Fino ad oggi, studiosi ed appassionati avevano ipotizzato che dopo un certo periodo di tempo, in sistemi chiusi come gli acquari, la popolazione microbica raggiungesse un equilibrio e diventasse relativamente omogenea e stabile.
Tuttavia, vari studi, tra i quali quello condotto nell’acquario della Georgia negli Stati uniti, e quello dello Shedd Aquarium di Chicago hanno mostrato una realtà piuttosto diversa da quella attesa.
Introduzione
Per ogni animale presente nei nostri acquari, che sia pesce, corallo, crostaceo, mollusco, ecc, ci sono milioni di altri piccoli organismi che non vediamo. Le loro attività sono fondamentali per la sopravvivenza degli animali sia in acquario che in natura. Mi riferisco al cosiddetto microbioma. Il microbioma è l’insieme di batteri, alghe, virus e funghi che vivono in un determinato habitat. Essi costituiscono l’inizio e la fine del ciclo delle sostanze organiche.
In acquario sono alla base della filtrazione dell’acqua e rendono possibile la crescita e lo sviluppo degli animali. Proprio in acquario è possibile effettuare degli studi sul microbioma che sarebbe impossibile fare in natura. Essendo ambienti chiusi è possibile monitorare lo sviluppo di complessi ecosistemi marini senza avere influenze esterne. Questo è vero ancora di più quando si studiano sistemi chiusi che non utilizzano cambi d’acqua come stratagemma di manutenzione.
L’acquario
L’acquario della Georgia è il più grande acquario chiuso degli Stati Uniti, chiuso nel senso che non comunica direttamente con l’oceano come altri acquari di queste dimensioni. Contiene circa 24 milioni di litri di acqua salata artificiale, cioè prodotta con aggiunta di sale sintetico per acquari (in particolare è stato utilizzato il sale della Instant Ocean). Lo stesso che utilizziamo noi nelle nostre vasche.
Contiene ogni tipo di pesce compresi mante, squali balena e tartarughe marine. Il sistema di filtrazione dell’acquario sebbene sia imponente come dimensioni è basato sullo stesso principio degli acquari domestici. E’ composto da filtraggio meccanico, chimico e biologico. Sono presenti infatti schiumatoi, filtri a sabbia, resine a scambio ionico e generatori di Ozono (O3).
L’utilizzo di generatori di Ozono ha sia lo scopo di limitare la proliferazione batterica che di aumentare la concentrazione di ossigeno disciolto. La quale ha effetto anche sul potenziale di ossido-riduzione dell’acqua che viene tenuto a circa 675 mV. Il volume di acqua filtrata è circa 500,000 litri al minuto e, prima che torni nella vasca principale vengono monitorati i parametri chimici. Il pH viene stabilizzato con aggiunta di Sodio Bicarbonato. L’acquario viene illuminato dalla luce solare e da lampade agli alogenuri metallici.
Lo studio
Anche se contiene circa 24 milioni di litri di acqua salata, l’acquario della Georgia rimane comunque un sistema chiuso. La “manutenzione” non prevede cambi d’acqua per cui gli studiosi avevano ipotizzato che la popolazione microbica fosse relativamente stabile, specialmente considerando lunghi periodi di tempo.
L’analisi della popolazione microbica è durata per circa 14 mesi, con prelevamenti ogni 2 settimane e durante questo periodo sono state osservate notevoli fluttuazioni sia nella quantità che nel tipo di flora batterica presente. Minime differenze nelle condizioni dell’acqua hanno portato spesso a esplosioni di batteri di un certo tipo a discapito di altri.
Nonostante le molte specie presenti, la comunità batterica è quasi sempre dominata da pochi ceppi che, molto spesso condividono anche le abitudini alimentari e per cui amplificano gli effetti del turnover del microbioma. Il phylum predominante è stato quello dei Proteobatteri (quasi il 90%), chiamati cosi dal Dio greco Proteo, che era in grado di cambiare forma, infatti ne esistono moltissimi tipi con moltissime forme diverse. Comprende diversi generi fototrofici, diversi generi che metabolizzano composti C1, simbionti di piante, endosimbionti di artropodi e agenti patogeni intracellulari. Ma soprattutto, tra i batteri fototrofici è presente il Pelagibacter ubique, che può costituire fino al 10% del fitoplancton marino. All’interno di questa classe le famiglie più numerose sono state quelle delle Rodobatteriacee e delle Kordimondaacee. La loro concentrazione, ha avuto delle variazioni importanti in periodi molto brevi e questo sotoilinea l’elevato dinamismo delle popolazioni batteriche in sistemi chiusi. Studi simili, effettuati in mare aperto, non hanno mostrato lo stesso livello di cambiamenti.
Fonte Advanced Aquarist: https://www.advancedaquarist.com/blog/microbe-populations-in-saltwater-aquariums-highly-dynamic
Articolo completo su Applied and Environmental Microbiology: http://aem.asm.org/content/early/2018/03/05/AEM.00179-18.full.pdf+html
