Mikroorganismen

Mikroben
Ohne die vielen, für das bloße Auge unsichtbaren, Mikroorganismen (Mikroben) wäre jedes Gewässer für Fische und Pflanzen schnell eine lebensfeindliche Umgebung. Denn ihre mikrobielle Verstoffwechselung, u.a. von Kohlenstoff oder Stickstoff, machen und halten das Leben auf der Erde bewohnbar und produzieren mehr als die Hälfte des Sauerstoffvorkommens auf unserem Planeten.
Viele Mikroben sind Einzeller, wenige sind Viel,- bzw. Mehrzeller (Metabionta). Vielzeller sind Lebewesen, die im Gegensatz zu den Einzellern einen gemeinsamen Stoffwechsel mehrerer Zellen haben und deren Aufgabenteilung mehr oder weniger ausgeprägt ist.
Es gibt aber auch Übergangsformen zwischen der Ein- und Vielzelligkeit. Ein Bespiel dafür sind die Cynobakteiren (Blaualgen), die eine gemeinsame Schleimhülle und spezialisierte Zellen ausbilden. Einige Zellen dienen der Nährstoffspeicherung und andere der ungeschlechtlichen Vermehrung (Sporen).
Einzeller entstanden vor etwa 3,8 Milliarden Jahren auf der Erde. Die Mehrzeller entwickelten sich dagegen erst vor va. 650 Millionen Jahren. Heute sind noch ca. 70% aller lebender Materie auf der Erde (Biomasse) Mikroorganismen. Sie stellen damit die bestimmende Größe allen Lebens auf unserem Planeten dar. Allein im menschlichen Körper existieren biz zu 100 mal mehr Mikroorganismen, als der Mensch Körperzellen besitzt.
Sie kommen praktisch überall, auch in extremer Hitze, Kälte, Strahlung, Druck und Finsterniß vor. Nur etwa 0,5% der ca. 3 Milliarden Arten sind bisher entdeckt und beschrieben. Alle bekannten Arten ernähren sich von kohlenstofffreien, also anorganischen Verbindungen.
Nehrzeller, wie das Bärtierchen können neben einigen einzelligen Bakterien und Flechten sogar Vakuum, extreme Kälteeinbrüche und selbst Phasen im Weltall überdauern. Ihre Fähigkeit ihren Stoffwechsel bis auf ein Minimum zu reduzieren, der einem todesähnlichen Zustand vergleichbar ist (Kryptobiose), versetzt sie in die Lage selbst die hohen Strahlungsdosen des Weltalls zu ertragen. Im günstigen Millieu erwachen einzelne Tierchen dann wieder zu neuem Leben und vermehren sich anschließend massenweise.
In Fliess-Gewässern siedeln Mikroben sich im Mulm am Gewässerboden an, der auf Grund der Sedimentation von abgestorbenen Pflanzenfasern und anderen Stickstoffen gebildet wird. Aus diesem Bodensatz bildet sich mit der Zeit eine Torfschicht, die signifikanter Bestandteil der weit ausgedehnten tropischen Regenmoore sind. Der vollständige Abbau (Mineralisation) von organischen in anorganischen Substanzen erfolgt hauptsächlich in der obersten Schicht, dem Mulm, da dort ausreichend Sauerstoff verfügbar ist. Im Mulm wird die natürliche Fruchtbarkeit durch mikrobielle Prozesse geschaffen und für für Pflanzen notwendigen Nährstoffe, Mineralien und Spurenelemente ins Schwarzwasser abgegeben.
Zu den tieferen Torfschichten kann kein Sauerstoff mehr vordringen, sodass dieser als ein reiner nährstoffarmer, wasserspeichernder Torfkörper fungiert. Der pH-Wert liegt in dieser Zone zwischen 3 und 4,8. Die Existenz dieser Zone ist auch in einem Schwarzwasser-Aquarium notwendig, da sie einerseits dafür sorgt den ph-Wert zu stabilisieren, und andererseits als Substrat Grundlage für die Zwiebelpflanzen, wie Breitblättrige Krinum (Crinum aquatica) und der Krausen schmalblättrigen Krinum (Crinum calamistratum) sind. In diesem Milieu wachsen die Zwiebelgewächse im Schwarzwasser des Tiefland-Regenwaldes Kameruns ausgesprochen gut.
In den Regenmooren des Regenwaldes befinden sich neben zahllosen aktiven Mikroben auch viele Inaktive, die bis zu den für sie günstigen Lebensumständen dort ausharren. Das zum Beispiel massenhafte Auftreten, oder Verschwinden von Algen im Aquarium ist hierfür ein gutes Beispiel.
Während der Regenzeit wird der Mulm teilweise von Sand, Kies oder Geröll am Grund von Fließgewässern überspült und läßt Schichtungen entstehen. Im Gegensatz zu ruhenden Gewässern, wie Seen, bilden diese Schichten aber in Fließgewässern keine kronologische, vertikale Anordnung, ähnlich den Jahresringen von Bäumen, aus. Die Fliess-Gewässer-Schichtungen sind eher von temporärer Natur und werden in ihrer Entstehung durch sich veränderliche Strömungsbedingungen bestimmt. Auf diese Weise bildet sich stets im Bereich von Spülsäumen neue Mulm-Schichten.
Auch im Schwarzwasser-Aquarium besitzt der Mulm wichtige Funktionen und sollte deshalb nicht abgesaugt werden, denn er stabilisiert und puffert die Wasserqualität und sorgt außerdem für einen dauerhaften und stabilien Nährstoffwechsel, wenn ein gute Sauerstoffsättigung des Wassers gegeben ist.
Im Mulm werden Schadstoffe abgebaut und Nährstoffe für Pflanzen prozuziert, da er eine ideale Siedlungsfläche für Bakterien, (Nitrobacter) darstellt. Diese und weitere Mikroben, die im Mulm siedeln, sind ihrerseits wiederum Nahrungsquelle für Garnelen und Bodenfische, die sich in Farbe und Verhalten ihrerseits an diesen dunklen Bodengrund angepasst haben. Ohne den Mulm können die am Boden lebende Tiere des tropischen Tiefland-Regenwaldes nicht artgerecht gehalten werden.
Wenn das Verhältnis von Fischbesatz zu Beckengröße und Pflanzenvorkommen nicht im richtigen Verhältnis zueinander steht, sondern zu hoch ist, verschmutzt das Wasser zu stark. Dann ist zu viel Ammoniak im Wasser vorhanden, als dieses von nitrifizierenden Bakterien (z.B. Nitrobacter) zu Stickstoff umgesetzt werden kann. Wenn die daraus folgende Nitrat, bzw. Nitritkonzentration zu hoch ist weist dies auch drauf hin, dass zu wenige Pflanzen im Becken vorhanden sind. Die daher unentbehrlichen Wasserpflanzen mit einem hohen Stoffwechsel (Wachstum), Schwimmpflanzen und Schwimmblattpflanzen sind deshalb eine zweite Grundbedingung um eine gute Wasserqualität in einem Schwarzwasser-Aquarium zu erzielen.
Ein versierter Aquarianer kann deshalb beim auftreten bestimmter Indikatoren auch erkennen, wann zum Beispiel eine Überfütterung der Fische vorliegt, ein Leuchtstoffkörper auszuwechseln ist, oder das Filtermedium zu reinigen ist.
Dem Filtermedium und der Art der Wasserfilterung kommt in einem Aquarium, im Gegensatz zur Natur, eine ganz zentrale Bedeutung zu, denn nur wenn regelmäßig der sich bildender Faulschlamm über den Filter aus dem Becken entfernt wird, besteht die Chance ein relativ stabiles Biotop zu erreichen.
Die Verteilung der nitrifizierenden Bakterien in einem Schwarzwasserf-Aquarium verteilt sich prozentual wie folgt und zeigt die Bedeutung des Filterschlamms als Nährboden von Bakterienkulturen deutlich auf. Nur mit Hilfe einer hochbiogenen Filterschlamm-Bakterien-Kultur ist es, in den beengten Verhältnissen eines Aquarium, überhaupt möglich, die gleichen, artgerechten Bedingungen für Fische und Pflanzen, wie in der Natur, zu erreichen.
Schwarzwasser: < 1,5 %
Mulm: < 6,0 %
Boden: < 2,0 %
Sediment: < 1,5 %
Filterschlamm: < 88,0 %
Sonstige: > 1,00 %
Für ein Schwarzwasser-Aquarium als ein sich selbst regulierendes Biosystem bedeutet dies, Mikroorganismen zu pflegen und nur überschüssigen Filterschlamm regelmäßig zu entsorgen, denn die Bakterien verarbeiten nicht nur alle organischen Reste, sondern produzieren auch zum Teil Giftstoffe, die sich im Filterschlamm dann anreichern.
Ziel ist es durch die Reinigung des Filtermediums den Bakterienstamm nicht zu zerstören, sondern immer wieder aufs Neue zur Zellteilung anzuregen. Daher darf der Filterschlamm niemals mit heißem Wasser, oder so gründlich ausgewaschen werden, dass keine Bakterien mehr darin vorhanden bleiben. Es reicht vollkommen aus unter fließendem kaltem Wasser groben Filterschlamm auszuspülen und feine Reste, also den Bakterienstamm, im Filtermedium zu belassen. Die Filterreinigung sollte auch niemals parallel zum Teilwasserwechsel erfolgen, da sonst das biologische Gleichgewicht zu stark beeinträchtigt wird und Algenwachstum, verbunden mit Wachstumsstörungen bei Pflanzen die negativen Folgen sein könnten.
Das Filtersubstrat, meisst ein Schwamm aus Schaumstoff, ist idealerweise nicht dicker als 10 cm, da sonst Sauerstoff die Bakterien nicht erreichen kann. Je größer die Oberfläche innerhalb dieser Zone ist, welche vom Schwarzwasser durchflossen wird, desto mehr Bakterien können sich ansiedeln und ihre Tätigkeit verrichten. Da Bakterien durch Strömung aber leicht fortgespült werden, ist darauf zu achten, dass die Fliess-Geschwindigkeit innerhalb des Filters nicht größer als 10cm pro Minute beträgt!
Das Schwarzwasser hat das Filtermedium also möglichst langsam zu durchströmen, was zur Folge hat, dass die Filteranlage und die Strömungspumpe zwei getrennte technische Einheiten in einem Schwarzwasser-Biotop-Aquarium darstellen. Bei der technische Einrichtung eines Aquariums ist deshalb besonderes Augenmerk geboten, da die Vielzahl der heute im Handel angebotenen Agregate, überraschender Weise, diesen Erfordernissen nicht gerecht wird.
In einem Schwarzwasser-Aquarium sollte eine Strömungspumpe in der Stunde mindestens das 1,5 fache des Wasservolumens pro Stunde umwälzen und auf diese Weise das Schwarzwasser der Filteranlage zuführen. Bei einem 400 Liter Aquarium entspricht dies 600 Liter pro Stunde. Da durch die Aufbauten und Einrichtungen im Becken unterschiedliche Strömungsverhältnisse herschen, sollte die Strömungspumpe eine ca. fünfache Leistung von mindestens 2.300 Liter pro Stunde aufweisen, damit sich das Schwarzwasser auch in den Strömungsnischen umwälzt. Diese im Schwarzwasser-Aquarium erzeugte Strömung entspricht dann der von langsam fliesenden Gewässern.
Zur Bildung von Habitaten mit starker Strömung, wie z.B. für die Riesenfächergarnele Atya gabonensis, muß die Pumpenleistung auf die mehr als zehnfache Umwälzung des Wasservolumens des Beckens pro Stunde angehoben werden.
Der Durchsatz des Schwarzwassers innerhalb des Filtermediums hat hingegen weiterhin 10cm pro Minute zu betragen und darf auch in einem Schwarzwasser-Fluss-Biotop mit starker Strömung nicht überstiegen werden!
Die Kontrolle der Wirksamkeit einer bestehenden Filtertechnik hingegen ist relativ einfach, denn die biologische Reinigung ist immer dann gegeben, wenn Nitrit als Abbauprodukt nicht nachweiswar und das Schwarzwasser klar ist.
 
Fazit:
Jedes Biosystem, wie auch das eines Schwarzwasser-Aquariums, unterliegt dem Prinzip eines sich selbst regelenden Organismus. Deshalb ist in erster Hinsicht auf den richtigen Fischbesatz zu achten. In zweiter Hinsicht ist dafür zu sorgen, dass die Mikroorganismen im Schwarzwasser-Aquarium ideale Lebensbedingungen im Mulm und Filter vorfinden, um den Fischen eine optimale Wasserqualität zu bereiten, indem sie den Wasserpflanzen der von ihnen benötigten Nährstoffe, Mineralien und Spurenelemente aufbereiten.
Filter und Strömungspumpe müssen zwei voneinander getrennte technische Einrichtungen sein, die sich einerseits auf die Bedürfnisse der Mikroorganismen einstellen und andererseits auf die Strömungsumstände des Habitats der gepflegten Tiere und Pflanzen, eines Kamerun-Fluss-Biotops, Bezug nehmen.
 
Gute und thypische nährstoffverwertende Pflanzen in einem Schwarzwasser-Aquarium eines tropischen Regenwald-Fluss-Biotops sind:
Breitblättrige Krinum (Crinum aquatica)
Breitblättriges Speerblatt (Anibias barteri)
Gedrehte Wasserähre (Aponogeton capuroni)
Gitternetzpflanze (Aponogeton fenestralis)
Glatte Wasserschraube (Vallisneria spiralis)
Hornfarn (Ceratopteris cornuta)
Kleines Fettblatt (Bacopa monnieri)
Kleine Wasserlinse (Lemna minor)
Kongo Speerblatt (Anubias congensis)
Kongo Wasserfarn (Bolbitis heudelotii)
Krause schmalblättrige Krinum (Crinum calamistratum)
Teichlebermoos (Riccia fluitans)
Tigerlotus (Nymphaea lotus)
Zwergspeerblatt (Anubias barteri var. nana)
 
Typische Fische in einem Schwarzwasser-Aquarium eines tropischen Regenwald-Fluss-Biotops Kameruns sind;
Salmler:
Langflossensalmler (Brycinus-longipinnis)
Gelber Kongosalmler (Alestopetersius caudalis)
Roter Kongosalmler (Alestopetersius imberi)
Blauer Kongosalmler (Alestopetersius interruptus)
Afrik. Großschuppensalmler (Arnoldichthys spilopterus)
Normans Leuchtaugenfisch (Aplocheilichthys normani)
Einstreifensalmler (Neolebias unifasciatus)
und andere Neolebias-Arten
Cichliden (Barsche):
Smaragdprachtbarsch (Pelvicachromis taeniatus)
Purpurprachtbarsch (Pelvicachromis pulcher)
Zebra-Zwergbuntbarsch (Nanochromis transvestitus)
Chromidotilapia guntheri guntheri
Hemichromis cristatus
Hemichromis fasciatus
Killifische:
Gebänderter Prachtkärpfling (Aphyosemion bivittatum)
Welse:
Rückenschwim. Kongowels (Synodontis nigriventris)
Echten Knochenfische:
Schmetterlingsfisch (Pantodon buchholzi)
Elefanten-Rüsselfisch / Tapirfisch (Gnathonemus petersii)
Labyrinth- / Kletterfische:
Zwergbuschfisch (Microctenopoma nanum)