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. 

https://www.britannica.com/science/bacteria/Growth-of-bacterial-populations

Obr: Brammah, Martin. The Betta Bible: The Art and Science of Keeping Bettas. Kindle Edition.