Alla componente microbiologica che contraddistingue invariabilmente ogni vasca si possono ascrivere molti dei problemi che di frequente vanno a turbare la tranquillità di buona parte degli acquariofili ed in particolare quando ancora alle prime armi. La comparsa di una “strana” patina oleosa sulla superficie dell’acqua o di altrettanto strani ciuffi cotonosi su legni od altri arredi, solo volendo citare alcuni esempi, è capace di suscitare grande apprensione, come se si trattasse di “ fenomeni” forieri di chissà quale imminente catastrofe e del tutto avulsi dal contesto acquario. Ma è davvero così? O quale altro e più veritiero significato dobbiamo attribuirgli? Intento di questo articolo è quello di voler fare un po’ di luce su queste ed altre manifestazioni del tutto naturali e riconducibili a precise ragioni di carattere microbiologico, espressione della complessa biodiversità presente in ogni nostra vasca. Come qualche lettore avrà avuto modo di rendersi conto l’articolo non è inedito ma ha già trovato pubblicazione in altra sede. Tuttavia, la versione qui riproposta ha subito una profonda revisione in alcune sue parti tali da farne qualcosa non solo di più attinente con le tematiche affrontate in questo sito ma da renderlo meritevole di una eventuale rilettura.
Figura 1. Una spessa e ben evidente “patina oleosa” comparsa sulla superficie di una piccola vaschetta gestita come suggerito da K. Lorenz ad un anno circa dal suo allestimento, 400x.
Eubatteri, protisti e funghi
Prima di addentrarci nell’esame dei singoli “fenomeni” che si è stabilito di affrontare, credo che sia quantomeno opportuno fare la conoscenza coi protagonisti indiscussi di questa trattazione, ovvero con batteri, trattati in modo più particolareggiato, protisti (muffe mucillaginose) e funghi. Lo scopo è quello di consentire di apprezzare meglio, grazie a quel minimo di conoscenza in più che ne può derivare, quanto si andrà in seguito ad esporre.
Eubatteri. Nel fondo di ogni acquario, tra ghiaietto e substrati fertilizzati, sulle piante, su rocce e legni come anche ed ovviamente in qualsiasi filtro, possono albergare milioni e milioni di batteri a volte minuscoli, altre di dimensioni “ragguardevoli” come quelli che contraddistinguono ambienti anaerobi con abbondante materia organica in decomposizione. Posando lo sguardo negli oculari di un microscopio, può capitare di osservarli in un brulicare irrequieto e confuso, come anche in un’assoluta fissità tale da indurci persino a dubitare che ciò che si sta osservando sia effettivamente qualcosa di vivo.
Figura 2. Batteri raccolti sulla superficie di un legno a qualche giorno dall’immersione, 600x.
In ogni caso si tratta sempre di organismi di piccole, quando non di piccolissime dimensioni, generalmente molto al di sotto della soglia del visibile per un’occhio umano cioè al di sotto 0,1 mm (100 micron). Ciononostante possiamo osservarli ad esempio come fiocchi filamentosi all’interno di un filtro, sulla superficie del ghiaietto o sulle foglie delle piante; oppure possiamo percepirli come un qualcosa di viscido quando facciamo scorrere le dita su di una qualunque superficie che sia rimasta per un po’ di giorni immersa in acqua.
Figura 3. Senza la presenza dei decompositori capaci di mineralizzare la sostanza organica, cioè di trasformarla in CO2, H2O e sali minerali rendendola nuovamente disponibile, il ciclo non potrebbe chiudersi e la vita rinnovarsi.
La vita così come la conosciamo, non potrebbe perpetrasi senza la loro pressoché ubiquitaria e soprattutto massiva presenza tanto che, qualora fosse possibile raggrupparli tutti per porli sul piatto di una bilancia, scopriremmo non forse senza un certo stupore, che il loro peso andrebbe largamente ad eccedere quello di tutti gli altri organismi viventi messi insieme. In tutti i nostri acquari albergano moltissime specie viventi identificabili non solo su base morfologica ma anche sulla base di uno specifico corredo genetico. Tutte possono essere riunite in gruppi sempre più ampi. Dalla specie possiamo passare al genere, dal genere alla famiglia e così via sino a giungere, ai tre domini in cui oggigiorno si suole suddividere tutti i viventi. Chiunque, almeno una volta, abbia avuto tra le mani un testo di zoologia o di botanica sistematica nello sfogliarlo non può non aver avvertito un certo senso di smarrimento dinanzi a quella che potrebbe apparire come una sequenza infinita di forme e strutture differenti. Tuttavia, se ci soffermassimo ad esaminare tutta questa moltitudine di organismi viventi da un punto di vista prettamente cellulare, cioè se cercassimo di classificarli soltanto in base a specifiche caratteristiche strutturali ravvisabili a livello delle singole cellule le cose si semplificherebbero di molto. Questo perché su tale base ci sarebbe possibile suddividerli soltanto come appartenenti ad una od alll’altra delle uniche due tipologie cellulari riconoscibili e cioè quella dei procarioti e quella degli eucarioti. La differenza fondamentale fra le due tipologie cellulari è da ricercarsi nel fatto che quelle procarioti sono prive di un involucro nucleare, involucro che invece contraddistingue quelle eucariote dove il DNA è separato dal resto del citoplasma da una complessa parete a doppia membrana.
Figura 4. Procarioti a confronto. In primo piano un cianobatterio del genere Oscillatoria circondato da grossi batteri anaerobi, 400x.
Osservandoli al microscopio a forte ingrandimento (900-1000x), i batteri ci appaiono in forme a volte molto diverse che però non ci consentono di determinarne la specie. Questo perché specie anche molto differenti hanno spesso forme del tutto simili.
Malgrado la forma sferica dei cocchi, si debba considerare come la forma “tipo” per un procariota a cellula singola, è senz’altro più facile per un acquariofilo osservarli come cilindri dalle estremità smussate, ovvero come bacilli. Dopo la divisione, questa sorta di minuscoli bastoncelli, possono rimanere attaccati gli uni con gli altri dando origine a catene del tipo di quelle osservabili in figura 2. Anche i cocchi possono rimanere legati a formare corte catene. In questo caso si parla di streptococchi.
Altra forma caratteristica è quella a spirale. Si parla di vibrioni nel caso di cellule molto corte, spirilli quando sono più lunghe e rigide, spirochete nel caso di strutture flessibili, cioè capaci di mutare di forma durante il movimento. Tra le foglie di Cryptocoryne spp. in decomposizione capita spesso di osservare lunghe spirochete capaci di affascinarci col loro movimento sinuoso di serpentelli infinitamente piccoli.
Molti batteri sono in grado di spostarsi attraverso l’elemento liquido grazie a sottili flagelli, peraltro evidenziabili solo attraverso specifiche tecniche di colorazione che in passato hanno rappresentato un importante aspetto di carattere sistematico.
Comunemente i batteri si moltiplicano per scissione binaria trasversale o per gemmazione. Nei batteri miceliali, facilmente scambiabili per funghi, si osserva un terzo tipo di divisione ovvero per frammentazione.
La nutrizione può essere sia di tipo autotrofo che eterotrofo. Vanno considerati autotrofi tutti quei batteri in grado di sintetizzare sostanze organiche a partire da semplici sostanze inorganiche come CO2, H2O e sali minerali. Sono, invece, da considerarsi eterotrofi tutti quegli organismi che non sono in grado anche di sintetizzare una sola delle molecole organiche di cui abbisognano e che per questo debbono ricorrere ad altri organismi.
A loro volta gli autotrofi possono essere distinti in fototrofi, quando l’energia necessaria è ricavata dalla radiazione luminosa e chemiotrofi quando, invece, questa viene ricavata attraverso reazioni di ossido- riduzione di varie sostanze inorganiche. Batteri chemiotrofi certamente ben conosciuti alla maggioranza degli acquariofili sono i nitrificanti, cioè quelli responsabili dell’ossidazione dell’azoto ammoniacale in nitrito prima e nitrato poi; processo che si può schematizzare nelle seguenti reazioni:
Esistono molte specie di batteri che sono in grado di vivere anche in assenza di ossigeno. Ossigeno che in certi casi può addirittura costituire un vero e proprio veleno. Tuttavia, la maggioranza delle specie non ne può fare a meno. I batteri nitrificanti, ad esempio, soccombono quando il tenore di ossigeno scende al di sotto della soglia dei 2 mg/l.
Si parla di batteri aerobi quando è l’ossigeno a fungere come accettore finale nella catena di trasporto degli elettroni in quel processo che conosciamo come respirazione aerobica ed anaerobi quando questa funzione è svolta da altre specie chimiche.
Si possono inoltre avere batteri aerobi obbligati, cioè capaci di crescere solo in presenza di ossigeno molecolare (O2); anaerobi stretti, che all’opposto crescono solo in assenza di ossigeno; anaerobi facoltativi, cioè in grado di variare il proprio metabolismo a seconda della disponibilità o meno di ossigeno e dunque di svilupparsi sia in presenza che assenza; infine anaerobi moderati in grado di tollerare la presenza di minime quantità di ossigeno.
Tabella 1. Classificazione degli organismi in base alla fonte di carbonio e di energia.
Protisti. Sino a non molti anni fa, quegli organismi conosciuti complessivamente come muffe mucillaginose erano collocati tra gli appartenenti al regno dei funghi. A differenziarli da quest’ultimi, tuttavia, intervenivano peculiarità quali ad esempio la mancanza per una certa parte della loro esistenza di una parete cellulare chitinosa e di una fase dicariotica, cioè di una fase durante la quale ogni cellula è caratterizzata dalla presenza di 2 nuclei aploidi. Queste ed altre considerazioni hanno fatto si che tale originaria collocazione non fosse ritenuta più adatta e si procedesse ad un loro riposizionamento come appartenenti al regno dei protisti. Le muffe mucillaginose comprendono phyla i cui membri sono generalmente dotati di movimento e si nutrono per endocitosi. Tuttavia, gli oomiceti dalla caratteristica struttura filamentosa, sono organismi stazionari. A tale phylum si possono ascrivere tutte le muffe acquatiche di un qualche interesse in campo acquariofilo come quelle appartenenti ai generi Saprolegnia e Achlya. Se pur raramente, in vasche aperte e prive di pesci, può capitare di osservare lo sviluppo di Saprolegnia su insetti che cadono sulla superficie dell’acqua e vi muoiono. Su questi vanno a formare un micelio biancastro dall’inconfondibile aspetto cotonoso. Molte muffe acquatiche sono, infatti, organismi saprofiti cioè organismi che si nutrono di animali e piante morti. Solo raramente possono comportarsi da parassti. In Saprolegnia si può assistere ad una riproduzione di tipo sessuale determinata dalla presenza di organi maschili e femminili su di uno stesso individuo. In altre specie, come quelle appartenenti al genere Achlya gli organi sessuali si formano, invece, su individui diversi. Nel primo esempio si parla di specie omotalliche, mentre nel secondo di specie eterotalliche. Comunque, sia in Saprolegnia che Achlya si deve registrare anche una riproduzione per via asessuale. Nel loro complesso, questi protisti, in acquario rivestono un ruolo secondario pur rendendosi protagonisti spesso nella fase di maturazione di una vasca i modo eclatante quando vanno a ricoprire con grossi ciuffi cotonosi legni e radici sommerse.
Funghi. I funghi in natura rivestono un’enorme importanza essendo, al pari dei batteri eterotrofi, responsabili della mineralizzazione della materia organica in decomposizione. Sembrerebbero non esservi limiti a quello che un fungo è in grado di attaccare. Accanto a materiali scontati come possono esserlo ad esempio il legno o la carta, possiamo vederli all’opera anche su abiti, cavi elettrici, inchiostri e persino nei carburanti per aerei. Eppure, malgrado questa loro peculiarità, l’importanza nell’ecologia delle acque dolci si riduce ai minimi termini, limitandosi alla presenza di solo poche specie con un ruolo marginale, lasciando ai batteri quello principale di decompositori. Il corpo dei funghi è generalmente organizzato in filamenti spesso ramificati che prendono il nome di ife. L’insieme delle ife , va a costituire il micelio. Nelle muffe le ife sono costituite da filamenti tubulari che possiamo distinguere in vegetative, preposte a compiti nutrizionali, ed aeree con funzioni riproduttive. Nei funghi non si possono rinvenire pigmenti capaci di catturare la luce e questo li porta possano espletare unicamente una nutrizione di tipo eterotrofo come saprofiti, parassiti o simbionti mutualistici. La riproduzione asessuata può portare alla formazione sia di spore flagellate mobili che di spore aflagellate immobili. La riproduzione sessuata avviene principalmente per isogamia od oogamia. A diferenza dei batteri, molte muffe, pur sviluppandosi con un pH ottimale di 5,5 sono in grado di tollerare ambienti estremamente acidi sino a pH 2, proibitivi per lo sviluppo della maggioranza dei batteri. L’optimum di temperatura è compreso tra i 22 ed i 30°C. A differenza dei batteri che, come abbiamo visto sono capaci di adattarsi anche ad ambienti privi di ossigeno, i funghi sono tutti aerobi obbligati.
Figura 5. Ife fungine sviluppatesi su un legno sommerso, 400x.
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