Una domanda da 1.000.000 di $.
(tratto dal NewsGroup it.hobbyacquari)
Ecco le premesse.
Tutti noi sappiamo, perché
sussurrato da bocca di acquariofilo ad orecchio di acquariofilo, che i batteri
nitrificanti presenti nei nostri filtri biologici hanno bisogno di ossigeno e di
nutrimento per sopravvivere.
Sappiamo anche che se uno solo di questi due
elementi venisse a mancare, la morte dei nostri batteri sarebbe rapida (si narra
di poche ore). Tutto questo viene tramandato oralmente. Se qualcuno avesse dei
riferimenti bibliografici di fondato carattere scientifico, è pregato di farsi
avanti e di riportarli, grazie. No pieghevoli pubblicitari, please :-))
Ecco la domanda: come è possibile che vengano messi
in commercio dei biocondizionatori che affermano di poter incrementare la flora
batterica nitrificante, dopo essere stati tenuti in magazzini e negozi in alcuni
casi per mesi, al riparo da ossigeno e cibo, e che quindi dovrebbero contenere
solo ex batteri vivi? A naso si direbbe che l'unica fonte conservabile di
batteri nitrificanti siano solo le colture liofilizzate, o i brodi di coltura
che, peraltro, dovrebbero avere una durata limitata.
Forse, forse che ci raccontano frottole? Oppure ci vendono dei fetidissimi brodi
di coltura senza dircelo?
Walter P.
La risposta necessita di una premessa: parlo per il Nitrivec di cui ho dati
precisi e posso assicurare che è costituito da colture purificate di
Nitrobacter e Nitrosomonas in rapporto 4:1 (più avanti ne spiegherò
il perché) e non di prodotti analoghi che da analisi di laboratorio sono
risultati essere altra cosa (a volte enzimi del tipo proteasi, altre volte
brodaglie o ancora colture liofilizzate poco attive). Detto ciò, passiamo a
chiarire il quesito di Walter.
L'arresto del filtraggio per un certo periodo di tempo NON PROVOCA la morte dei
batteri, ma non per questo possiamo spegnere la pompa del filtro.
Il
motivo, piuttosto complesso da un punto di vista biochimico, va ricercato sia
nella dinamica delle popolazioni batteriche che nella cinetica delle reazioni
ossidative.
Cercherò di spiegarlo il più sinteticamente possibile: ogni popolazione
(batterica, vegetale o animale) cresce in proporzione alla disponibilità delle
risorse trofiche; come non ci possono essere più predatori di quanto una
popolazione di prede ne possa sfamare senza estinguersi, così non ci possono
essere più batteri di quanti composti organici ne possano mantenere. In altre
parole, è inutile avere un filtro enorme nell’acquario poiché i batteri aerobi
non avrebbero abbastanza cibo per moltiplicarsi e colonizzarlo. In definitiva,
in ogni acquario si instaurerà un equilibrio dinamico tra batteri e cataboliti
(rifiuti organici) prodotti dai pesci, sul quale interverranno poi le reazioni
ossidative avviate dai due principali ceppi batterici presenti nel filtro. Di
questi, il Nitrosomonas si moltiplica con una velocità quattro volte
superiore a quella del Nitrobacter e quindi, in fase di maturazione del
filtro - ma anche dopo l'uso di un medicinale, una pulizia radicale del
materiale filtrante o un generoso cambio d'acqua a valori non controllati – il
primo ceppo produrrà più nitriti di quanti il secondo ne possa trasformare in
nitrati. L'accumulo di nitriti provoca un avvelenamento ematico: il gruppo NO2
è terribilmente simile dal punto di vista elettrochimico all'ossigeno O2,
per la sua capacità di legarsi al suo posto all'emoglobina del sangue; il
risultato è la morte da soffocamento.
Per
questo motivo nel Nitrivec il rapporto è di 4:1, in modo da rendere subito
disponibile la giusta quantità di Nitrobacter per smaltire gli eccessi
dei prodotti del Nitrosomonas.
Se spegniamo il filtro per alcune ore, i batteri non ricevono più il flusso di
acqua che garantisce l’apporto di ossigeno e di cataboliti da ossidare. Questi
microrganismi sono molto semplici, tuttavia estremamente specializzati e molto
evoluti (ricordiamoci che sono stati i batteri i primi a colonizzare il nostro
pianeta) e quindi corrono ai ripari producendo polimeri organici scarsamente
solubili in acqua, che tendono ad accumularsi in prossimità della parete
cellulare. Il risultato è una struttura a strati gelatinosi che prende il nome
di capsula, in grado di tenerli in uno stato di quiescenza che permette loro di
sopravvivere anche per lunghissimi periodi, sempre che non vengano attaccati da
altri microrganismi (batteriofagi, funghi, protozoi, ecc.).
Quando riavviamo la pompa, l'acqua riprende a circolare, i batteri si
riattivano, ma in quelle ore di inattività i cataboliti prodotti dai pesci e non
trasformati dai batteri si sono accumulati, così che la popolazione non è più
dimensionata al nuovo carico organico.
I
Nitrosomonas trasformeranno velocemente ammoniaca/sali d'ammonio in nitriti,
ma non altrettanto riusciranno a fare i Nitrobacter se non incrementati
numericamente con il Nitrivec. I nitriti tenderanno quindi ad accumularsi e il
resto lo sapete…
In
conclusione, il Nitrivec è una coltura di batteri purificata (per evitarne la
distruzione da parte degli agenti prima menzionati), in cui lo stato di
quiescenza è indotto in laboratorio con tecniche di avanguardia che ne
permettono un’attività al risveglio superiore al 95%.
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Complimenti per l'ottima esposizione, ma mi hai
lasciato un dubbio: i batteri nel filtro al momento della riattivazione della
pompa non sono già presenti nelle giuste proporzioni, visto che lo erano prima
dell'interruzione?
Riccardo R.
Purtroppo no e i
motivi sono due.
1) La popolazione batterica come ho detto prima è in equilibrio dinamico, sia
con le risorse trofiche che con i suoi predatori: i batteri si moltiplicano in
ragione del cibo che hanno a disposizione e per rimpiazzare gli individui che
vengono continuamente predati da altri batteri (patogeni e non). Durante
l'arresto della pompa i batteri nitrosanti e nitrificanti non si nutrono e non
si moltiplicano, ma i predatori sì, decimandoli...
2) Durante il fermo-pompa gran parte dei composti organici prodotti dal
metabolismo dei pesci non viene trasformato dai batteri del filtro (ma solo da
quelli presenti nel resto dell'acquario), per cui la loro concentrazione aumenta
modificando così l'altro parametro dell'equilibrio.
Perché si verifichi uno squilibrio, i Nitrobacter dovrebbero essere
sensibilmente più lenti dei Nitrosomonas nel riattivarsi, o sbaglio?
Riccardo R.
Infatti lo sono: come avevo
specificato prima, il rapporto tra la velocità di moltiplicazione del
Nitrosomonas e del Nitrobacter è di 4 a 1.
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