I batteri ed il metodo della riproduzione batterica in acquario marino

Quando parliamo di batteri nell’acquario, spesso sappiamo poco di questi microorganismi. Si sente spesso parlare di metodi a riproduzione batterica, ma cosa significa? Quali sono i pro e gli inevitabili contro?

I batteri sono appunto degli organismi, microscopici, di dimensioni massime di 30 micrometri. Grossolanamente possiamo classificarli in aerobici ed anaerobici a seconda che vivano in presenza o in assenza di ossigeno seppur esistano anche batteri anaerobi facoltativi che possono vivere in entrambe le condizioni ed altri ancora.

Altre classificazioni si basano sulla forma (bacilli, cocchi, spirochete, vibrioni…), sulla temperatura di crescita ottimale (criofili, mesofili, termofili).

In base alla capacità di “costruire” da sè o meno molecole organiche complesse come zuccheri partendo da fonti di carbonio inorganico (CO2) si classificano gli organismi in autotrofi; eterotrofi sono invece quegli organismi che necessitano di carbonio organico precostituito.

Anche in base alla fonte di energia utilizzata per sopravvivere distinguiamo i fotosintetici (che traggono energia dalla luce solare) ed i chemio sintetici (che traggono energia da reazioni chimiche).

Noi quando sfruttiamo la riproduzione batterica dosando carbonio organico chiaramente stiamo stimolando la crescita di batteri eterotrofi chemio sintetici.

Quest’ultima espressione è chiara visto il motivo per cui “puntiamo” sulla riproduzione batterica, cioè ridurre i nitrati, essendo queste sostanze utilizzate nel metabolismo anaerobico di batteri eterotrofi e visto che ciò palesemente accade dosando fonti di carbonio organico.

Non voglio, in questa sede parlare di batteri nel ciclo dell’azoto o di “PAO” nel reattore di zeolite, noiose reazioni chimiche di cui è già pieno internet. Preferisco definire le esigenze dei batteri e cercare di dare un quadro sulla riproduzione batterica in acquario.

Ogni batterio necessita di N (azoto), C (carbonio), H (idrogeno), P (fosforo), S (zolfo), O (ossigeno) se aerobico, altri “accettori di elettroni finali della catena respiratoria” se anaerobico quali ad esempio NO3- (ione nitrato), SO4– (ione solfato) ect..

Quando in vasca dosiamo fonti di carbonio, prevalentemente aggiungiamo carbonio ed idrogeno, questo accade sia che si somministri etanolo (sotto forma della fantomatica vodka), che glucosio, fruttosio, saccarosio, oppure acido acetico.

Qualsiasi sia la fonte di carbonio, la moltiplicazione batterica deriva dalla presenza in vasca di tutti i fattori di crescita necessari,  di solito presenti in abbondante quantità. L’aggiunta del carbonio stimola la moltiplicazione batterica. I batteri, quindi, riproducendosi, utilizzano N, P, S ect e quindi li sottraggono all’acqua.

L’acquariofilo è interessato soprattutto alla moltiplicazione dei batteri “anaerobi facoltativi“, molti dei quali sono  “denitrificanti“,  cioè utilizzano lo ione nitrato, NO3-, come accettore finale di elettroni, poiché questo anione (anione è un atomo o gruppo di atomi caricati negativamente), viene eliminato dalla vasca, o meglio trasformato (se la riduzione avviene completamente) in azoto molecolare N2, il quale, gassoso, tramite bollicine si allontana naturalmente.

Poiché questi batteri sfruttano un metabolismo anaerobio facoltativo (ma solo in fase anaerobica utilizzano il nitrato come accettore finale di elettroni e quindi ci tornano utili), vivono prevalentemente nelle zone della vasca più anossiche cioè più prive di ossigeno), quindi negli strati più bassi del DSB, nelle zone più interne delle rocce.

I batteri riprodotti, se appunto denitrificanti ridurranno i nitrati in vasca.

Dosando “carbonio” si ha un rifornimento di questo elemento per tutti i tipi di batteri, aerobi compresi e quindi anche i nitrificanti (che in ultima analisi aumentano i nitrati).

In pratica aumentiamo sia il numero di batteri che aumentano i nitrati sia di quei ceppi  che li riducono. Proprio per questa ragione nascono reattori specifici per mantenere ambienti anossici in cui si inseriscono appositi “media” molto porosi, che favoriscono prevalentemente la riproduzione dei batteri denitrificanti, che sono anaerobi facoltativi.

Aumentando la massa batterica in modo esponenziale però, i miliardi di organismi, causa calo delle risorse in vasca, potrebbero diventare un pericolo per la vasca stessa, morendo ed inquinando quindi l’ambiente in cui si trovano. Per evitare ciò, bisognerebbe valutare con estrema cautela se e quando utilizzare metodi a riproduzione batterica. Molto di questi batteri vengono predati dai coralli, poiché facenti parte del batterio plancton, molti altri verranno “schiumati” dai nostri potenti schiumatoi… motivo per cui suggerisco di dosare fonti di carbonio a skimmer spento. Lasciare che i batteri si riproducano (nel giro di poche ore si saranno decuplicati) e quindi accendere lo skimmer che ne eliminerà buona parte (soprattutto aerobici). Il dosaggio di carbonio a skimmer spento, favorisce, tra l’altro, la riproduzione degli “anaerobi” poiché diminuisce il livello di ossigeno in vasca; quest’ultima operazione non crea nessun tipo di pericolo per gli organismi viventi aerobi (pesci ect) .Sembra quindi che sia un ottimo sistema per eliminare nutrienti, ma…

Lo sviluppo incontrollato di batteri, causato dall’aggiunta, di quantità indefinite di fonti di carbonio, potrebbe portare alla famosa quanto temuta “esplosione batterica“, caratterizzata da una “nebbiolina” in vasca, una opacizzazione dell’acqua, seguita a volte da “patine” bianche sui vetri.

Quando e se si verificassero questi sintomi, bisognerebbe immediatamente cambiare parte dell’acqua, per limitare la popolazione batterica, schiumare bagnato e sospendere ogni tipo di cibo (tutti gli alimenti contengono carbonio e gli altri elementi necessari alla riproduzione batterica).

Non solo, se è pur vero che morendo i microorganismi inquinerebbero, rilasciando le loro proteine in vasca, queste si trasformerebbero in ammoniaca e successivamente in nitriti, entrambi tossici, anche vivendo creerebbero problemi, poiché utilizzerebbero ossigeno (gli aerobi) che quindi sottrarrebbero, visto il loro enorme numero, all’acqua, a discapito delle specie ittiche aerobiche presenti.

In appositi reattori (che possono essere costruiti anche in casa) che “scarichino” all’ingresso dello skimmer e con dosaggi di “carbonio” molto diluiti, ma soprattutto con la consapevolezza di quanto si sta facendo, la riproduzione batterica può essere un buon sistema per abbassare i nutrienti e cibare gli invertebrati.

In ogni caso è un metodo assolutamente sconsigliato ai neofiti ed a chiunque non ne comprenda il pericolo.

In ultima analisi, vorrei porre l’accento sulla possibilità di riprodurre eventuali microrganismi patogeni se presenti in vasca e il chiaro problema etico nello sfruttare questo sistema. L’acquariofilo dovrebbe assecondare la natura, con pazienza attendere che la magia della vita e l’equilibrio della sua amata vasca arrivino, la famosa vasca matura.

Il sistema a riproduzione batterica invece, oltre che essere visto come sintomo di fretta, sicuramente allontana l’equilibrio biologico che solo, potrà mantenere la vasca stabile a lungo e con molti meno problemi, e si caratterizza con una cura costante e maniacale di tutto il sistema acquario per mantenere la popolazione batterica in perfetta efficienza.