El ciclo del Nitrógeno es quizás uno de los
aspectos más importantes y menos comprendidos de la bioquímica del agua en el acuario.
La muerte de muchos peces, y sobre todo, de muchos invertebrados, el fracaso de muchos
acuarios marinos en definitiva, se debe a un mal control de los parámetros del acuario
relacionados con el N2 (amoníaco, nitritos, nitratos).
Conocimiento! Hay que procurar comprender lo mejor
posible lo que nos traemos entre manos!
Valga un ejemplo sacado de la cruel realidad:
"en mi nuevo acuario he puesto AGUA de un acuario viejo para acelerar la formación
de bacterias".
El (o la) colega ha oido campanas, pero no tiene muy
claro de qué va. La idea es buena (lo que se pretende se va a conseguir aunque unos días
más tarde), pero no es la mejor posible.
El asunto es que las bacterias que intervienen en el
ciclo del N2 (y las bacterias en general) sólo aparecen en el agua (medio líquido) en un
pequeño porcentaje ya que prefieren superficies solidas para fijarse. Así pues, lo mejor
en este caso, sería poner en el acuario nuevo un poco de GRAVA de un acuario viejo (ya
maduro, se dice en la jerga) pues es donde encontraremos una mayor abundancia de
bacterias. Y si la grava procede de un sistema de filtrado biológico, mejor que mejor.
Luego dejamos el/los filtros funcionando (sin habitantes en el acuario, claro) durante
unos días para que haya tiempo a que las bacterias se multipliquen y colonicen la mayor
cantidad posible de espacios; de esta forma, cuando introduzcamos seres vivos (productores
de desechos), habrá abundante flora bacteriana ya lista para comenzar su trabajo sobre
los residuos de nuestro acuario
Ciclo del Nitrógeno en el acuario (teoría
clásica, por ahora)
Las proteínas son sustancias nitrogenadas complejas
constituyentes de todas las células vivas. Las transformaciones del nitrógeno en las que
intervienen microorganismos van desde el N2 a las proteínas y otros compuestos
orgánicos nitrogenados complejos. Todos estos cambios se realizan durante el curso de un
gran número de reacciones enzimáticas y no todos los pasos son hoy en día bien
conocidos.
Vamos a resumir, a efectos de nuestro acuario, lo
que realmente nos interesa (pero no perdamos de vista que hablamos de procesos que suceden
en el mar, que en nuestros acuarios no son exactameten iguales, y que se sospecha incluso
que son muy diferentes. Muy pronto, con más información ya recopilada sobre las últimas
investigaciones de los americanos, volveremos sobre el tema):
Los excrementos de peces e invertebrados, los restos
de comida y otra materia orgánica (por ejemplo, desechos químicos de las algas) son los
productos que aparecen en abundancia y que contienen nitrógeno (en más cantidad cuanto
más poblado esté el acuario).
A partir de estos productos, microorganismos capaces
de elaborar enzimas específicas para desarticular las proteínas (proteinasas) las
convierten en elementos más sencillos llamados Péptidos, que a su vez, con intervención
de otro tipo de enzimas (peptidasas), se desdoblan en sus componentes elementales o
aminoácidos:
Hay relativamente pocas especies bacterianas que
produzcan estas proteinasas (Clostridium histolyticum, Clostridium sporogenes)
mientras que las enzimas peptidasas son más frecuentes entre los microorganismos.
El paso siguiente se denomina
"amonificación" y consiste en la liberación de amoníaco por separación de un
grupo amino (=desaminación oxidante) a partir de los aminoácidos obtenidos al final del
paso anterior. Un ejemplo podría ser:
Existe una forma disociada del Amoniaco que es el
Amonio (NH4) y es mucho menos tóxica. El que tengamos Amoniaco o Amonio se debe al pH y a
la temperatura del agua (cuanto más alto sean el pH y la temperatura más Amoniaco
tendremos).
Hay que tener muy en cuenta que el NH3 es
el primer producto que tendremos en el agua de nuestro acuario cuando comienza el ciclo
del Nitrógeno, y que se irá acumulando mientras las bacterias capaces de descomponerlo
(como veremos a continuación) no sean capaces de eliminarlo según aparece.
Se llama "Nitrificación" a la oxidación
del amoníaco (NH3) hasta Nitrato y es una de las actividades más importantes
de las bacterias autótrofas. Este paso se lleva a cabo en dos fases bien diferenciadas
por medio de bacterias específicas (Nitrosomonas y Nitrobacter,
respectivamente). No existen demasiados géneros de bacterias capaces de llevar a cabo
estas reacciones, y sólo los dos citados han sido estudiados con detalle. Las especies de
ambos géneros son autótrofos obligados y aerobios estrictos. No crecen en medios de
cultivo diseñados para los heterótrofos (ágar nutritivo) ya que necesitan un medio de
sales minearales que contenga amonio o nitrito.
Las bacterias Nitrosomonas oxidan el
Amoníaco a nitrito: 2NH3 + 3 O2 > 2HNO2 + 2H2O
Las bacterias Nitrobacter oxidan el nitrito a
nitrato: HNO2 + 1/2O2 > HNO3
El Nitrato es muchísimo menos peligroso para la
vida en el acuario; muchos autores sostienen que la gran mayoría de los peces marinos
pueden vivir perfectamente en ambientes con hasta 200 mg/l.
Es muy raro en acuarios, pero hay que saber que en
este punto la reacción es reversible y el nitrato podría convertirse en nitrito y luego
en amoníaco. Este proceso ocurre habitualmente en condiciones anaerobias.
En condiciones adecuadas, el paso siguiente sería
la conversión de los nitratos en nitrógeno gas o en ácido nitroso. Este proceso se
denomina "Desnitrificación" y lo llevan a cabo organismos como por ejemplo Thiobacillus
denitrificans (autótrofo), Micrococcus denitrificans (heterótrofo) y otras
especies de heterótrofos más comunes de los géneros Serratia, Pseudomonas
y Achromobacter.
