Različne vrste organizmov, ki jih najdemo v akvarijski vodi so znak, da je naš akvarij zdrav in dobro utečen. V povprečnih sladkovodnih akvarijih najdemo od 100 do 200 različnih vrst bakterij, mikroživali, praživali, virusov, arhej in alg. V akvarijih z morsko vodo pa je to število še večje. Opravljajo zelo pomembno funkcijo, vsaka vrsta ima svojo specifično nalogo, ki skrbi za optimalno delovanje akvarijskih sistemov.

KAJ SO MIKROORGANIZMI?

Mikroorganizmi poznani tudi kot mikrobi, mikroflora, mikrofavna ali mikrobiota, predstavljajo zelo veliko skupino mikroskopsko majhnih bitij. To so organizmi, ki niso vidni s prostim očesom, zato jih opazujemo s posebnimi napravami, ki jih imenujemo mikroskopi. Znanosti, ki ta bitja proučuje pa pravimo mikrobiologija.

Kdo je prvi izumil mikroskop, je težko reči, saj gre za kombinacijo različnih izumov, ki ga povezujemo tudi z odkritjem kontaktnih leč, katerih oče je Abbas Ibn Firnas, leta 1011. Kljub temu izum največkrat pripisujemo Zachariasu Jansenu, izdelovalcu očal na Nizozemskem. Mikroskop je močno vplival na razvoj mikrobiologije. Vse pa se je začelo davnega leta 1665, ko je Robert Hooke skozi preprost svetlobni mikroskop opazoval strukture plesni, ter tako postal prvi, ki je opisal mikroorganizme. Kmalu so mu sledili še številni raziskovalci in znanstveniki, ki so opazovali celice tkiv, kapljice vode in še kaj. Danes vemo, da so prvi raziskovalci opazovali predvsem evkariontske celice, majhne mnogocelične organizme ter alge. Ti organizmi so veliko večji v primerjavi s prokarionti, zato je odkritje bakterij, mikoplazem in arhej bilo senzacionalno. Prve bakterije je opisal in predstavil Antoni van Leeuwenhoek leta 1684, ki je za opazovanje uporabil mikroskop lastne izdelave. Vse do odkritja virusov, so te veljale za najmanjša živa bitja.  Leta 1930 so znanstveniki po svetu začeli z uporabo tako imenovanih magnetnih leč, ki so pripomogle k razvoju elektronskega mikroskopa. Z novo tehnologijo so lahko opazovali tudi viruse, prva uradna fotografija virusa je nastala   leta 1940 v Nemčiji in je bila objavljena v številnih znanstvenih revijah. Največ spoznanj pa je virologija odkrila od 20. stoletja do danes.

MIKROBIOLOGIJA

Je samostojna veda, katere odkritja se uporabljajo za znanstveni napredek na vseh področjih. Proučuje mikroorganizme ter manjše nevretenčarje in njihov vpliv na naravo, okolje, človeka, živali ter na ekosisteme. Do danes smo spoznali, da so ti preprosti organizmi veliko bolj pomembni za obstoj življenja na tem planetu, kot smo sprava mislili. Ogromno jih živi na našem telesu, še več jih je v prebavilih, predstavljajo zelo pomembno vez med nami in njimi. Močno pa smo povezani tudi s tistimi, ki živijo v prsti ter vodi. Več kot 90% mikrobov je koristnih, manj kot 1% pa je patogenov, ki povzročajo težave višjim organizmom. Da jih lažje ločimo na koristne in nekoristne, smo si izmislili besede, kot so patogeni, Mikrobiota in koristne bakterije.

Mikrobiota, so mikrobi, ki naseljujejo kožo in prebavila višjih organizmov, ločimo jih na takšne, ki svojemu gostitelju ne koristijo, niti ne škodijo. In na takšne, ki gostitelju koristijo. Te imenujemo probiotiki in imajo ključni pomen za zdravje organizmov. Številne bakterijske okužbe lahko v zgodnji fazi razvoja preprečimo ali zdravimo prav z uporabo probiotičnih bakterij iz skupine Bifidobacterium in Lactobacillus.

Koristne bakterije, to so mikroorganizmi, ki so pomembni iz globalnega vidika. Sodelujejo pri presnovi kisika,  kroženju ogljika, fosforja in žvepla, skrbijo pa tudi za čisto vodo ter razkrajanje organskih snovi.

Patogeni mikroorganizmi, so mikrobi, ki zajedajo druge organizme, pri tem pa povzročajo hujše ali blažje oblike bolezenskih stanj.

POMEN MIKROORGANIZMOV

So najstarejša živa bitja na tem planetu, preživijo lahko v zelo ekstremnih okoljih. Številne vrste so sposobne preživeti brez nas, mi pa brez njih prav gotovo ne moremo. Z njimi smo močno povezani, skrbijo, da imamo na voljo dovolj kisika, pitne vode in hrane.  To sožitje je posledica milijard led evolucije, kjer smo si večcelični organizmi izborili pravico, da z njimi sobivamo.

Prvi mikrobi so se pojavili pred milijardami let, veliko pred pojavom prvih rastlin in živali. To so bili enostavni organizmi, ki so bili sorodni arhejam. Za njih je značilno, da naseljujejo zelo negostoljubna območja, kot so obrobe ognjenikov, gejzirjev, ledenikov ter podzemnih vrelcev. Hranijo se s preprostimi kemijskimi elementi ter spojinami. Nekatere od njih so fototrofi. To so organizmi, ki izkoriščajo sončno svetlobo in jo pretvarjajo v energijo. Proces imenujemo fotosinteza, za obstoj višjega življenja pa je pomembna predvsem oksidativna fotosinteza, pri kateri kot stranski produkt nastaja kisik. Znanstveniki predvidevajo, da je prva bakterija bila fototrof, kar bi potrdilo, da je kisik v atmosferi produkt mikrobiološke aktivnosti, ki se je začela pred 3.5 milijardami let. Proces se od takrat do danes ni ustavil. Bakterije še vedno proizvedejo 90% atmosferskega kisika.

Medsebojno sodelovanje, med mikrobi in višjimi organizmi se je ustvarilo skozi zgodovino, začelo pa se je s proizvodnjo kisika, ko so višje živali ugotovile, da lahko to uporabljajo kot učinkoviti vir energije. Kmalu so bakterije z nami sklenile zavežništvo, ki poteka še danes. Toda skozi zgodovino ni šlo vse po načrtu. Obstaja obdobje, ko je v atmosferi bilo preprosto preveč kisika, kar je povzročilo izumrtje 80% takrat živečih vrst. Ta dogodek naj nam bo v opomin, da je zavežništvo med nami in bakterijami zelo krhko, pravico do sobivanja smo si prislužili s tisočletji evolucije ter prilagajanj. 

MIKROBNE INTERAKCIJE

Sodelovanje med mikroorganizmi, oziroma mikrobne interakcije so prva oblika sožitja. To je odnos, kjer živa bitja izkoriščajo prednosti medsebojnega sobivanja. Običajno simbioza pozitivno vpliva na oba organizma, pri čemer gre za obojestransko korist. Poznamo pa tudi primere, ko ena vrsta izkorišča drugo, takrat govorimo o zajedavstvu ali parazitizmu.

Na mikrobiološkem nivoju so zajedavci predvsem virusi, ki žive celice izkoriščajo za svoje razmnoževanje. Znanstveniki se še danes prerekajo glede izvora virusov, nekateri so namreč prepričani, da so predniki virusov bile zajedanske vrste bakterij, drugi pa so mnenja, da so predniki vseh ostalih živih bitij. Obe teoriji imata svoje dokaze in nasprotja. Toda najbolj zanimiva interakcija se je zgodila nekje pred okoli 2,5 milijoni let, ko je velika bakterijska celica zajela manjšo. Toda na mesto, da bi jo prebavila, jo je začela izkoriščati kot svojo. tako so nastale prve evkariontske celice. Znanstveniki ugotavljajo, da se je to zgodilo vsaj dvakrat. Ne glede na to, kako trdne dokaze o evoluciji virusov ter evkariontov imamo, pa lahko z gotovostjo potrdimo, da so medsrebojni odnosi med organizmi posledica interakcij ter sobivanja, ki je staro milijone let. Vse pa se je začelo s preprostim bakterijskim metabolizmom. 

Osnovno pravilo v naravi pravi, da odpadki ter odpadne snovi ne obstajajo, kar je za nek organizem odpadek, je za drugega hrana. Splošno znano je, da se živali hranijo z rastlinami ali drugimi živalmi, na ta način izkoriščajo organsko maso, za lažje razumevanje te interakcije imenujemo prehranjevalna veriga.

Pri bakterijah pa metabolizem deluje malo drugače, saj se mnoge vrste hranijo s kemijskimi elementi kot so ogljik, kisik, dušik, železo, žveplo, fosfor in vodik. Da pridejo do teh komponent so prisiljene v razgradnjo osnovnih kemijskih vezi, kot so sladkorji, aminokisline, beljakovine ter ostale organske komponente, ki se  nahajajo v iztrebkih ter truplih višjih organizmov. Pod skupno besedo ta proces poznamo kot gnitje, vonj ki se pri tem širi, pa je posledica mikrobiološke razgradnje. Takšnemu recikliranju lepše rečemo kroženje kemijskih elementov, zato govorimo o krogotoku kisika, ogljika, fosforja in dušika.

To so procesi, ki so ključni za obstoj našega planeta ter življenja na zemlji, brez njih bi kmalu hodili po gori iztrebkov in trupel različnih organizmov ter se zadušili v strupenih plinih kot sta amonijak in vodikov sulfid. 

Produkcija kisika

Oksidativna fotosinteza je najpomembnejši proces na tem planetu. Organizmi izkoriščajo sončno svetlobo za energijo, kot stranski produkt pa nastaja kisik. To je element, ki ga za dihanje uporabljajo tako rastline kot tudi živali, brez njega življenje kot ga poznamo danes ne bi obstajalo. Mikroorganizmom, ki kot vir energije izkoriščajo svetlobo pravimo fototrofi, proces pa se imenuje fotosinteza. Kisik nastaja le pri oksidativni fotosintezi, ki jo opravljajo alge, rastline, nekatere arheje in bakterije. 90% atmosferskega kisika je mikrobiološkega izvora, ki nastaja kot produkt metabolizma cianobakterij iz rodu Oscillatoria sp..

Razgradnja ogljika

To je zelo širok pojem, saj pri razgradnji sodelujejo različni organizmi, mikrobiološki procesi pa so odvisni od različnih vrst mikrobov, ki jih pod skupnim imenom imenujemo ogljikove bakterije ali heterotrofi. Izraz ogljikove bakterije je malo neposrečen, saj poleg bakterij zajema tudi različne vrste enoceličnih gliv, mikroživali ter enocelične organizme, ki niso sposobni fotosinteze.

V osnovi gre za razgradnjo večjih molekul, kot so maščobe, beljakovine in kompleksni sladkorji v manjše, bolj enostavne spojine. Na primer enostavni sladkorji, amini in amidi. Poenostavljeno temu rečemo gnitje ali kompostiranje in poteka ob prisotnosti kisika, zato gre za aerobni proces. Pri tem nastajajo številni stranski produkti, ki ne vsebujejo ogljika in služijo kot hrana za ostale mikroorganizme. Pri gnitju beljakovin nastaja strupeni plin močnega vonja, amonijak in predstavlja hrano dušikovim bakterijam, ki jih bomo spoznali v nadaljevanju.

Razgradnja ogljika je začetek osnovnega čistilnega procesa na tem planetu, kadar se zgodi v anaerobnem okolju, smo lahko priča fosilizaciji ali zaogljenitvi.

Razgradnja dušika

Bakterijam, ki kot vir energije izkoriščajo dušik pravimo dušikove bakterije. Ločimo jih v več skupin. Običajno se vse nahajajo tesno skupaj, saj so odvisne druga od druge. Redno sodelujejo tudi z ogljikovimi bakterijami, saj jim te pomagajo pri razgradnji kompleksnih beljakovin. Te so temeljni gradniki vsakega organizma, sestavljajo jih ogljik, dušik, žveplo in železo. Ogljikove bakterije iz njih izkoristijo samo ogljik, zato kot stranski produkt nastajajo dušikove spojine, ki se največkrat pojavijo v obliki amonijaka.

V prvo skupino dušikovih bakterij zato prištevamo tiste, ki za hrano izkoriščajo amonij in amonijak. Imenujemo jih Nitrosomonas sp. Njihova naloga je, amonij (NH3) ter amonijak (NH4) pretvorijo v nitrit (NO2).

Nitrit je zelo strupen, v vodi smrt povzročijo že zelo majhne koncentracije, kljub temu je glavni vir energije za skupino bakterij Nitrobacter sp.  Te NO2 pretvarjajo v nitrat (NO3).

Nitrat je manj strupena oblika dušika, ki ga lahko izkoriščajo tudi nekatere akvarijske rastline, alge in praživali. Prav zato njegov porast v akvariju povezujemo s cvetenjem alg. V anaerobnem okolju, kjer je tema in ni kisika, pa NO3 predstavlja hrano denitrifikacijskim bakterijam. Takšnih območij je v akvariju zelo malo, zato po potrebi v akvarij postavimo poseben filter, ki ga imenujemo biodenitrator. To je  posoda z zelo počasnim pretokom vode in brez vpada svetlobe. Stranski produkt denitrifikacije je čisti dušik (N2), ki gre v ozračje, ali pa ga nase vežejo rastline. Kadar denitrifikacijskim bakterijam zmanjka hrane se poslužijo ostalih virov energije, recimo železa, fosforja, žvepla ali organskih spojin. V tem primeru nastaja zelo strupeni plin vodikov sulfid, ki ima močan vonj po gnilih jajcih. Če imamo v naših akvarijih biodenitrator, je potrebno redno preverjati pravilno delovanje tega specifičnega filtra, saj nam v nasprotnem primeru lahko naredi zelo veliko škode.

Do podobne težave lahko pride tudi v akvarijski podlagi, zato moramo biti pozorni na vonj, ki izhaja iz nje. Priporočljivo je, da se akvarijski pesek vsake toliko časa premeša, še boje pa je, da v ta namen naselimo polže ali organizme, ki rijejo po pesku ter ga tako prezračujejo. Če proces razgradnje dušika pravilno deluje, bo imel akvarijski filter ter podlaga močan vonj po preorani zemlji. Vonj po gnilem pa je znak, da proces razgradnje dušika ni popoln, kar lahko pomeni le dve stvari. Ali sistem kroženja dušika še ni vzpostavljen, ali pa se je porušil.

Mikrobiota (mikroflora + mikrofavna)

Tako imenujemo mikroorganizme, ki živijo v sožitju z višje razvitimi organizmi, njihovo delovanje pozitivno vpliva na življenje rastlin in živali. Sožitje običajno poteka tako, da imajo korist mikrobi in gostitelj. Rastline potrebujejo bakterije zaradi fiksacije dušika, zato številne vrste preko korenin izločajo posebne encime, ki privabljajo koristne mikroorganizme. Na ta način bakterije dobijo hrano, rastline pa z njihovo pomočjo pridejo do dušika, ki ga potrebujejo za rast. Pri živalih se največ koristne mikroflore nahaja v prebavilih, pri čemer bakterije dobijo toplo in vlažno okolje z obilico hrane, živalim pa pomagajo pri prebavi oligosaharidov ter celuloze, ki se nahaja v celičnih stenah rastlin.

Koncentracija ter sestava mikroorganizmov v prebavilih živali je zato odvisna od hrane, ki jo živali zaužijejo. Mikrobiota, ki jo imajo rastlinojedci, je bolj pestra ter številnejša v primerjavi z mikrobioto mesojedcev. Pri obojih pa opravlja zelo pomembno funkcijo normalne prebave ter varovanja imunskega sistema.

Med tipično črevesno mikrofloro prištevamo razne praživali ter bakterije iz rodu Lactobacillus in Bifidobacterium. Pri ribah pa zelo veliko vlogo igrajo tudi posebne bakterije, ki jih imenujemo mikoplazme. To so majhne bakterije brez celične stene, ki med mikrobiologi veljajo za zelo trdožive ter odporne na antibiotike. O njih vemo zelo malo saj so zelo slabo raziskane.

Bolezni in infekcije

Ob besedi mikroorganizmi mnogi pomislijo na infekcijske bolezni, ki jih povzročajo. Kljub temu, da je zajedavskih mikrobov zelo malo, imajo ti med ljudmi zelo slab prizvok. V celotni mikrobni populaciji patogeni mikrobi predstavljajo manj kot deset odstotkov, kljub temu nam lahko v primeru okužbe povzročijo ogromno težav ter nevšečnosti. Povzročitelji bolezni pa niso samo bakterije in virusi, ampak nam težave lahko povzročajo tudi praživali, glive ter alge.

Pred patogeni ni varna nobena oblika življenja, saj se parazitski odnos pojavlja tudi med mikroorganizmi. Virusi poleg višjih organizmov in enoceličarjev zajedajo tudi različne vrste bakterij. Nekatere večje bakterije plenijo manjše ali pa zajedajo alge in praživali.

V akvaristiki se pogosto srečujemo s številnimi patogeni, med glavnimi povzročitelji so virusi, praživali in bakterije. Največ bakterijskih okužb povzroča rod Aeromonas sp., ki je glavni krivec za bakterijski razpad plavuti, vodenico ter razjede na koži. Najpogostejšo bolezen akvarijskih rib - Ihtioftiriozo, pa povzroča pražival Ichthyophthirius multifiliis.

Zelo pomembno je, da se pri zdravljenju živalskih bolezni zavedamo, da so nekateri povzročitelji nevarni tudi za ljudi. Bolezni, ki se prenašajo iz vrste na vrsto ali iz živali na ljudi imenujemo zoonoze. Kadar imamo opravka s takšnim povzročiteljem, vedno poskrbimo za ustrezno zaščitno opremo ter dezinfekcijo le te.

VRSTE MIKROORGANIZMOV

Pod besedo mikroorganizem štejemo vsa bitja, ki so premajhna, da bi jih lahko videli ali opazovali s prostim očesom. V to skupino štejemo različne vrste rastlin, živali, bakterij, virusov in arhej. V grobem te organizme ločimo na evkarionte ter prokarionte. Med evkarionte spadajo živali, glive in rastline, med prokarionte pa štejemo bakterije, arheje in viruse.

V zdravi akvarijski vodi naj bi bilo med 100 in 200 vrst različnih mikroorganizmov, največ se jih nahaja v filtru in podlagi. Kolonije mikroorganizmov pripomorejo k biološki stabilnosti akvarija, zato so pomemben del vsakega zdravega sistema. Kapljica akvarijske vode skriva čisto svoje življenje, poglejmo kaj vse se skriva v njej.

Evkarionti, organizmi ki imajo celično jedro.

V to skupino spadajo enocelične alge, živali, glive in zelo majhne večcelične živali.

Glive: So posebna skupina organizmov, ki po strukturi in obliki spominjajo na rastline, po načinu prehranjevanja pa so bolj podobne živalim. So heterotrofi, kar pomeni, da izkoriščajo snovi organskega izvora, v ogljikovem ciklu sodelujejo pri procesu gnitja oziroma ragradnje, kjer iz kompleksnih spojin koristijo ogljik. Spadajo v skupino gniloživk, to so organizmi, ki se hranijo z odpadnim organskim materialom kot so les, delci rastlin, trupla živali ter podobne organske komponente.

Po načinu prehranjevanja jih ločimo na zajedavske, in simbiotske. Nekatere glive živijo v sožitju z algami, pri čemer tvorijo zanimive strukture podobne sluzim ali lišajem. Običajne so za okolja s sladko vodo, v akvariju jih najdemo predvsem na okrasnem lesu in okolici filtrov, kjer se srečata kopno in voda.

Praživali: So majhne enocelične živali, ki jih lahko opazujemo le skozi mikroskop. Nekatere so v dobrih pogojih vidne s prostim očesom, a jih naše oko zazna kot delček prahu ali megle. So brez celične stene, značilno zanje je, da se hranijo z organskimi odpadki ali drugimi mikroorganizmi. Med najbolj pogoste akvarijske prebivalce spadajo amebe (Amoeba proteus), različne vrste migetalkarjev, na primer parameciji (Paramecium sp.), trobljice (Stentor sp.), zvončice (Vorticella sp.), roparski migetalkar (Dileptus sp.), parazitska trichodina (Trichodina sp.), Lacrymaria, foraminifere, Arcella, sončeca (Actinophrys sp.), različne vrste bičkarjev in kotačnikov (Philodina, Brachionus).

Mikro živali (mikrofavna): Sem prištevamo drobne večcelične živali, ki jih lahko zaznamo s prostim očesom, vseeno pa jih bolje opazujemo pod mikroskopom ali močnim povečevalnim steklom. S prostim očesom jih pogosto zaznamo kot majhne pikice, ki bezljajo po vodi, le dobre oči lahko razločijo osnovne anatomske značilnosti ter določijo rod. Večina teh bitij predstavlja osnovno hrano za ribje mladice. Največkrat se hranijo z algami, nekatere vrste pa so plenilci. Najpogosteje se srečamo z vrtinčarji, hidrami, mnogoščetinci, maloščetinci, pijavkami, mahovnjaki (Bryozoa), rakci oklepničarji, samooki in vodnimi bolhami.

Alge: V vodi so to največkrat enocelične rastline, mnoge predstavljajo vir hrane za praživali ter ličinke nevretenčarjev. Preko procesa fotosinteze okolje oskrbujejo s kisikom. Nekatere celice se povezujejo skupaj v kolonije ter na ta način ustvarjajo preraste, kar v naravi predstavlja pomemben vir hrane za številne organizme ki jim pravimo limnovori. V akvariju se najpogosteje srečamo z kremenastimi algami, ki  so poznane kot diatomeje (Diatomeae).  Njihovi najpogostejši rodovi pa so Amphora, Tabellaria, Fragilaria, Diatoma, Nitzshia, Hantzschia in Navicula. Pogoste pa so tudi zelene alge iz rodov Volvox, Pandorina, Tetraspora, Closterium in Euastrum.

Med alge prištevamo tudi evglene, ki naj bi bile nekakšna vez med živalmi ter rastlinami. Kadar se alge v naravi ali akvariju pretirano razmnožijo govorimo o cvetenju. Za cvetenje alg je značilno, da se vedno pojavi pri presežku hranil, pogosto pa je odvisno od koncentracije dušikovih spojin ter fosforja.

Nevretenčarji: To je zelo velika skupina živali s preprostim živčnim sistemom in brez koščenega ogrodja. Veliko vrst je vezanih na vodno okolje, kar je posebej izrazito za tiste, ki so na taksonomskem drevesu uvrščene nižje. V akvaristiki se najpogosteje srečamo z različnimi vrstami polžev, nematodami, mnogoščetinci, maloščetinci, vrtinčarji ter planariji (Planarioidea). Vse te organizme v akvarij pogosto zanesemo ponesreči preko akvarijskih rastlin ali dekoracije. Čeprav večina akvaristov te živali obravnava kot nadloge, so v resnici zelo pomemben del ekosistema v akvariju. Hranijo se z odmrlimi deli rastlin in ostanki ribje hrane, ter s tem delujejo kot komunalna služba. Njihovo število v akvariju je odvisno od količine hrane, ki jo imajo na voljo. Kadar se populacija močno poveča je to jasen znak, da je v akvariju preveč hrane, zato jo lahko nadzorujemo brez uporabe kemikalij.

Prokarionti Ali organizmi brez celičnega jedra.

Njihovo telo sestavlja ena sama celica, ki je mnogo manjša od celice evkariontov. Občasno se lahko te celice združijo v kolonije, kjer delujejo kot organizem. V to skupino spadajo tri kraljestva, bakterije, arheje in virusi, ti organizmi po raznolikosti ter številčnosti predstavljajo največjo skupino živih bitij na tem planetu. 

Bakterije: So pomemben del vsakega ekosistema, najdemo jih povsod, tudi v akvariju, kjer opravljajo zelo pomembne funkcije. Obstaja zelo veliko vrst in rodov, za lažje razvrščanje jih ločimo kar po načinu hranjenja ali barvi.

Fototrofne bakterije so tiste, ki kot vir energije izkoriščajo svetlobo, ni pa nujno, da pri tem procesu nastaja kisik, saj poznamo različne vrste fotosinteze. Fotosintezi, pri kateri kot stranski produkt nastaja kisik pravimo oksidativna fotosinteza in je značilna predvsem za modrozelene cepljivke iz rodov Nostoc, Calotrix, Spirulina in Stigonema. Ti rodovi so pogosti tudi v akvarijih. Druga skupina so bakterije, ki kot vir energije izkoriščajo različne organske ter anorganske vire. Sem spadajo ogljikove, dušikove, žveplove, železove ter vodikove bakterije. Vsi ti organizmi v akvariju medsebojno sodelujejo ter tako ustvarjajo okolje, ki podpira višje oblike življenja.

Arheje: So manj znana skupina mikroorganizmov, nedolgo nazaj so jih prištevali kar v kraljestvo bakterij. Običajno jih najdemo na zelo ekstremnih območjih, kot so okolja brez kisika, z visoko temperaturo, visoko slanostjo, prebavila itd.. Nekaj malega jih je prisotnih tudi v akvarijski vodi, predvsem v podlagi in filtru. V prebavnem sistemu so pogoste predvsem metanogene arheje, katerih stranski produkt je metan.

Virusi: So najmanjša živa bitja, zaradi njihove lastnosti mirovanja izven gostiteljev jih mnogi prištevajo med neživo naravo. Vsi virusi so zajedavci, saj brez gostitelja ne morejo funkcionirati. Žive celice potrebujejo le za razmnoževanje, so edina živa bitja, ki se ne prehranjujejo. Izven celice kristalizirajo in se obnašajo kot kristali, ko pridejo v stik z živo celico, jo programirajo v svojo korist. To naredijo tako, da se njihov dedni zapis združi z dednim zapisom celice. Poznamo različne vrste virusov, največji odstotek predstavljajo tisti, ki zajedajo mikroorganizme in ne škodujejo višjim živalim. Obstajajo pa tudi takšni, ki so specializirani za telesne celice višje razvitih organizmov, ti povzročajo bolj ali manj resne okužbe ter bolezni.

MEDSEBOJNO SODELOVANJE MED MIKROORGANIZMI

Mikroorganizmi med sabo sodelujejo že milijone let, rezultat tega sodelovanja so različna življenjska okolja, najbolj pa smo jim lahko hvaležni za nastanek atmosfere. S proučevanjem mikrobnih metabolizmov smo namreč odkrili, da pri številnih mikrobih kot stranski presnovni produkti nastajajo različni plini. Tudi kisik, ki ga potrebujemo za življenje je posledica bakterijske aktivnosti, ki ji strokovno pravimo oksidativna fotosinteza. Prav tako je bakterijskega izvora tudi ogljikov dioksid in dušik. Prst, ki je nujno potrebna za rast rastlin je bakterijskega izvora, tako kot tudi mnogo drugih naravnih struktur. Le te, še danes lahko najdemo na obalah Avstralije, pravimo jim stromatoliti. Kljub temu, da se njihova starost ocenjuje na 3,5 milijarde let, je kolonija še zmeraj živa in proizvede približno 90% vsega atmosferskega kisika.

FUNKCIJE MIKROORGANIZMOV

V akvariju ima vsak organizem točno določeno funkcijo, njihovo delovanje pa je tesno povezano. Kar je za nekoga odpad, je za drugega hrana. Poglejmo si funkcije posameznih skupin.

Funkcija alg:

Najpomembnejše funkcije alg so fotosinteza, vezava dušika ter vezava fosfatov. Potrebujejo ogromno količino hranilnih snovi, kot so fosfor, dušik in ogljik. Kadar so koncentracije teh snovi v optimalnih vrednostih, se zelene in kremenaste alge pojavljajo v obliki prosto plavajočih celic, ki jih s prostim očesom ne opazimo. Ob neoptimalnih koncentracijah pa tvorijo kolonije, in začnejo preraščati trdne površine ter steklo. Nekatere vrste alg tvorjenja kolonij niso sposobne, zato ob pretirani koncentraciji hranil vodo obarvajo zeleno. Tako imenovane prostoplavajoče zelene alge ali fitoplankton predstavljajo hrano številnim drugim mikroorganizmom ter manjšim nevretenčarjem.

Če se alge prehitro ali preveč razmnožijo, lahko povzročijo kolaps sistema, ki je povezan predvsem s previsoko koncentracijo ogljikovega dioksida. Čeprav alge s pomočjo fotosinteze proizvajajo kisik, istočasno tudi dihajo, pri čemer porabljajo kisik ter sproščajo ogljikov dioksid. Dihanje pri rastlinah traja doč in dan, fotosinteza pa poteka le ob prisotnosti svetlobe, torej le nekaj ur na dan. Velika količina alg zato lahko proizvede dovolj ogljikovega dioksida, da povzroči kolaps akvarija.

Funkcija praživali:

Kot vse živali, se tudi praživali hranijo z organskimi snovmi, ki jih dobijo preko drugih organizmov. V grobem jih ločimo na rastlinojede ter mesojede, rastlinojede se hranijo predvsem z algami, mesojede pa lovijo druge organizme. S takšnim načinom prehranjevanja predstavljajo zelo pomembno vlogo pri kontroli alg ter ostalih organizmov. V akvarijski vodi najpogosteje najdemo evglene, paramecije in sončeca. Plenilske mikroorganizme ločimo na filtratorje in lovce. Filtratorji kot so  parameciji in zvončice precejajo vodo ter iz nje lovijo mikrobe. Med večje filtratorje spadajo trdoživi.  Za lovce pa je značilno, da svojo hrano zajamejo s celim telesom, tako kot to počnejo amebe in sončeca.

Funkcija mikroživali:

Mikroživali so majhni nevretenčarji, ki jih lahko zaznamo s prostim očesom, ampak jih lažje opazujemo skozi mikroskot. Različne vrste rakcev samookov, dvoklopnikov, kotačniki, vodne bolhe in podobni organizmi za hrano pogosto lovijo praživali in alge ter tako poskrbijo, da se populacija teh organizmov ne razmnoži preveč. S tem predstavljajo zelo pomembno funkcijo v akvarijskem ekosistemu. Njihovi iztrebki predstavljajo hrano različnim bakterijam ter arhejam, na ta način poskrbijo tudi za kroženje snovi kot sta dušik in ogljik. 

Funkcija nevretenčarjev:

Številni majhni nevretenčarji, kot so trdoživi (Hydrozoa), polži, plaščarji, mahovnjaki in podobne živali imajo funkcijo komunalne službe, hranijo se z odmrlimi deli rastlin ter ostanki ribje hrane. Večji polži, kozice, postranice in raki  so mrhovinarji, ki pomagajo pri razgradnji trupel. Njihovi iztrebki predstavljajo hrano celi vrsti mikroorganizmov, predvsem ogljikovim ter dušikovim bakterijam.

Funkcija bakterij:

Največ bakterij v akvariju se nahaja v akvarijski podlagi in filtru, nekaj pa jih je tudi v vodi. Ločimo jih v več skupin, prvo skupino predstavljajo ogljikove bakterije, drugo pa dušikove bakterije. V tretjo skupino prištevamo vse ostale, kot so žveplove, vodikove, železove itd..

Ogljikove bakterije so vse, ki kot vir energije uporabljajo bodisi čisti ogljik ali ogljikove spojine. Večino teh bakterij izkorišča organske snovi kot so sladkorji, beljakovine, maščobe in oligosaharidi, pri čemer razbijajo kompleksne molekule v katerih je ta element skrit. Najpogostejši vir ogljika v akvarijih predstavljajo ostanki ribje hrane in aminokisline. Pri razgradnji teh nastajata amonijak in amonij. Gre za zelo strupena plina, ki ju kot vir energije izkorišča skupina ki ji pravimo dušikove bakterije.

Dušikove bakterije, katerih tipična predstavnika sta Nitrosomonas in Nitrobacter, kot vir energije izkoriščata dušik. Klasificiramo jih med proteobakterije, njihova glavna naloga je, amonij oziroma amonijak pretvorijo v nitrit (NH2) ter nato v nitrat (NH3). Pri čemer skrbijo za osnovni proces, ki mu strokovno pravimo kroženje dušika.

Žveplove, železove, vodikove ter fosforjeve bakterije so še ena skupina proteobakterij, ki imajo v ekosistemu vsaka svojo funkcijo pri vezavi določenih elementov ter pri razgradnji strupenih snovi. Običajno so prisotne v zelo majhnih količinah, njihov razcvet pa je povezan z onesnaževanjem.

Oksidacija železa poteka v zelo kislih okoljih. Običajno izkoriščajo železove atome pri pH vrednostih pod 1, saj v kislem okolju železo hitreje oksidira kar pomeni, da ga bakterije lažje izkoriščajo kot energijo. Pojav železovih bakterij vrste Acidithiobacillus ferrooxidans in Leptospirillum ferrooxidans, se vedno povezuje s padcem pH vrednosti ter onesnaženjem z železom. Pogosto se s temi bakterijami srečamo na območjih rudniških izkopov, predvsem pri izkopih premoga ter železa. Občasno se pojavijo tudi na območjih klavnic, kjer v kombinaciji z ogljikovimi bakterijami izkoriščajo železo iz beljakovine hemoglobin. V akvaristiki so železove bakterije zelo redke, lahko pa se pojavijo v podlagi, če rastline pretirano gnojimo z železom.

Žveplove bakterije kot vir energije izkoriščajo žveplo iz strupenega plina vodikov sulfid. H2S nastaja kot produkt anaerobne razgradnje beljakovin v okoljih brez kisika. Razredčen z vodo deluje kot šibka žveplena kislina, zato niža pH. S plinom se pogosto srečujemo v akvarijski podlagi, posebej če je ta majhne granulacije in ni dovolj prezračena. V majhnih količinah plin ne predstavlja nevarnosti, saj ga bakterije sproti porabijo. Kadar pa anaerobno gnitje uide izpod nazora lahko žveplov sulfid prizadene organizme v akvariju. Žveplove bakterije predstavljajo veliko nevarnost v neprimerno oskrbovanih biodenitratorjih.

Funkcija arhej

Kljub veliki biološki pestrosti so arheje zelo redki gosti naših akvarijev, v naravi jih pogosto najdemo v ekstremnih okoljih, kot recimo okolja okoli ognjenikov, ledenikov, slanih jezer in globokomorskih ognjenikov. V akvaristiki se srečujemo predvsem z metanogenimi arhejami, ta skupina izkorišča različne vire ogljika v anaerobnem okolju, pri čemer nastaja zelo vnetljiv plin brez vonja – metan. Z metanom se pogosto srečamo v močvirjih, v akvarijih pa je proces redek in pogosto neopažen. Do procesa metanogeneze lahko pride izključno v neprezračeni akvarijski podlagi ter biodenitracijskem filtru v kombinaciji z delovanjem žveplenih bakterij, ki znižajo pH substrata.

Funkcija virusov

Virusi so zelo zanimivi organizmi, ki lahko prehajajo med živo in neživo obliko. Kadar so v kristalizirani obliki lahko tako preživijo več let. Sami niso sposobni razmnoževanja, saj se lahko razmnožujejo le v drugih živih celicah. Prav zaradi te lastnosti jih številni znanstveniki ne štejejo med živa bitja. Vsi virusi so paraziti, so  zelo majhni organizmi, ki so do desetkrat manjši od bakterijske celice. Sestavljeni so izključno iz kratkega zapisa DNA in ali RNA. Dedni zapis obdaja tanek plašč sestavljen iz lipidov ter beljakovin, ki je pogosto geometrijske oblike, temu plašču pravimo viron. Glavni namen virusa je ta, da poišče živo celico, v njo sprosti svoj dedni material, ter nato to celico programira tako, da se razmnožuje in širi virusno DNA naprej. Večina je neškodljivih in prizadenejo predvsem bakterije, nekaj pa je takšnih ki povzročajo bolezni. Najpogostejša virusna bolezen v akvaristiki je ribji herpes. Zanjo ni zdravila, prizadene pa predvsem ribe iz družine krapovcev. Nekatere oblike virusa so lahko nevarne tudi za človeka in lahko povzročijo slepoto.

NAMESTO ZAKLJUČKA

Pred milijardami let je bila zemlja negostoljuben planet, ki ni mogel podpirati življenja v takšni obliki, kot ga poznamo danes. Vode v oceanih so bile kisle, v ozračju ni bilo kisika, ognjeniška aktivnost pa je zemljo pregrevala do zelo visokih temperatur. V ozračje so preko ognjenikov ter gejzirjev uhajale ogromne količine strupenih plinov. V tako negostoljubnem okolju so se razvile prve bakterije. Kot vir energije so izkoriščale sonce, žveplo in vodik, ki ga je bilo zaradi ognjeniške aktivnosti v izobilju. Ti organizmi so bile prve avtotrofne bakterije, in jih poznamo pod imenom vijolične bakterije. Za njih je značilna rozasta, rdeča ali vijolična barva.

Po pojavu prve celice se je mikrobiološka pestrost kar hitro večala, toda planet še ni bil pripravljen na višje oblike življenja. Za obstoj rastlin in živali je nujno potreben kisik, in kar nekaj tisočletij je moralo preteči, preden so se pojavile bakterije, ki so spremenile življenje na tem planetu. Med 3.5 milijardami let, to so bile modrozelene bakterije, sposobne so bile oksidativne fotosinteze. Kar pomeni, da so zkoriščale sončno energijo in vodo, pri čemer nastaja kisik in energija. Delovanje teh bakterij je pomembno še danes, saj še vedno v ozračje sprostijo spustijo ogromne količine kisika ter s tem poskrbijo, da lahko višje oblike življenja nemoteno živimo.

V svoji veličini ne vidimo, da smo v resnici odvisni od najmanjših živih bitij, zaradi svoje majhnosti jih sploh ne opazimo, pri tem pa pozabljamo, kako pomembna so za naš obstoj. Njihovo delovanje ter medsebojno sodelovanje pomembno vpliva na optimalno okolje v katerem živimo. Poskrbijo da imamo kisik ter da naše okolje ni nasičeno s strupenim plini kot sta vodikov sulfid ter amonijak. Ker je akvarij umetni posnetek ekosistema ne smemo pozabiti, da del tega sistema niso le živali in rastline, ampak tudi mikroorganizmi. Voda je življenje in v samo eni kapljici ga je veliko več kot je na prvi pogled videti.  Zato vsem akvaristom svetujem, da ob vsaki algi in ob vsaki nenavadni živali, ki se pojavi v akvariju ne paničarijo, ampak jo sprejmejo kot del sistema.