Dinoflagelates. Destrukcyjny zabieg

[Gość]

 

PROBLEM

Jak dobrze wiadomo, szkodniki bruzdnic w akwarium rafowym są prawdopodobnie najgorszymi, z jakimi przyjdzie nam się zmierzyć w życiu naszego organizmu. Te szkodniki są dość trudne do zwalczenia, ponieważ bruzdnice mają dużą zdolność do reprodukcji, rozmnażania i przetrwania. Ponadto środki, które są skuteczne dla jednego gatunku, nie są równie ważne dla innych. Aby skomplikować sprawę, niezwykle istotną rolę odgrywa historia akwarium i zmienne środowiskowe, np. istniejące stężenia azotanów i fosforanów, a dokładniej ich zmienność.

Tabela 1 przedstawia listę środków, które samodzielnie lub w połączeniu są powszechnie stosowane przez akwarystów borykających się z tym problemem. Tabela wskazuje skuteczność, według mojej najlepszej wiedzy i doświadczenia, każdego z nich. Jak widać, żaden ze środków nie ma wysokiego stopnia skuteczności we wszystkich przypadkach, ponieważ potrzeba kilku z nich i dużo cierpliwości, aby dojść do pomyślnego wniosku.
 

Tabela 1. Powszechne sposoby walki z dino.

Na szczęście, jak zobaczymy w tym artykule, byliśmy w stanie zweryfikować, że stopniowe dodawanie zewnętrznego źródła węgla organicznego ma dużą skuteczność w rozwiązywaniu problemu, najprawdopodobniej dla wszystkich gatunków bruzdnic. Zabieg ten został przetestowany i zweryfikowany podczas eksperymentu przeprowadzonego w 11 akwariach rafowych w ciągu 7 tygodni w Madrycie. We wszystkich przypadkach rezultatem było wytępienie agrofaga. Zobaczmy szczegóły.

DINOFLATY. CZYM SĄ?

Dinoflagellates to małe jednokomórkowe organizmy należące do grupy protistów, których nie można zaliczyć do zwierząt ani roślin, ponieważ mają cechy obu. Poruszają się ruchem obrotowym, napędzając się wiciami. Na przykład dobrze znane zooxantelle, które zamieszkują koralowce, ukwiały i małże olbrzymie, są protistami bruzdnic, chociaż zrezygnowały ze swojej rozległej mobilności, aby mieć bezpieczne środowisko w tkankach swojego gospodarza, chronione przed drapieżnikami

Niechciane bruzdnice w akwarium często są klasyfikowane jako „algi”, ponieważ są fotosyntetycznymi protistami, chociaż wiele z nich to organizmy miksotroficzne, zdolne żywić się również prostą materią organiczną. Ta strategia podwójnego karmienia przyczynia się do ich wielkiej zdolności do przetrwania. Wiele z nich uwalnia do wody bardzo silne toksyny, np. gatunki Ostreopsis, Gambierdiscus i Prorocentrum, które wytwarzają związki podobne do palytoksyn wytwarzanych przez Zoanthidy. Jako przykład opiszę cykl życia Osteropsis, aby zrozumieć, z czym mamy do czynienia.

Komórki Osteropsis ovata mają w swojej największej części średnicę około 40 mikrometrów, co w porównaniu ze średnicą komórki sinic (2-3 mikrometry) daje wyobrażenie o jej względnej wielkości. Osteopsis, podobnie jak wiele innych szkodliwych bruzdnic, wydziela dużą ilość śluzu do budowy macierzy zewnątrzkomórkowych, charakteryzujących się makroskopowo obecnością pasm i włókien, w których uwięzione są pęcherzyki tlenu powstałe w wyniku fotosyntezy. Matryce te osadzają się na dowolnym istniejącym podłożu, piasku, skałach, szkle itp., dusząc istniejącą mikrofaunę. Można to zaobserwować na przykład, gdy agregaty utworzone na podłożu są wypompowywane, odsłaniając obszary piasku o ciemnoszarym kolor, wskazujący na beztlenową aktywność bakterii, wynikające z wyczerpania się tlenu wytwarzanego przez warstwę bruzdnic osiadłych na wierzchu. Macierze zewnątrzkomórkowe służą również do unieruchamiania potencjalnych drapieżników, takich jak obunogi i widłonogi.

Ostreopsis i inne szkodliwe bruzdnice mają cykl życiowy charakteryzujący się obecnością cyst lub form odpornościowych, które powstają w wyniku zjednoczenia gamet, chociaż również pochodzą z rozmnażania bezpłciowego. Gdy warunki środowiskowe nie są odpowiednie, na przykład niedobór składników odżywczych lub światła, cysty te zakotwiczają się w podłożu i pozostają „uśpione” przez miesiące, aż sytuacja się poprawi.

Oznacza to, że kiedy używamy żywej skały w akwarium, wprowadzamy te cysty jako część rezydentnej mikrofauny. Należy zauważyć, że użycie obojętnej skały nie zapobiega rozprzestrzenianiu się bruzdnic, które są nieumyślnie wprowadzane wraz z odłamkami koralowców. W rzeczywistości akwaria rozpoczęte ze skałą obojętną charakteryzują się większą częstością występowania i czasem trwania tego typu szkodników, ze względu na brak konkurencji mikroorganizmów. Udało mi się zweryfikować ten punkt za pomocą próbek mikroskopowych i wywiadów z hobbystami. Jako przykład, Rysunek 1 pokazuje rozwój szkodników bruzdnic w akwarium z 50% obojętną skałą (po lewej) i 50% żywą skałą (po prawej). Różnica jest niezwykła.
 

Rysunek 1. Rozwój szkodnika bruzdnicowego w zależności od żywej skały (po prawej) lub skały obojętnej (po lewej)

W oceanie bruzdnice wytwarzają toksyczne pływy zbiegające się z okresami wzrostu temperatury i rozpuszczonymi nieorganicznymi składnikami pokarmowymi. Te zakwity są inicjowane, gdy cysty są aktywowane i zaczynają się dzielić, każda komórka generuje dwa nowe osobniki i tak dalej. Ta reprodukcja generuje wykładniczy wzór, który następnie stabilizuje się w płaski wzór. Po kilku tygodniach gęstość zaludnienia maleje, aż do ustania kwitnienia. W akwarium szkodnik zachowuje się w ten sam sposób i może trwać miesiącami.

Dinoflagellaty w akwarium rafowym

Dinoflagellates są obecne w prawie wszystkich akwariach, stanowiąc część sieci pokarmowej, a zatem przyczyniają się do ogólnego mechanizmu recyklingu składników odżywczych, ponieważ zużywają światło, CO2, azotany, fosforany, pierwiastki śladowe i rozpuszczoną materię organiczną. Jeśli populacja rezydenta jest ograniczona do kilku małych kolonii i cyst, nie stanowi to większego problemu. Jednak absolutnie konieczne jest unikanie warunków, które mogą sprzyjać kwitnieniu, ponieważ raz rozpoczęty jest dość trudny do kontrolowania i wykorzenienia.

Najkorzystniejszy scenariusz dotyczy młodych akwariów o bardzo niskich stężeniach azotanów i fosforanów, np. poniżej 0,02 fosforanów i 2 ppm azotanów. Istnieje również pewne prawdopodobieństwo, że wykwit zostanie wywołany, gdy nastąpi szybkie zmniejszenie stężenia fosforanów, co może się zdarzyć na przykład po zastosowaniu chlorku lantanu lub GFO. We wszystkich akwariach dobrą praktyką jest utrzymywanie równowagi pomiędzy tymi dwoma składnikami odżywczymi.

Dlaczego więc, gdy w wodzie jest za mało azotanów i fosforanów lub gdy następuje nagła redukcja, istnieje większe prawdopodobieństwo wywołania szkodnika? Odpowiedź nie jest ani prosta, ani natychmiastowa, ale istnieją pewne dowody, które pomagają nam zrozumieć problem. Kluczem nie jest sam bruzdnica, ponieważ zmniejszenie stężenia składników odżywczych, zarówno organicznych, jak i nieorganicznych, wcale im nie sprzyja. Dzieje się tak, że inne konkurujące gatunki, które między innymi używają azotanów i fosforanów do pożywienia, głodują, a bruzdnice to wykorzystują.

RÓWNOWAGA, DOJRZAŁOŚĆ I NISZE BIOLOGICZNE

Wszystkie mikroorganizmy żyjące w akwarium rafowym, niezależnie od tego, czy są to bakterie, protisty (wiciowce, orzęski, kokolitofory, otwornice, radiolariany), fitoplankton (okrzemki, cyjanobakterie) czy zooplankton (amfipody, widłonogi) nieustannie rywalizują o światło, przestrzeń lub składniki odżywcze. Wszystkie wymieniają składniki odżywcze z wodą. Każdy organizm ma miejsce, w którym spędza większość dnia, gdzie zamieszkuje i wykonuje swoje główne podstawowe funkcje: odżywianie, wzrost i rozmnażanie. Każdy centymetr kwadratowy akwarium morskiego zajmuje nieskończona liczba tych maleńkich organizmów, żyjących w stałej równowadze. To jest tak zwana nisza biologiczna.

Kiedy akwarium osiąga znaczną dojrzałość (jako punkt odniesienia około 1 roku od założenia), stabilność czynników środowiskowych (światło, chemia wody, przepływ składników odżywczych itp.) sprzyja bioróżnorodności w populacjach wszystkich mikroskopijnych gatunków, ponieważ im większa stabilność, tym lepsze warunki dla różnorodności. W tym scenariuszu jest mniej prawdopodobne, aby jeden gatunek zdominował resztę i wytworzył szkodnika, ponieważ większość z nich ma wszystko, czego potrzebuje.

Jednak gdy następuje zmiana, zaburzona zostaje pożądana stabilność. Organizmy, które zajmowały niszę, mogą zniknąć, umrzeć lub po prostu migrować, aby znaleźć lepsze miejsce. To właśnie wtedy pozostawiona przez nich „luka” jest szybko skolonizowana przez inne oportunistyczne i szybko poruszające się organizmy. Tak jest w przypadku niechcianych bruzdnic.

KONKURENCJA MIĘDZY BAKTERIAMI A BIAŁKAMI. ZASKAKUJĄCY KLUCZ DO ROZWIĄZANIA .

Jak widać, praktycznie niemożliwe jest wyeliminowanie istnienia różnych niechcianych bruzdnic w akwarium rafowym, ponieważ są one wprowadzane z żywą skałą, bezkręgowcami lub odłamkami. Optymalna sytuacja jest taka, że ich populacje są ograniczane przez naturalną konkurencję z innymi organizmami, takimi jak fitoplankton, zooplankton czy bakterie. Jak dobrze wiadomo, jedną ze strategii stosowanych do zwalczania szkodnika bruzdnicowego spowodowanego utrzymywaniem niskich stężeń azotanów i fosforanów jest właśnie zwiększenie tych stężeń. Jednak bruzdnica wykorzystuje azotany i fosforany do karmienia, więc zwiększenie tych stężeń również będzie mu sprzyjać.

Uzasadnieniem dla tego środka jest to, że nowa dostępność składników odżywczych będzie również sprzyjać organizmom konkurującym, zdolnym do wypierania bruzdnic. Strategia ta jest potocznie określana jako „brudna wojna”, a jej skuteczność jest dość niska, często sprzyjając ekspansji innych niechcianych glonów, takich jak sinice czy glony włosowe. Jednak ten mechanizm żywienia konkurencyjnych organizmów działa wyjątkowo dobrze w przypadku bakterii heterotroficznych. Bakterie te agregują w biofilmach w podłożu akwarium, na skałach i innych dostępnych powierzchniach, żywiąc się węglem organicznym, azotanami, fosforanami i pierwiastkami śladowymi.

Należy pamiętać, że wszystkie akwaria rafowe są zwykle ograniczone pod względem ilości rozpuszczonego węgla organicznego dostępnego dla bakterii (DOC), więc takie bakterie nie rozwijają się dobrze, dopóki nie zapewnimy zewnętrznego źródła węgla. Sztuczne dodawanie węgla organicznego powoduje, że heterotroficzne zbiorowiska bakterii wypierają bruzdnice.

Tak proste, czytelnik może zapytać? Odpowiedź brzmi tak.

A dlaczego hobbyści nie stosują tej techniki jako remediacji szkodników? Odpowiedzią jest, jak w wielu innych przypadkach, strach. Obawa wynika z zalecenia, które wszyscy hobbyści stosują, aby nie dopuścić do spadku stężenia azotanów i fosforanów do niewykrywalnego poziomu, właśnie po to, aby uniknąć ryzyka zakwitu sinic i bruzdnic. Jednak w niniejszym eseju sprawdziliśmy, że gdy tak niskie stężenia są wynikiem stopniowego dodawania węgla organicznego, nie ma ryzyka zakwitów bruzdnic, a wręcz przeciwnie, występuje znaczna regresja istniejących ludności, aż do całkowitego zniknięcia. Jak czytelnik widzi, to leczenie jest sprzeczne ze wszystkimi zaleceniami, ale działa znakomicie. W każdym razie ważne jest, aby podkreślić, że ryzyko zakwitu sinic nadal istnieje,

OBRÓBKA

W badaniu zastosowano dwie marki dodatków węgla organicznego: Xepta NP out i Red Sea NO3: PO4-X. Po kilku tygodniach doszliśmy do wniosku, że Xepta szybciej wytwarza regresję bruzdnic. Xepta NP out składa się z metanolu, toluenu, glukozy i kwasu octowego, podczas gdy Red Sea NO4: PO4-X zawiera metanol, etanol i kwas octowy. W 11 akwariach, w których zastosowano ten zabieg, bruzdnice znacznie cofnęły się w przypadku Xepta lub Morza Czerwonego.

Początkowa dawka wynosiła 1 ml węgla organicznego na 100 litrów wody w akwarium, wzrastając do dodatkowego 1 ml/100 litrów na tydzień w przypadkach, gdy bruzdnice powoli ustępują. W niektórych akwariach użyto do 3 ml/100 litrów.Ważne jest, aby dozowanie przeprowadzać przy wyłączonych światłach w akwarium, w ten sposób unikniemy wykorzystania przez bruzdnice węgla organicznego . Dawka nie powinna przekraczać 3 ml/100 l wody akwariowej, ponieważ nie testowaliśmy dalej.

Każdy nagły nadmiar węgla organicznego w wodzie akwariowej zmienia równowagę holobiontu koralowego, ponieważ bakterie heterotroficzne żyjące w tkankach koralowców otrzymują nienormalną dawkę pokarmu, co może być szkodliwe dla koralowców. Bardzo ważne jest, aby dawkowanie było jak najbardziej stopniowe, a przy każdym negatywnym znaku u ryb, koralowców i bezkręgowców zmniejsz dawkę do połowy, kontynuuj kurację, a następnie zwiększ ją ponownie kilka dni później, gdy akwarium będzie samo- regulowane.

Poniżej przedstawiono niektóre skutki uboczne wykryte podczas badania:

- Niektóre koralowce i tridacnas, które zamknęły się bardziej niż zwykle.

- Mętna woda z powodu nalotu bakteryjnego i nadmiernego wzrostu biofilmu wewnątrz rur powrotnych pompy.

- Zwiększona szybkość eksportu ze skimmera. Głównie bakteryjny plankton i szczątki martwych organizmów.

W przypadku dużej liczby bruzdnic, przed rozpoczęciem leczenia, wygodnie jest je wypompować bez zmiany wody. W tym celu używa się skarpety, aby zatrzymać bruzdnice, podczas gdy wyssana woda jest zawracana do studzienki. W wyniku dodania węgla organicznego stężenia azotanów i fosforanów znacznie spadną, nawet do poziomu niewykrywalnego. Nie chcemy, aby tak się stało, ponieważ dodatek węgla organicznego sprzyja rozwojowi niechcianych sinic.

MECHANIZMY DZIAŁANIA Mechanizm

biologiczny leżący u podstaw jest połączony efekt dwóch czynników, które powodują zmniejszenie populacji bruzdnic.

1- Bakterie „kradną” pokarm z bruzdnic. Dzięki dodatkowi węgla organicznego bakterie heterotroficzne, które zasiedlają piasek, skały i inne powierzchnie akwarium, zaczynają się w niezwykły sposób rozmnażać, usuwając z wody azotany, fosforany i pierwiastki śladowe. Tworzą biofilmy, które rozprzestrzeniają się na wszystkich dostępnych powierzchniach, wypierając bruzdnice.

2- Bakterie bezpośrednio hamują wzrost komórek bruzdnic poprzez allelopatię (wojna chemiczna). Strategia przetrwania bakterii, protistów i fitoplanktonu obejmuje linię obrony, która polega na uwalnianiu związków chemicznych toksycznych dla innych gatunków. Na przykład w wyniku drapieżnictwa widłonogów na okrzemkach glony wytwarzają wielonienasycone aldehydy (PUAS), które są szkodliwe dla widłonogów i niektórych gatunków fitoplanktonu, takich jak larwy jeżowców. Te PUAS są również wytwarzane przez inne gatunki fitoplanktonu, takie jak cyjanobakterie, kryptofity, primnezofity i synurofity. Ponadto PUAS mają silne działanie hamujące wzrost bruzdnic Ostreopsis ovata, zmieniając jego strukturę DNA i zaburzając jego rozwój.

Ryciny 2 pokazują ewolucję 2 z 11 akwariów, w których przeprowadzono esej. Dodatek węgla organicznego umożliwia heterotroficznym społecznościom bakteryjnym reprodukcję i generowanie związków allelopatii, które hamują wzrost bruzdnic. W następującym opracowaniu naukowym: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2015.00100/full, wyjaśniono, w jaki sposób bruzdnice Alexandrium tamarense są hamowane przez związki allelopatii wytwarzane przez morskie bakterie Brevibacterium, Thalassobius, Alteromonoas, Rhodobacteracea, Pseudoalteromonas, Vibrio i Halomonas. Zgodnie z artykułem następuje regresja komórek Alexandrium tamarense po 10 min, 30 min i 24 h z powodu wprowadzenia bakterii. Wspomniane badanie zostało uprzejmie udostępnione przez Postdoctoral Researcher. Pani Esther Garcés, która jest autorytetem naukowym w dziedzinie bruzdnic.

Akwarium nr. 1.
 

 

 

 

Akwarium nr. 2.
 

 . 

 . 

 . 

Widzimy zatem, że wiele organizmów jest zdolnych do ingerowania w rozwój innych poprzez rywalizację o przestrzeń i składniki odżywcze, ale także bezpośrednio poprzez allelopatię. W akwarium, gdzie objętość jest tak niezwykle ograniczona w porównaniu z naturą, te chemiczne związki bojowe mają decydujące znaczenie. Na przykład koralowce miękkie emitują sterydy, diterpeny i seskwiterpeny. które są trujące dla wielu zwierząt, w tym korali twardych. Ukwiały wykorzystują również allelopatię w akwarium, o czym świadczy to, że po wprowadzeniu nowych okazów ukwiały osiadłe, które bez większych problemów prosperowały, zaczynają ulegać cyklom pęcznienia, które czasami prowadzą do ich śmierci.

WNIOSKI

W wodzie akwariowej, gdy brakuje azotanów, fosforanów, pierwiastków śladowych lub materii organicznej, wiele organizmów w sieci pokarmowej nie będzie w stanie zakończyć swoich procesów metabolicznych, a tym samym wyemitować swoje allelopatyczne związki a nawet rywalizować o światło i przestrzeń. Jest to idealny scenariusz do rozprzestrzeniania się bruzdnic, ponieważ nie będą one hamowane przez związki allelopatyczne i mają zdolność wzrostu przy bardzo niskich stężeniach składników odżywczych. Dinoflagellates zaczynają się rozmnażać i rozprzestrzeniać na wszystkich dostępnych powierzchniach, wykorzystując swoje wici, z niezwykłą mobilnością.

Wykorzystując zewnętrzne źródło węgla organicznego, bakterie heterotroficzne rozmnażają się w tempie wykładniczym, grupując się w biofilmy pokrywające wszystkie dostępne powierzchnie: piasek, skały, pompy, ściany akwariów i studzienek itp. Te biofilmy „duszą” i „odurzają” bruzdnice, wygodnie je dezaktywować.

Jednym z najważniejszych wniosków z testu przeprowadzonego w 11 akwariach jest to, że: utrzymywanie bardzo niskich lub niewykrywalnych stężeń azotanów i fosforanów w zbiorniku rafowym nie stwarza ryzyka pojawienia się bruzdnic, o ile jest konsekwencja dodania zewnętrznego źródła węgla organicznego. Należy podkreślić, że nadal istnieje ryzyko sinic, ponieważ sprzyja im węgiel organiczny, a nie mają na nie wpływu chemiczne związki bojowe uwalniane przez bakterie heterotroficzne.

Moim zaleceniem jest, aby zawsze utrzymywać wykrywalne stężenia zarówno azotanów, jak i fosforanów, tak aby była niewielka ilość „pozostałych” składników odżywczych dostępnych dla wszystkich organizmów, unikając ograniczenia wzrostu spowodowanego brakiem składników odżywczych. Podczas dozowania węgla organicznego bardzo ważne jest, aby postępować stopniowo, monitorując stan ryb i koralowców, aby zatrzymać lub zmniejszyć dawkę przy każdym negatywnym znaku. Należy zwracać uwagę na oddychanie ryb, zmętnienie wody i możliwe objawy STN u koralowców.

 

 

Angel Cegarra jest autorem książki „Reefkeeping Fundamentals”, w której przedstawia fascynującą podróż przez naukę i technologię rządzącą życiem w zbiorniku rafowym. Od procesów recyklingu składników odżywczych, przez biologię koralowców, inicjowanie projektów, techniki żywienia i utrzymanie chemii wody. Książka zawiera światowej klasy opis akwariów rafowych wraz z bezcennymi poradami, jak zostały zaplanowane i jak są utrzymywane w zdrowiu i żywotności. Omówienie biologii raf koralowych i powiązanie jej z parametrami biologicznymi, chemicznymi i fizycznymi branymi pod uwagę przy tworzeniu akwarium rafowego. Domowy akwarysta wkraczający w obszar wiedzy, który niegdyś był wyłączną domeną naukowców.
 

Edytowane 1 Wrzesień 2022 przez Gość

[Aquaman 5]

Super artykuł. Chyba najlepszy jaki czytałem o Dino. Mam nadzieję, że pozbędę się w końcu tego dziadostwa bo co chwilę mi powraca na piasku Amphidinium. Chyba najgorsze do usunięcia.

[Gość]

Fajnie się czytało.  

3 godziny temu, Aquaman napisał:

Super artykuł. Chyba najlepszy jaki czytałem o Dino. Mam nadzieję, że pozbędę się w końcu tego dziadostwa bo co chwilę mi powraca na piasku Amphidinium. Chyba najgorsze do usunięcia.

Prędzej czy później przejdzie . U mnie nie ma teraz śladu , a miałem trochę po podniesieniu temperatury w baniaku .