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 Por Jose María Pérez (CaballerodelaMancha) | ||||||
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Este artículo consta de dos partes, en la primera se analiza la función del nitrato en los arrecifes y como pueden afectar tanto el exceso como el defecto en nuestros acuarios. En concreto se relaciona la carencia de nitratos con el crecimiento de diatomeas y cianobacterias. En la segunda se muestra un caso real de un acuario infectado por estas algas, que se soluciona aditando nitratos. El nitrógeno como nutriente básico para el arrecife El nitrógeno es uno de los elementos esenciales para la vida, necesario para la formación de la mayor parte de las proteínas y del ADN. Se puede presentar de muchas formas, como nitrógeno gaseoso (N2), como amoniaco/amonio (NH3/NH4+), como nitritos (NO2-), como nitratos (NO3-) o como parte de infinidad de moléculas orgánicas. La mayor parte del nitrógeno disuelto se encontrará en forma nitratos, que será la fuente de nitrógeno utilizada por la mayoría de los organismos para su desarrollo. En los arrecifes la concentración de nitratos es excepcionalmente baja (normalmente inferior a <0.1 ppm) y a pesar de eso representan uno de los ecosistemas más productivos en cuanto a diversidad y crecimiento de la vida marina. El secreto para que esto ocurra está en el reciclado de los nutrientes, una de las formas más efectivas de conservar estos nutrientes es la simbiosis entre los corales y sus zooxanthelas hospedantes. Aún así es necesario un aporte adicional de nutrientes al arrecife para su supervivencia, este aporte de nitratos se realiza fundamentalmente por dos vías, una la fijación del N2 por parte de las cianobacterias y la otra por el aporte de los peces. En [1] se analiza la posibilidad de que el exceso de pesca esté provocando un déficit en el aporte de nitrógeno a los arrecifes, y que esta sea la causa principal del blanqueamiento masivo de los arrecifes en algunas zonas (y no el calentamiento global o la contaminación como se sugiere habitualmente). Aunque este artículo puede ser considerado un tanto sensacionalista y falto de rigor científico apunta a una idea interesante: la causa del blanqueamiento de los corales puede ser la carencia de Nitrógeno. Esta teoría justifica algunos casos en los que el blanqueamiento se está produciendo en zonas alejadas de la costa (sin contaminación, sin problemas de temperatura), cuando en las lagunas próximas con mayores temperaturas y más contaminación sobreviven los mismos corales sin problemas Pero no sólo la falta de nitrógeno es un problema, niveles excesivamente altos han demostrado tener también sus efectos negativos, concretamente parecen favorecer el crecimiento de algas indeseadas y limitar el crecimiento de los corales. En [2] se hace un análisis detallado de cómo afecta el exceso de nitratos. Durante décadas la máxima preocupación de los acuaristas ha sido el exceso de nitratos, ya que en un acuario se producía normalmente la acumulación de nitratos hasta niveles muy superiores a los presentes en la naturaleza. Afortunadamente hoy en día existen medios para mantener en nuestros acuarios niveles próximos a los de la naturaleza. Los avances en el mantenimiento de los acuarios nos permiten tener niveles adecuados en la concentración de nitratos, pero ¿es posible llegar a tener carencia de nitratos en un acuario? En la segunda parte de este artículo se presenta un caso real, en el que se sospecha que esa deficiencia de nitratos que es aprovechada por las cianobacterias y diatomeas para hacer su aparición en forma de plaga. También se mostrará como desaparecen cuando se aditan nitratos. La concentración de nitratos en el acuario, situaciones de equilibrio La concentración de nitratos en un acuario depende del balance entre los "nitratos aportados" y los "nitratos extraídos" del medio . Con el tiempo tenderá a estabilizarse en un valor, que dependerá de cómo se consiga el equilibrio, es decir de cómo se igualan los nitratos aportados con los extraídos. Se pueden dar tres situaciones de equilibrio en la concentración de nitratos:
La primera situación se da cuando se producen muchos nitratos (muchos peces, sobrealimentación, poco skimmer, etc.) por lo que no es posible compensarlo con el consumo. En estos casos, la única forma de lograr el equilibrio (es decir evitar que suban indefinidamente) es mediante los cambios de agua. El equilibrio se suele conseguir en concentraciones altas (40-100 ppm son normales). La segunda situación es la más habitual en los acuarios de arrecife modernos, se generan pocos nitratos y estos o son eliminados vía N2 (nitrógeno gaseoso) o son utilizados para el crecimiento de los organismos existentes en el acuario (macroalgas, coralina, zooxanthellas, corales, etc.). En este caso un aumento en la concentración de nitratos se verá compensado por un mayor crecimiento de alguno de estos organismos. Es por ejemplo habitual que un incremento puntual sea aprovechado por las algas indeseables (cianos, diatomeas, filamentosas), pero con el tiempo los organismos más evolucionados (macroalgas, coralina, corales, …) deberán compensar estos desequilibrios. En estos casos son típicas concentraciones bajas (0.1-5 ppm), similares a las de la naturaleza. La tercera situación es el equivalente en el acuario a la de los arrecifes mostrados en [1], donde la demanda de nitratos de los organismos que hay es superior a la aportada, esto llevará a la falta de crecimiento de la mayor parte de los organismos, situación que puede ser aprovechada por otros organismos menos exigentes en cuanto a la concentración de nitratos como son las cianobacterias y las diatomeas. Aunque hay otros factores que pueden limitar el crecimiento de los organismos (como el fósforo, el calcio, el hierro, la luz, etc.), normalmente, en un acuario bajo en nutrientes (situación 2) será el nitrógeno el que limitará su crecimiento. En este caso, sus posibilidades de supervivencia, al igual que en la naturaleza, dependerán de la eficiencia en la fijación del nitrógeno. Los organismos más evolucionados como las macroalgas, coralinas, o corales (en simbiosis con las zooxanthellas) son capaces de fijar el nitrógeno a partir de las moléculas de nitratos disueltas en el agua, de una forma mucho más eficiente que las cianobacterias o diatomeas que lo obtienen del amoniaco o del nitrógeno disuelto (N2) con un gasto energético mucho mayor. En estas condiciones la presencia de cianobacterias y diatomeas será mínima ya que no pueden competir por los nutrientes con los organismos más evolucionados. Cuando las concentraciones de nitratos son altas (situación 1), el nitrato deja de ser el factor que limita el crecimiento que, suponiendo que no haya deficiencia de otros nutrientes (como calcio, fósforo, hierro…), estará limitado por la capacidad de fijar el carbono, que depende de la eficiencia de la fotosíntesis y del carbono (KH) presente. En ese momento el exceso de nitrato pasa a ser un problema ya que será aprovechado por ciertas algas indeseables (como dinoflagelados o filamentosas) y producirá la pérdida de color de los corales (tendencia al marrón debido al exceso de zooxanthellas). En definitiva la situación deseada en los acuarios es la equivalente a la de la naturaleza, es decir la de bajos nutrientes (situación 2). Por eso, durante décadas, se han buscado las formas de reducir la concentración de nitratos en los acuarios (skimers, roca viva, pocos peces, DSB, desnitrificadotes, refugios con macroalgas, zeolita, etc.). La aparición de diatomeas y cianos en situaciones de bajos nutrientes Las diatomeas y cianobacterias son dos de los organismos más antiguos que existen en la tierra y que han conseguido sobrevivir hasta nuestros días, debido fundamentalmente a su gran capacidad de adaptación. Estas algas son capaces de sobrevivir en condiciones de mínimos nutrientes. En el caso de las cianos que pueden sobrevivir en ausencia de nitratos, obteniendo el nitrógeno del nitrógeno gaseoso (N2) y del amoniaco y con concentraciones de fosfatos del orden de ppb (partes por billón), las diatomeas dependen de los silicatos, pero siempre habrán cantidades mínimas en el acuario que permitan su desarrollo. Por otro lado, en situaciones de escasez parece que son capaces de aprovechar nutrientes almacenados en el sustratos (roca y arena) y de alguna manera, fijarlos para que puedan ser utilizados por las sucesivas generaciones de algas. Además son capaces de adaptarse a cualquier tipo de iluminación, independientemente del espectro y de la intensidad. Existen desde cianobacterias capaces de realizar la fotosíntesis a gran profundidad donde la intensidad es muy baja hasta cianobacterias capaces de sobrevivir a nivel de superficie donde la intensidad es mucho mayor y tienen que soportar la radiación UV. Tampoco las corrientes le suponen un problema, ya que son capaces de sobrevivir tanto en condiciones de fuertes corrientes como en situaciones de poca corriente. Lo que cambia en este caso suele ser el aspecto, en el primer caso suelen asociarse formando pelillos, mientras que en el segundo tienden a formar telillas o aparecer en forma de polvo. Otra característica importante de estas algas es su velocidad de reproducción, es posible limpiar el acuario completamente un día y tenerlo nuevamente cubierto de algas al día siguiente. Es posible combatirlas con el uso de antibióticos, pero no sin dañar al resto del acuario. El método más eficaz para evitar esta plaga es la competencia con otros organismos más evolucionados y por tanto más eficientes en la utilización de los nutrientes. Normalmente, las diatomeas son las primeras algas en aparecer en un acuario, lo harán en forma de plaga que durará unos días, luego desaparecerán y posiblemente serán seguidas por un brote de cianos, que con el tiempo también desaparecerán debido a su incapacidad de competir con organismos más desarrollados. A partir de este momento estarán siempre presentes en el acuario y si se dan las condiciones adecuadas aparecerán en forma de plaga, cubriendo todo el acuario en unos pocos días. Si en un acuario funcionado correctamente, el crecimiento de los corales, algas y demás organismos lleva a la situación en la que los nitratos consumidos superan a los aportados, se producirá un agotamiento de los nitratos que parará el crecimiento y se producirá un debilitamiento por falta de nutrientes. Esta situación podrá ser aprovechada por las diatomeas y cianobacterias. Aparecerán de repente, sin tiempo para reaccionar, cubrirán todo el acuario, rocas, arena, corales, etc. Se alimentarán del N2 disuelto y del amoniaco disponible que no llegará a formar nitratos, agravando la situación aún más. Cubrirán otras algas y corales evitando que les llegue la luz, incluso segregan sustancias que evitarán su crecimiento. Se adaptarán sin problemas a cualquier tipo de luz y corrientes, anidarán en paredes, rocas y arena, fijando nutrientes al sustrato y aprovechando los almacenados a lo largo de los años que serán utilizados por las siguientes generaciones antes de que se disuelvan en el agua y puedan ser utilizados por otros organismos. Si el problema no se soluciona a corto plazo después de su aparición "tomarán el control del acuario" y será muy difícil acabar con ellas. El único método viable para acabar con esta plaga es mediante la competencia con otros organismos (bacterias, coralina, macroalgas, corales…), cuyo desarrollo estará siempre limitado por la disponibilidad de nutrientes, y en especial por la disponibilidad de nitratos. En este caso, la mejor solución puede ser la adición de nitratos. Esto no quiere decir que las cianobacterias y diatomeas sólo puedan aparecer en condiciones de déficit de nutrientes, en realidad son algas oportunistas que aprovecharán cualquier inestabilidad para hacer su aparición. Cualquier cambio en el entorno (variaciones en el pH, iluminación, temperatura, avería de una bomba, déficit de otros nutrientes, muerte de algún animal, introducción de medicamentos etc.) puede provocar la muerte de bacterias y microfauna, el debilitamiento de otros organismos, o un aumento temporal de nutrientes, que será aprovechado por las algas oportunistas para hacer su aparición. Sin embargo, en estos casos, al reestablecerse las condiciones adecuadas, se reestablecerá el equilibrio y éstas tenderán a desaparecer. Existen muchas publicaciones en las que se trata el tema de las diatomeas y las cianobacterias, pero en ninguno he encontrado referencias a la carencia de nitratos como causa para su aparición. El libro "The Modern Coral Reef Aquarium"de Nilsen & Fossa [3], se ha tomado como referencia en este apartado. En este libro se pone de manifiesto la falta de conocimiento sobre las causas que llevan a la aparición repentina estas algas en acuarios que aparentemente están funcionando bien y con los parámetros correctos. También se expone la dificultad de acabar con estas plagas. En esta primera parte se ha expuesto una teoría que justifica aparición repentina de estas algas en los acuarios. En la segunda parte se mostrarán los resultados de un experimento realizado sobre un acuario invadido por estas algas durante un largo periodo, en el que se opta por aditar nitratos como solución, observándose una clara mejora al poco tiempo, lo que parece confirmar la teoría. Bibliografía "The starving Ocean, Mass Coral Bleaching" Debbie MacKenzie http://www.fisherycrisis.com/coral1.html "Nitrate in the reef aquarium" Advanced Aquarist on line Magazine: Chemistry and de aquarium. Randy Holmes-Farley. http://www.advancedaquarist.com/issues/august2003/chem.htm "The Modern Coral Reef Aquarium" Vol.1 Svein A. Fossa & Alf Jacob Nilsen http://www.svein.no/mcra/vol1.htm | ||||||
