AJUDA DE aquariofilia marinha - REEFFORUM

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Filtros e Bactérias Nitrificantes

O principal produto do metabolismo dos peixes é amônia. Eles excretam a maior parte dela na água do aquário não como "urina", mas por difusão através de suas brânquias. Concentrações de amônia aumentarão a menos que seja removida ou convertida em algum outro composto. Dependendo do tipo de água e peixes, níveis de amônia de 1 miligrama por litro (mg/L) de amônia-nitrogênio total resulta em morte de peixes após um certo período de exposição. Esse fato já foi demonstrado várias vezes por muitos pesquisadores.
Ainda assim, ninguém podia imaginar a intoxicação por amônia antes de 1970, nem ler a respeito na literatura aquarística da época.
A história tradicional a respeito da nitrificação diz que no ambiente do aquário a amônia é oxidada para nitrito, e depois para nitrato, este último considerado pouco tóxico para peixes. A oxidação da amônia é conduzida por bactérias nitrificantes com o nome genérico de Nitrosomonas. O nitrito produzido pelas Nitrisomonas é então convertido pelas bactérias de nome genérico Nitrobacter. Não há dúvida a respeito desse caminho químico no ambiente do aquário, especialmente quando o aquário é recém montado. Além do mais, não há evidência irrefutável de que esse caminho seja biológico (devido a organismos vivos), ao invés de puramente químico.
Portanto, neste ponto, sabemos que a amônia é excretada no aquário, e que o nitrito e nitrato são formados pela ação de bactérias. Mas, qual a informação que afirma que as bactérias responsáveis pela nitrificação nos aquários caseiros são, de fato, as Nitrisomonas e Nitribacter ?
Para responder a isso, alguma pesquisa foi feita em livros antigos de aquarismo. A resposta apresentada, devemos admitir, contém uma certa quantidade de pura especulação a respeito de quem foi o primeiro a discutir vários aspectos da nitrificação, mas em geral acredita-se no seguinte;
A primeira menção encontrada a respeito de filtragem biológica em livros de aquarismo consta de um livro entitulado "How to have a successfull Aquarium", por Norman G. Hovlid (1956). A página de título diz que Hovlid foi o descobridor da filtragem biológica em aquários.
Ninguém até hoje refutou ou aceitou publicamente essa afirmação. No livro, Hovlid descreve a filtragem de fundo, na época por ele chamada de "Miracle filter"(o filtro milagroso). Sob esse nome, ele desenvolveu e vendeu esse tipo de filtro. Não há menção no livro ao ciclo de nitrificação ou do nitrogênio, mas o termo "filtragem biológica" é mencionado explicitamente.
Nessa época (final dos anos '50), o termo filtragem biológica foi introduzido no aquarismo, mas não há menção exata ao processo que ocorre em filtros biológicos, ou às bactérias responsáveis por ele. Mas, durante esse período, saíram várias publicações científicas a respeito da oxidação de amônia e nitrito por dois grupos de bactérias; as Nitrosomonas e Nitrobacter, respectivamente. O processo de oxidação de amônia foi demonstrado em 1877 (Schloessing e Muutz – 1877), e as bactérias responsáveis isoladas em 1891 (Frankland e Frankland – 1980, Warington –1891, Winogradski – 1891). Os estudos foram feitos em extratos de solo, e as bactérias identificadas pela demorada prática da obtenção de culturas puras. Uma cultura pura, por definição, contém apenas um tipo de bactéria. Uma cultura pura de nitrificantes é muito difícil de se obter, porquê esse tipo de bactéria cresce muito devagar, comparada a outros tipos. Portanto, a cultura pode ser facilmente contaminada. Culturas puras são úteis pois permitem ao pesquisador estudar a bioquímica dos organismos em questão, e isso permite que interferências sejam feitas no sentido de como se relacionam sistemática e ecologicamente a outras bactérias. De fato; a classificação de bactérias, até recentemente, era determinada de forma genérica por suas relações bacteriológica-químicas. Por exemplo, a família Nitrobacteraceae foi criada para as bactérias quemolitotróficas e portanto capazes de oxidar amônia ou mitrito. Parecia lógico na época assumir que um tipo de bactéria (Nitrobacter) tinha de ser proximamente relacionado a outro (Nitrosomonas), porquê tinham funções complementares. Isso, no entanto, se mostrou incorreto, como veremos a seguir.
Sobre o assunto, os primeiros estudos foram conduzidos no Japão por Kimata et al. 1961, Kawai et al. 1964 e Kawai et. Al. 1965. Os pesquisadores estudaram o processo de nitrificação em aquários de água doce e salgada, e também determinaram as populações e tipos de bactérias diferentes que cresciam nos diferentes lugares do aquário e filtro.
Entre ao coisas que eles procuravam estavam o número e profundidade de bactérias à medida em que a camada de areia do filtro aumentava.
Eles mediram o efeito da lavagem do filtro sobre a nitrificação, e estudaram os efeitos de temperatura e pH na atividade de nitrificação. Esses estudos foram publicados e escritos em japonês, mas existem traduções para inglês.
Em nenhum lugar do texto em inglês aparecem as palavras "Nitrosomonas" ou "Nitrobacter".
Ao invés disso, eles usam termos como "bactérias nitrificantes", "formadoras de nitrito", "formadoras de nitrato" e "nitrificantes". Numa outra publicação em inglês, datada de 1971 e escrita por um desses pesquisadores (Kawai et al 1971), nem a palavra "bactéria" é mencionada.
Somente a partir do final dos anos '60 os nomes "Nitrobacter" e "Nitrosomonas" podem ser encontrados com ligação ao processo de nitrificação em aquários. De Graaf (1973 versão em inglês, 1968 em holandês) afirma que "amônia é, por sua vez, oxidada por um tipo especial de bactéria (Nitrosomonas), que produzem nitrito."
Ele nota que outras bactérias (Nitrobacter), oxidam os nitritos para nitratos, mas não dá nenhuma referência. Toda afirmação a partir daí parece bastante anedotal.
O primeiro livro sobre aquários a explicar o ciclo do nitrogênio nesses ambientes foi "Fish and vertebrate culture" por Spotte (1970). O primeiro capítulo disserta a respeito de filtragem biológica, e o autor afirma que "Nitrosomonas sp e Nitrobacter sp são os nitrificadores em sistemas de cultura." Não há menção, no entanto, a referências a sua afirmação. As suas referências a outros assuntos nesse livros são a respeito de trabalhos de Kawai e outros, citados acima. Desse ponto até hoje, a nitrificação em aquários de água doce ou salgada tem sido atribuída às Nitrosomonas e Nitrobacter.
Porquê isso ?
Podemos assumir que, por causa dessas bactérias serem as mais ativamente nitrificantes em culturas de solo em laboratórios, elas deveriam também ser responsáveis pela mesma atividade quando imersas em água. Pareceu lógico então, porquê essas bactérias podem ser desenvolvidas em culturas líquidas. Mas a evidência direta parece estar sempre faltando em publicações científicas.
O que se sabe com certeza; amônia é produzida em aquários, daí mudada para nitrito e depois para nitrato. São fatos assumidos que essas transformações são produzidas por bactérias Nitrosomonas e Nitrobacter, respectivamente.
Pesquisa conduzido por Hovaneck indicam a não presença de bactérias desses tipos, e também que, por causa disso, o processo de nitrificação é bastante desconhecido para se poder afirmar que, especificamente, são esse grupos de bactérias que conduzem o processo de nitrificação em aquários. O estudo é bastante confiável por Ter sido conduzido à base de amostragem tomada por sensores de RNA. Esses sensores trabalham em base de identificação genética, e portanto, muito confiáveis. Em sua pesquisa, Hovaneck identifica que os processos nitrificantes são conduzidos provavelmente por espécies de bactérias distintas, considerando os meio salgado e doce. Aquários em que a água foi trocada de salgada para doce, e vice-versa, tiveram indicações de que o ciclo de nitrogênio foram reiniciados a partir dessa única alteração.

http://www.aqua.brz.net

Ricardo Miozzo
Colaborador de Aquarismo Marinho

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