Die Mikrobiologie im Aquarium – Schwerpunkt Einlaufphase
Das liebe Freunde, war der erste Themenabend dieses Jahr, der uns von Knut präsentiert wurde. Wir alle haben die ersten spannenden Tage bis zu Beginn des Besatzes als eine Zeit erlebt, in dem im Aquarium eine stürmische Entwicklung abläuft. Dass sie für den Betrieb und die Beständigkeit des Aquariums eine ganz große Rolle spielt und was da genau passiert dürfte bekannt sein. Oder doch nicht?
Ausgangspunkt der Mikrobiologie sind nicht die Bakterien wie oft angenommen wird, sondern Pilze, Viren, Protozoen, Microzoa, die den Start hinbekommen. Halophile (salzliebende) Bakterien wurden erstmals 1963 nachgewiesen. Das ist erstaunlich, da die Anzahl der Mikroorganismen in der Biomasse einige Zehnerpotenzen im Verhältnis zu Volumen und Artenvielfalt gegenüber anderen Tierarten überwiegen. Und sie sind in der Lage fast jedes Nahrungsangebot für den Stoffwechsel zu nutzen. Dabei sind diese Organismen fast immer an Substrate gebunden und weisen teilweise eine hoch spezialisierte Lebensweise auf. Die meisten Organismen haben eine extrem kurze Generationszeit und können sich sehr schnell vermehren. Knut nannte als Beispiel die Cyanobakterien, die in der Lage sind sich alle 20 Minuten zu reproduzieren. Alle zusammen bilden eine typische oder charakteristische Lebensgemeinschaften, weisen dabei unterschiedliche Gradienten im Vorkommen vor allem an Grenzschichten zwischen Medien auf. Bekannt als Oberflächenfilm bei wenig bewegten Wasser oder auf Substraten wo sie Biofilme bilden. Wichtig für das Aquarium sind Pilze und Hefen; die Hefen haben eine heterotrophe Ernährungsweise und benötigen daher eine Kohlenstoffquelle. Schon oft wurde auf dem Nutzen von Naturwasser hingewiesen ohne näher auf diese Organismen einzugehen. Dabei sind sie in Küstennähe im Flachwasser durch die Sedimentbewegungen auch im Freiwasser und können so dem Aquarium zugeführt werden. Voraussetzung für den sicheren Betrieb des Aquariums ist eine hohe Diversität, die durch die Vielzahl der Stoffwechselvarianten entsteht.
Im Aquarium entsteht noch vor der bakteriellen Besiedlung ein „Initialfilm“ bestehend aus organischen Molekülen auf den unbelebten Substraten innerhalb weniger Tage. Dadurch wird die Oberflächeneigenschaft des Substrates verändert, es entsteht eine Änderung des elektrischen Ladepotenzials, was in der Regel die Voraussetzung für eine Besiedlung durch Tiere ist. Dabei sind höhere Tiere oder Larven durchaus in der Lage selektive Entscheidungen zu treffen oder ihre Entwicklung wird verzögert, wenn sie ungünstige Bedingungen vorfinden. Dieser Prozess der Initialbesiedlung beginnt nach wenigen Tagen und kann mehrere Wochen andauern. Auf diese Initialbesiedlung aufbauend erfolgt die Besiedlung durch Diatomeen und später das Zooplankton. Bakterien sind überwiegend Substrat gebunden oder an Mikropartikel im Freiwasser oder Oberflächen.
Ein Streitpunkt ist, welche Substrate sich als geeignet erweisen oder womit bestücke ich das Aquarium. Kunstsubstrate, Keramik, natürliche Substrate wie Lebendgestein- hier haben wir langjährige Erfahrungen. Wir empfehlen eine Kombination aus Keramik, Lebendgestein in einem Filter und eine handvoll Bodengrund aus einem laufenden Aquarium. Das garantiert ein gut laufendes Aquarium, bei dem man immer eine gewisse Kontrolle ausüben kann ohne sich ungeliebte Insassen anzusiedeln. Nach unseren Erfahrungen ist der Zeitfaktor von etwa 3 Monaten entscheidend, in dem die Einlaufphase ungestört ablaufen sollte. Auch wenn Notbesetzungen aus einem havarierten Aquarium gelegentlich erfolgreich praktiziert wurden, gehen solche Aktionen oftmals schief.
Das Hauptproblem ist die Einstellung der Bedingungen für die Vielzahl der Organismen. Dabei sind die Hauptkomponenten N,P,S und C in einem bestimmten Verhältnis zueinander zu halten. Werden Keramiken benutzt, ist der Überschuss an Si zu beachten, was durchaus einige Zeit Probleme machen kann. Oder das Leitungswasser, bei dem die Wasserwerke gern Si zusetzen (Korrosionsschutz) in den Wintermonaten. Die meisten werden kaum um eine Aufbereitung des Wassers herumkommen, es sei denn sie bewohnen ein Haus mit mehreren Mietparteien. Betrachtet man die Nährstoffe, so muss ein bestimmtes Verhältnis zueinander vorhanden sein und eine ausgeglichene Nährstoffbilanz ist anzustreben. Betrachtet man zum Beispiel Phosphor, dann ist der Bereich zwischen 0,01-0,09 völlig in Ordnung. Leider sind die Messmethoden nicht immer aussagefähig oder vielfach ungenau. Nitratwerte zwischen 5-50 mg sind auch in Ordnung und weniger als schwerwiegendes Problem zu sehen. Liegt dagegen ein Problem mit P und / oder N vor, dann ist immer auch ein Problem mit der Kohlenstoff Versorgung vorhanden. Oftmals wird dem Kohlenstoff viel zu wenig Aufmerksamkeit gewidmet! Dabei benötigen unsere Destruenten diesen Nährstoff und zwar in organischer Form. Für die heterotrophen Organismen kann man dafür Alkohol, Essig, Traubenzucker oder auch Zellulose (in Form von Baumwollwatte) benutzen. Der Gehalt Kohlenstoff beträgt etwa 1-2 ml/100 Liter Wasser. Wichtig für die Konkurrenzsituation zwischen den Organismen sind immer stabile Verhältnisse.
Knut hat noch eine Empfehlung: Während der Einlaufphase ist es besser die ersten 14 Tage auf Licht zu verzichten und dann langsam das Lichtangebot zu steigern. Das lässt den Prozess der Biofilmausbildung wesentlich gleichmäßiger ablaufen.
Aus meiner Erfahrung möchte ich noch hinzufügen, dass ich die Festsubstrate regelmäßig mit einem Wasserstrahl bearbeite um Sedimente und übermäßig dicke Beläge abzutragen, was dem Aquarium gut bekommt.
Als Literatur empfiehlt Knut das Buch Mikrobiologie des Meeres der Autoren Lutz Ahrend Meyer-Reil.
http://www.amazon.de/Mikrobiologie-Meeres-Eine-Einführung-Uni-Taschenbücher/dp/3825226794
Lieber Gruß,
Dietmar
Das liebe Freunde, war der erste Themenabend dieses Jahr, der uns von Knut präsentiert wurde. Wir alle haben die ersten spannenden Tage bis zu Beginn des Besatzes als eine Zeit erlebt, in dem im Aquarium eine stürmische Entwicklung abläuft. Dass sie für den Betrieb und die Beständigkeit des Aquariums eine ganz große Rolle spielt und was da genau passiert dürfte bekannt sein. Oder doch nicht?
Ausgangspunkt der Mikrobiologie sind nicht die Bakterien wie oft angenommen wird, sondern Pilze, Viren, Protozoen, Microzoa, die den Start hinbekommen. Halophile (salzliebende) Bakterien wurden erstmals 1963 nachgewiesen. Das ist erstaunlich, da die Anzahl der Mikroorganismen in der Biomasse einige Zehnerpotenzen im Verhältnis zu Volumen und Artenvielfalt gegenüber anderen Tierarten überwiegen. Und sie sind in der Lage fast jedes Nahrungsangebot für den Stoffwechsel zu nutzen. Dabei sind diese Organismen fast immer an Substrate gebunden und weisen teilweise eine hoch spezialisierte Lebensweise auf. Die meisten Organismen haben eine extrem kurze Generationszeit und können sich sehr schnell vermehren. Knut nannte als Beispiel die Cyanobakterien, die in der Lage sind sich alle 20 Minuten zu reproduzieren. Alle zusammen bilden eine typische oder charakteristische Lebensgemeinschaften, weisen dabei unterschiedliche Gradienten im Vorkommen vor allem an Grenzschichten zwischen Medien auf. Bekannt als Oberflächenfilm bei wenig bewegten Wasser oder auf Substraten wo sie Biofilme bilden. Wichtig für das Aquarium sind Pilze und Hefen; die Hefen haben eine heterotrophe Ernährungsweise und benötigen daher eine Kohlenstoffquelle. Schon oft wurde auf dem Nutzen von Naturwasser hingewiesen ohne näher auf diese Organismen einzugehen. Dabei sind sie in Küstennähe im Flachwasser durch die Sedimentbewegungen auch im Freiwasser und können so dem Aquarium zugeführt werden. Voraussetzung für den sicheren Betrieb des Aquariums ist eine hohe Diversität, die durch die Vielzahl der Stoffwechselvarianten entsteht.
Im Aquarium entsteht noch vor der bakteriellen Besiedlung ein „Initialfilm“ bestehend aus organischen Molekülen auf den unbelebten Substraten innerhalb weniger Tage. Dadurch wird die Oberflächeneigenschaft des Substrates verändert, es entsteht eine Änderung des elektrischen Ladepotenzials, was in der Regel die Voraussetzung für eine Besiedlung durch Tiere ist. Dabei sind höhere Tiere oder Larven durchaus in der Lage selektive Entscheidungen zu treffen oder ihre Entwicklung wird verzögert, wenn sie ungünstige Bedingungen vorfinden. Dieser Prozess der Initialbesiedlung beginnt nach wenigen Tagen und kann mehrere Wochen andauern. Auf diese Initialbesiedlung aufbauend erfolgt die Besiedlung durch Diatomeen und später das Zooplankton. Bakterien sind überwiegend Substrat gebunden oder an Mikropartikel im Freiwasser oder Oberflächen.
Ein Streitpunkt ist, welche Substrate sich als geeignet erweisen oder womit bestücke ich das Aquarium. Kunstsubstrate, Keramik, natürliche Substrate wie Lebendgestein- hier haben wir langjährige Erfahrungen. Wir empfehlen eine Kombination aus Keramik, Lebendgestein in einem Filter und eine handvoll Bodengrund aus einem laufenden Aquarium. Das garantiert ein gut laufendes Aquarium, bei dem man immer eine gewisse Kontrolle ausüben kann ohne sich ungeliebte Insassen anzusiedeln. Nach unseren Erfahrungen ist der Zeitfaktor von etwa 3 Monaten entscheidend, in dem die Einlaufphase ungestört ablaufen sollte. Auch wenn Notbesetzungen aus einem havarierten Aquarium gelegentlich erfolgreich praktiziert wurden, gehen solche Aktionen oftmals schief.
Das Hauptproblem ist die Einstellung der Bedingungen für die Vielzahl der Organismen. Dabei sind die Hauptkomponenten N,P,S und C in einem bestimmten Verhältnis zueinander zu halten. Werden Keramiken benutzt, ist der Überschuss an Si zu beachten, was durchaus einige Zeit Probleme machen kann. Oder das Leitungswasser, bei dem die Wasserwerke gern Si zusetzen (Korrosionsschutz) in den Wintermonaten. Die meisten werden kaum um eine Aufbereitung des Wassers herumkommen, es sei denn sie bewohnen ein Haus mit mehreren Mietparteien. Betrachtet man die Nährstoffe, so muss ein bestimmtes Verhältnis zueinander vorhanden sein und eine ausgeglichene Nährstoffbilanz ist anzustreben. Betrachtet man zum Beispiel Phosphor, dann ist der Bereich zwischen 0,01-0,09 völlig in Ordnung. Leider sind die Messmethoden nicht immer aussagefähig oder vielfach ungenau. Nitratwerte zwischen 5-50 mg sind auch in Ordnung und weniger als schwerwiegendes Problem zu sehen. Liegt dagegen ein Problem mit P und / oder N vor, dann ist immer auch ein Problem mit der Kohlenstoff Versorgung vorhanden. Oftmals wird dem Kohlenstoff viel zu wenig Aufmerksamkeit gewidmet! Dabei benötigen unsere Destruenten diesen Nährstoff und zwar in organischer Form. Für die heterotrophen Organismen kann man dafür Alkohol, Essig, Traubenzucker oder auch Zellulose (in Form von Baumwollwatte) benutzen. Der Gehalt Kohlenstoff beträgt etwa 1-2 ml/100 Liter Wasser. Wichtig für die Konkurrenzsituation zwischen den Organismen sind immer stabile Verhältnisse.
Knut hat noch eine Empfehlung: Während der Einlaufphase ist es besser die ersten 14 Tage auf Licht zu verzichten und dann langsam das Lichtangebot zu steigern. Das lässt den Prozess der Biofilmausbildung wesentlich gleichmäßiger ablaufen.
Aus meiner Erfahrung möchte ich noch hinzufügen, dass ich die Festsubstrate regelmäßig mit einem Wasserstrahl bearbeite um Sedimente und übermäßig dicke Beläge abzutragen, was dem Aquarium gut bekommt.
Als Literatur empfiehlt Knut das Buch Mikrobiologie des Meeres der Autoren Lutz Ahrend Meyer-Reil.
http://www.amazon.de/Mikrobiologie-Meeres-Eine-Einführung-Uni-Taschenbücher/dp/3825226794
Lieber Gruß,
Dietmar
FG Meeresaquaristik Berlin-Brandenburg