Biološko formiranje akvarijuma (2.deo)

Kada je Vaš novi akvarijum zaista spreman za naseljavanje ukrasnim ribicama?

MIKROORGANIZMI

U svakom od četiri segmenta azotnog ciklusa, čiju smo suštinu objašnjavali u prošlom broju, mikroorganizmi, a među njeima pre svih bakterije, se pojavljuju kao veoma bitan, ako ne i ključni, faktor koji omogućava njegovo odvijanje.

Koji su to mikroorganizmi i kako to oni rade, tema je ovog članka.

Evo nekoliko termina koji će nam pomoći da bolje razumemo tekst koji sledi, a odnosi se na osnovne pojmove iz bakteriologije:

Patogene

to su bakterije koje aktivno ili pasivno proditu u organizam i izazivaju bolesti biljaka i životinja

Saprofitne

to jednostavno znači da ih ima svuda i da, za razliku od patogenih, ne izazivaju bolesti (osim ako se nađu na pogrešnom mestu kao što su unutrašnja tkiva ili krvotok).

Autotrofne

bakterije svoju ishranu zadovoljavaju unošenjem neorganskih supstanci - minerala i gasova. Za to imaju posebnu unutrašnju ćelijsku organizaciju i često kao izvor energije za tu aktivnost koriste sunce ili druge izvore svetlosti i toplote.

Heterotrofne

bakterije svoju ishranu zadovoljavaju unošenjem gotovih organskih supstanci koje svojim metabolizmom razgrađuju na jednostavnija jedinjenja.

Aerobne

bakterije za svoj život i metabolizam zahtevaju prisustvo vazduha.

Anaerobne

bakterije žive i razvijaju se bez prisustva vazduha, a za mnoge od njih, njegovo prisustvo je smrtonosno.

* U prvom segmentu, azotnog ciklusa, u kome dolazi do stvaranja amonijaka (NO₃ > NH₃ >NH₄), kao produkta raspadanja organske materija nastale metabolizmom riba i biljaka, raspadanjem viška hrane i drugog organskog otpada, učestvuju saprorofitne heterotrofne bakterije kojih ima svuda oko nas. Drugačije ih nazivamo i truležne bakterije ili bakterije koje vrše organsku razgradnju, a u vodenoj sredini najviše ih je iz rodova Proteus, Pseudomonas, Seratia i Peptococcus... 

One svojim delovanjem razgrađuju organske materije, kao što su belančevine i ugljeni hidrati (celuloza, skrob...). Neke od njih žive kao saprofite u crevu riba, neke u podlozi akvarijuma, ali ono što je za nas u ovom trenutku važno, je da u vodu oslobađaju amonijak, kao jedan od svojih metaboličkih produkata.

* U drugom segmentu, azotnog ciklusa, u kome se otrovni amonijak konvertuje u manje, ali još uvek otrovne nitrite (NO₂), učestvuju druge vrste bakterija. One se nazivaju nitrifikacione ili bakterije koje oksiduju amonijak. One iz otrovnog amonijum jona istiskuju vodonik (H₂) i zamenjuju ga kiseonikom (O₂). Za ovu aktivnost im je potrebno prisustvo vode sa dosta rastvorenog kiseonika, pa se takvi uslovi u akvarijumu moraju obezbediti.

Među ovim bakterijama je svakako najpoznatija vrsta Nitrosomonas europea, koja je opisana u brojnim monografijama, kako akvarističkim, tako i onim koje se bave obradom industrijskih i drugih otpadnih voda. Ipak najnovija istraživanja govore da Nitrosomonas vrste imaju malog ili nikakvog značaja u ciklusu azota u slatkoj vodi, a da su pravi oksidatori amonijaka u stvari bakterije iz roda Nitrococcus.

* U trećem segmentu, azotnog ciklusa, još uvek otrovni nitriti (NO₂), dalje se oksiduju u nitrate (NO₃), a ovaj proces bi takođe bio nemoguć bez prisustva mikroorganizama. Tu na scenu stupaju bakterije iz roda Nitrobacter, a po najnovijim istraživanjima i one iz roda Nitrospira. Kao i predhodna grupa, i bakterije koje oksiduju nitrite, za život i obavljanje svoje važne uloge traže vodu bogatu kisonikom.

* Ni četvrti segment azotnog ciklusa, trošenje stvorenih nitrata od strane viših i nižih biljaka za njihovu ishranu, na odvija se potpuno bez prisustva bakterija. Mnoge vrste akvarijumskih biljaka, kao i neke kopnene (npr.detelina ili lucerka), razvile su posebnu simbiozu sa određenim vrstama bakterija. Te bakterije žive u naročitim kvržicama na korenu biljaka i pomažu im unošenje nitrata i drugih jedinjenja u sprovodni sistem. One su poznate kao bakterije Rhisobium grupe.

Pored nabrojanih, u akvarijumu postoje i mnogi drugi mikroorganizmi koji na ovaj ili onaj način utiču na njegovu stabilnost i život riba i biljaka. Mnogi od njih učestvuju i u kruženju azota, ali nisu od presudnog značaja za ciklus pa ih nisam posebno pominjao ne želeći da umanjim njihovu ukupnu ulogu.

Sada, kada smo barem površno sagledali značaj mikroorganizama u mikroekosistemu koji nazivamo akvarijum, osvrnimo se na to šta je potrebno da bi, oni potrebni, u njemu opstali i pravilno obavljali svoju funkciju.

Bakterije koje oksiduju amonijak do nitrata (druga i treća grupa) mogu se okarakterisati kao aerobne, autotrofne litofilne vrste. To zapravo znači da za život zahtevaju prisustvo kiseonika, da same stvaraju hranu iz neorganskih sastojaka i da im je potrebna podloga na kojoj će se naseliti, stvoriti kolonije i mirno se razmnožavati. Mnoge od njih vole da podloga (supstrat) na kojoj žive, ili voda u kojoj se nalaze, sadrži i dovoljnu količinu bikarbonata koji su im neophodni za razvoj.

Dakle treba obratiti pažnju na nekoliko činjenica.

• da bi obavljale svoju funkciju u akvarijumu, bakterije druge i treće grupe moraju biti brojne, tj. za život im se mora obezbediti velika površina koja će stalno biti obstrujavana vodom bogatom kiseonikom (perlit, biokugle,...)
• nitrifikacione bakterije nisu agresivne u pogledu razmnožavanja i u odnosu na druge bakterije razmnožavaju se relativno sporo. U normalnim uslovima za uspostavljanje njihovih kolonija je potrebno oko 30 dana.
• njihovo razmnožavanje i opstanak uopšte, mogu biti zaustavljeni ako se u vodi nalazi velika koncentracija štetnih jedinjenja, čak i onih kojima se one one hrane- amonijak, nitriti ili nitrati.
• one žive u opsegu parametara koji se optimalno kreću između 6.0 i 9.0 pH i 20-30^oC. Van ovih vrednosti će prestati sa aktivnošću ili uginuti.
• bilo kakvo intervenisanje antibakterijskim medikamentima u akvarijumu najčešće dovodi do delimočnog ili potpunog uništavanja kolonija nitrifikacionih bakterija, koje se kasnije moraju ponovo uspostaviti.

Kako praktično uspostaviti azotni ciklus u akvarijumu, koliko to traje, i kako se izvodi opisaćemo u sledećem broju.

stručni konsultant za oblast mikrobiologije

Dr. Miodrag Stamenković

autor

Srđan Vujović

Biološko formiranje akvarijuma (3.deo)