Bakterie w akwarium - w jaki sposób są ze sobą powiązane

Akwarium to skomplikowany i dynamiczny ekosystem. Bakterie w tym ekosystemie odgrywają kluczową rolę, wpływając na jakość wody, cykl składników odżywczych i ogólne zdrowie akwarium. Ten artykuł bada niewidzialny świat tych mikroorganizmów i ich wpływ na życie w akwarium.

Bakterie w głównej roli

Wszystkie bakterie są wodne w tym sensie, że rozmnażają się i żywią w wodzie. Nawet bakterie w suchych glebach lądowych żyją w mikroskopijnej „wodzie porowatej” w glebie. Kilka bakterii żyje swobodnie w wodzie, ale większość z nich przyczepia się do powierzchni, takich jak kamienie, szkło itp. Bakterie często żyją w biofilmach, które są złożonymi, dobrze zorganizowanymi społecznościami z innymi bakteriami, glonami i pierwotniakami.

Początkowa kolonizacja – przyczepienie się do powierzchni tylko przez kilka mikrobów – stopniowo rozwija się w biofilm, swoiste „mikrobiologiczne miasto”. Mikroby w biofilmie współpracują ze sobą, wymieniając składniki odżywcze, produkty odpadowe i materiał genetyczny.(1)

Rola bakterii w akwariach

Cykl azotu

1. Produkcja amoniaku: Cykl zaczyna się, gdy ryby i inne organizmy produkują odpady, które rozkładają się i uwalniają amoniak. Substancja ta jest toksyczna i nawet w małych stężeniach może być śmiertelna dla ryb.
2. Utlenianie amoniaku: Pożyteczne bakterie, które żyją w filtrze akwarium i na innych powierzchniach (takich jak substraty i dekoracje), przekształcają amoniak w azotyny. Jest to pierwszy etap nitryfikacji. Te bakterie są znane jako Nitrosomonas. Powstałe azotyny są również toksyczne, ale mniej niż amoniak.
3. Utlenianie azotynów: Kolejna grupa pożytecznych bakterii, zwana Nitrobacter, przejmuje proces i przekształca azotyny w azotany. Azotany są o wiele mniej toksyczne niż azotyny i amoniak, a większość ryb toleruje je w wyższych stężeniach.

Nitryfikacja to proces, w którym mikroorganizmy (bakterie i archeony) przekształcają toksyczny amoniak w nietoksyczne azotany. W nowych akwariach bakterie nitryfikacyjne stopniowo kolonizują filtry, gdzie mają wystarczająco dużo powierzchni do osiedlenia się i dostęp tlenu. Chociaż bakterie nitryfikacyjne odgrywają drugorzędną rolę w naturalnych ekosystemach, występują we wszystkich glebach, osadach i naturalnych wodach.(2)

Redukcja azotanów: W odpowiednio utrzymanych akwariach azotany można usunąć poprzez wymianę wody lub wchłanianie przez rośliny. W bardziej zaawansowanych systemach beztlenowe bakterie mogą przekształcać azotany w azot, który następnie ulatnia się do powietrza. Proces ten zwykle wymaga specyficznych warunków, które nie występują we wszystkich akwariach.

Rozkład

Bakterie rozkładają materię organiczną – martwe rośliny, niezjedzone jedzenie i odpady rybne – zapobiegając gromadzeniu się szkodliwych substancji. Proces ten również uwalnia składniki odżywcze z powrotem do wody, które mogą być wykorzystywane przez rośliny i inne mikroorganizmy.

Najważniejszym procesem bakteryjnym w akwarium z roślinami jest rozkład materii organicznej. Bez tego powolnego i ciągłego procesu recyklingu materia organiczna (np. odchody ryb, obumarłe liście roślin, pokarm dla ryb) po prostu gromadziłaby się na dnie zbiornika.

Rozkład jest korzystny dla akwariów na trzy główne sposoby. Po pierwsze, dostarcza roślinom CO2 i inne składniki odżywcze. Chociaż te składniki odżywcze można sztucznie dodawać, aby stymulować szybki wzrost roślin, bakteryjny rozkład dostarcza je naturalnie. Nawożenie roślin – przez podawanie pokarmu rybom – odbywa się w sposób ciągły, w małych dawkach i bez wysiłku. Po drugie, rozpuszczony węgiel organiczny, powstający podczas rozkładu, utrzymuje mikroelementy w roztworze i sprawia, że są dostępne dla roślin. Bez rozpuszczonego węgla organicznego w wodzie i osadach, ważne składniki odżywcze, takie jak żelazo i mangan, tworzyłyby nierozpuszczalne tlenki i byłyby niedostępne dla roślin. Po trzecie, rozpuszczony węgiel organiczny chroni ryby i krewetki przed toksycznością metali i przed zakwaszeniem wody.(3)

Zapobieganie chorobom w akwarium

Pożyteczne bakterie mogą konkurować z szkodliwymi patogenami o zasoby, skutecznie tłumiąc choroby. Niektóre bakterie również wytwarzają substancje toksyczne dla patogenów, dodatkowo chroniąc mieszkańców akwarium.

Rodzaje pożytecznych bakterii

Bakterie tlenowe w akwarium

Te bakterie wymagają tlenu do swojego działania i są kluczowe dla początkowych faz cyklu azotu. Znajdują się na powierzchniach wystawionych na działanie wody, takich jak żwir, media filtracyjne i dekoracje.

Bakterie beztlenowe w akwarium

Zamieszkują środowiska o niskim poziomie tlenu, takie jak głębokie substraty lub wnętrza gęstych mediów filtracyjnych. Te bakterie mogą przeprowadzać denitryfikację, proces, który zmniejsza poziomy azotanów i zapobiega ich gromadzeniu się w szkodliwych stężeniach.

Bakterie fakultatywne w akwarium

Te bakterie mogą funkcjonować zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych, co czyni je bardzo wszechstronnymi. Odgrywają rolę w redukcji nadmiaru składników odżywczych i stabilizacji warunków środowiskowych w zbiorniku.

Bakterie w akwariach

Cykl akwarium

Aby ustanowić stabilną społeczność pożytecznych bakterii, nowe akwaria muszą przejść proces zwany „cyklowaniem”. Polega to na wprowadzeniu źródeł amoniaku do zbiornika i pozwoleniu bakteriom na utworzenie kolonii zdolnych do radzenia sobie z obciążeniem biologicznym zbiornika. Cykl jest zakończony, gdy poziomy amoniaku i azotynów są niewykrywalne, a poziomy azotanów stabilizują się.

Regularna konserwacja

Regularna wymiana wody nie tylko kontroluje poziomy azotanów, ale także usuwa nadmiar składników odżywczych, które mogłyby prowadzić do „wykwitów” bakterii. Czyszczenie filtrów, substratów i ścian zbiornika pomaga zapobiegać gromadzeniu się detrytusu i utrzymuje optymalne zdrowie bakterii.

Monitorowanie parametrów wody

Regularne testowanie wody pod kątem obecności amoniaku, azotynów i azotanów pomaga akwarystom dostosować ich rutynowe czynności i karmienie, aby zapewnić zdrową równowagę bakterii i ogólną stabilność akwarium.

Inne tematy

Równowaga mikrobiologiczna w akwarium

Osiągnięcie równowagi między różnymi społecznościami mikroorganizmów jest kluczowe. Niekontrolowane, niektóre bakterie mogą zdominować inne, co prowadzi do złej jakości wody i niezdrowych warunków dla organizmów wodnych.

Eksplozja wzrostu bakterii

Akwaryści mogą używać dodatków zwiększających wydajność bakterii lub wprowadzać nowe szczepy, które poprawiają absorpcję składników odżywczych, technologie filtracyjne lub zwiększają odporność ekosystemu.

Zagrożenia związane z bakteriami w akwarium

Nie wszystkie bakterie są pożyteczne; niektóre mogą powodować choroby. Identyfikacja i kontrola tych patogenów poprzez praktyki kwarantanny i dokładne monitorowanie jakości wody jest kluczowa. Nagły wzrost poziomu składników odżywczych lub materii organicznej może powodować eksplozję wzrostu bakterii. Na przykład, jeśli nastąpi przerwa w dostawie prądu i filtr zewnętrzny się zatrzyma, może dojść do namnożenia się szkodliwych bakterii w filtrze, co prowadzi do beztlenowej działalności biofilmu. Bakterie w filtrze mogą się udusić i umrzeć. Po przywróceniu zasilania toksyczne materiały z martwych i rozkładających się mikrobów mogą zostać uwolnione do wody.

Zaleca się monitorowanie ryb, a jeśli rano, gdy poziom tlenu jest najniższy, ryby wykazują trudności w oddychaniu lub ospałość, jest to wskaźnik, że woda jest niedostatecznie natleniona.

Dla akwarystów ważne jest zapewnienie wystarczającej ilości tlenu dla ekosystemu akwarium. Istnieje wiele sposobów na zrównoważenie poboru O2 przez ryby i bakterie z dopływem O2 pochodzącym z fotosyntezy, dyfuzji powietrza i mechanicznego mieszania powietrza z wodą.(4)

Wnioski

Zrozumienie i równowaga środowiska, w tym bakterii, są podstawą utrzymania zdrowego akwarium. Mając odpowiednią wiedzę i narzędzia, akwaryści mogą wykorzystać siłę bakterii do stworzenia dobrze prosperującego środowiska wodnego.

(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.