Tra i problemi che più di frequente paiono turbare la tranquillità di molti acquariofili ed in particolare quando ancora alle prime armi, ritengo vi siano senz'altro tutti quelli ascrivibili alla componente microbiologica che contraddistingue indistintamente ogni vasca.

La comparsa di una "strana" patina oleosa sulla superficie dell'acqua o di  strani ciuffi cotonosi su legni ed altri arredi come anche su piante e fiori in decomposizione, solo volendo citare alcuni esempi, sono capaci 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 significato dobbiamo attribuirgli?

Intento di questo articolo è quello di voler fare un po' di luce su questi ed altri "fenomeni"del tutto naturali e riconducibili a precise ragioni, espressione della complessa biodiversità presente in ogni nostra vasca.

Una spessa e ben evidente patina oleosa comparsa sulla superficie di una piccola vaschetta gesa come suggerito da K. Lorenz ad un anno dal suo allestimento - 400x

Batteri 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 breve trattazione, ovvero con batteri e funghi. Lo scopo è quello di consentire di apprezzare meglio, grazie a quel minimo di conoscenza in più che ne può derivare qualora fossimo completamente a digiuno della materia, quanto si andrà in seguito ad esporre. Naturalmente, chi non fosse interessato, può anche saltare questa parte e passare direttamente ai paragrafi successivi, certamente di carattere più pratico.

Batteri

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.

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.

Senza la presenza dei decompositori, il cui ruolo in acquario è interpretato principalmente dai batteri, la sostanza organica non potrebbe essere trasformata in CO2, H2O e sali minerali ed il ciclo non potrebbe chiudersi. Compito di ogni acquariofilo è quello di saper trovare e mantenere un giusto equilibrio tra le diverse categorie di viventi.

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 salire al genere, dal genere alla famiglia e così via sino a giungere, volendo, ai classici regni animale e vegetale. 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 all'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.

Batteri e cianobatteri sono procarioti mentre tutti gli altri sono eucarioti.

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.

Si parla di vibrioni nel caso di cellule molto corte simili a virgole, spirilli quando  la loro forma è spiraliforme, spirochete nel caso in cui la spirale sia flessibile, cioè capace di mutare di forma durante il movimento. Tra le foglie di Cryptocoryne spp. in decomposizione capita spesso di osservare  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 soprattutto 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 quegli organismi 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  che non sono in grado anche di sintetizzare una sola delle molecole organiche di cui necessitano e che per tale motivo  debbono ricorrere ad altri organismi.

A loro volta gli autotrofi possono essere distinti in fototrofi, quando l'energia necessaria alla fissazione della CO2 è ricavata dalla radiazione luminosa, chemiotrofi quando invece questa viene ricavata attraverso reazioni di ossido- riduzione di varie sostanze inorganiche.

Un tipico esempio di batteri chemiotrofi certamente ben conosciuti alla maggioranza degli acquariofili, è quello dei nitrificanti, responsabili dell'ossidazione dell'azoto ammoniacale in nitrito prima e nitrato poi:

NH4+  + 3/2 O2  ------>  NO2- + H2O + H+

NO2- +1/2 O2  ------>  NO3-

organismi	numero di cellule	classe di nutrizione
piante	pluricellulari	autotrofa
alghe	monocellulari o filamentose	autotrofa
pesci	pluricellulari	eterotrofa
funghi	filamentosi o monocellulari	eterotrofa
batteri	monocellulari - raramente pluricellulari	autotrofa - eterotrofa

Classificazione degli organismi in base alla fonte di carbonio e di energia.

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, si trovano in forte difficoltà 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 capaci di tollerare la presenza di minime quantità di ossigeno.

Funghi

Anche i fughi 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 dal diametro normalmente compreso tra i 4 ed i 10 micron. 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 fa si che 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 differenza 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.

Ife fungine sviluppatesi su un legno sommerso - 400x

Spore fungine - 400x

Patina oleosa superficiale

Nella sezione dedicata ai batteri del precedente paragrafo, si è visto come i batteri possano essere percepiti visivamente solo quando il loro numero li porta ad assumere dimensioni tali da mostrarceli sotto forma di aggregazioni di un qualche tipo. Ebbene, la patina oleosa che si forma sulla superficie dell'acqua e che viene sempre guardata con una sorta d'impotente costernazione da parte di molti acquariofili costituisce proprio una di queste caratteristiche aggregazioni.

Come si è detto i batteri sono in grado d' interagire con qualsiasi superficie sommersa, ghiaietto, rocce, legni, piante, vetri, etc, aderendovi e colonizzandole.

Questo è determinato da precise ragioni di sopravvivenza che li porta a raggrupparsi, organizzandosi la dove vi sia una maggiore disponibilità di nutrienti; disponibilità che più facilmente andrà a palesarsi su di una qualunque superficie sommersa piuttosto che i piena acqua.

I nutrienti, così come possono accumularsi su ogni superficie sommersa per ragioni di carattere elettrostatico, allo stesso modo lo possono fare sulla superficie dell'acqua anch'essa in grado di esercitare questo tipo di attrazione. L'abbondanza di nutrienti che si va in questo modo ad accumulare, funziona da richiamo per molte specie batteriche che in  breve tempo sono in grado di dare origine a sottili pellicole (biofilm) in genere dello spessore di pochi micron. Nel momento stesso in cui ci si accorge della presenza di questa patina spesso dai colori mutevoli, certamente possono essere  molte le domande al suo riguardo per cui vorremmo avere delle risposte. Abbiamo già chiarito la sua natura all'inizio di questo paragrafo per cui quello che  rimane da fare è senz'altro lo  stabilire se si debba per forza di cose fare qualcosa oppure no ed eventualmente quali possano essere le conseguenze imputabili alla sua presenza.

Campione prelevato dalla superficie di un vetro in un acquario funzionante da 3 mesi. Accanto ai batteri ci appaiono chiaramente anche delle minuscole amebe - 400x

Patina superficiale particolarmente spessa registrata in una vaschetta priva di filtro - 400x

Se nel nostro acquario siamo stati capaci di permettere, attraverso tutta una serie d'accorgimenti e soluzioni che però esulano da questo contesto, l'instaurarsi di un corretto rapporto tra produttori, da intendersi principalmente come macrofite, consumatori e decompositori (vedi fig. 3), ritengo che non si debba fare assolutamente nulla se non forse registrare il fenomeno e seguirne lo sviluppo.

Fintanto che in acqua vi saranno specie chimiche dotate di carica elettrica e sempre vi saranno, non possiamo ragionevolmente aspettarci che questa patina non si vada a costituire in maniera più o meno visibile sulla superficie dell'acqua. L'unico modo per cercare di evitarne la formazione potrebbe essere quello di creare una forte turbolenza superficiale attraverso il tubo di mandata del filtro o mediante l'impiego di un aeratore. Soluzioni queste che però condurrebbero inevitabilmente ad un'eccessiva dispersione di CO2, cosa questa senz'altro non auspicabile nella maggioranza delle vasche.

Comunque, normalmente, questa patina tende a stabilizzarsi nel tempo, a raggiungere un suo equilibrio, quello stesso equilibrio a cui tende qualsiasi altra comunità di viventi. In molti casi diviene talmente sottile da non rendersi quasi visibile influendo solo minimamente sul nostro piccolo ecosistema, principalmente impedendo a parte della radiazione luminosa di riversarsi dentro la colonna d'acqua. Nemmeno gli scambi gassosi tra aria ed acqua ne risultano più di tanto penalizzati, almeno nella maggioranza dei casi. Solo in vasche sovraffollate, con una filtrazione inadeguata e con un livello d'ossigeno attestato costantemente su bassi valori di saturazione potrebbe portare a qualche problema. In tutti gli altri casi non ritengo valga la pena di preoccuparsene più di tanto, ne ritengo si debba intervenire meccanicamente per rimuoverla, sia creando una maggiore turbolenza superficiale sia intervenendo con fogli di giornale od altri espedienti similari per cercare di assorbirla.

Ciuffi cotonosi

"Sui legni del mio acquario è comparsa una sorte di mucillagine biancastra. Di cosa si tratta? Debbo preoccuparmi?".

Chissà quante volte vi è capitato di leggere e magari con diversa cognizione di causa di rispondere a domande come questa. Personalmente ho smesso di contarle. Ma di che cosa si tratta veramente? Batteri? Funghi? O di che altro ancora?

Come sa bene chiunque possieda un microscopio ed abbia una sufficiente esperienza da permettergli d'identificare ciò che vede, quella che può venirsi a determinare sulla superficie di un qualsiasi legno rimasto sommerso per un certo periodo di tempo è una sorta di biocenosi dove batteri e funghi in primo luogo ed in diversa misura concorrono a creare quelle caratteristiche masse più o meno cotonose che spesso ci capita di osservare.

Quando il loro aspetto è più grigiastro e gelatinoso, in genere sono i batteri a predominare. Di contro se l'aspetto è più cotonoso, in genere si tratta di muffe. La certezza però, com'è intuibile, può esserci data solo da un attento esame al microscopio.

Lo sviluppo di funghi e batteri, attrae anche molti altri organismi che vanno ad animare queste sorte di piccoli micromondi (vedi figura 9) vere e proprie miniere d'oro per gli appassionati di microscopia, il cui studio può essere di estremo interesse.

Stabilito anche in questo caso di cosa si tratta, non ci rimane che rispondere all'altra domanda che normalmente ci si sente porre e cioè se ci si debba o meno preoccupare di fronte a manifestazioni del genere. La risposta è no, naturalmente. Queste formazioni, per quanto impressionanti e dall'aspetto poco gradevole, sono destinate, per tutta una serie di ragioni, a scomparire gradualmente nell'arco di qualche settimana. Molto più rapidamente quando vi siano presenti o si vadano ad introdurre specie fitofaghe (lumache e pesci) che se ne possano  nutrire. Pesci come Otocinclus affinis ed Ancistrus dolichopterus sono in grado di far sparire tutte le muffe presenti sui legni di una vasca nell'arco di una giornata. Il fatto che dopo un certo tempo non si veda più nulla, non deve però trarci in inganno perché se prelevassimo campioni dalla superficie dello stesso legno troveremmo ugualmente quella varietà di viventi, che si era potuta ravvisare inizialmente. Alcune specie saranno certamente scomparse, altre si saranno ridotte di numero, altre di contro saranno aumentate e nuove specie ancora avranno fatto la loro comparsa sulla scena di questo piccolo teatrino della complessità della vita che può essere un acquario.

Vorticella, visibile al centro della foto, 400x. Si tratta di un protozoo ciliato comune ospite delle associazioni di cui si discute nel testo.

Ife fungine chiaramente visibili tra le foglie di un muschio, 100x.

Ancora un muschio aggredito da ife fungine, 400x. Va, però, sottolineato che casi come questo sono estremamente rari e ben difficilmente potremo assistere a qualcosa del genere nelle nostre vasche

Molto spesso si consiglia di sterilizzare attraverso la bollitura qualsiasi legno o radice che si voglia andare ad introdurre in vasca. Ma davvero dobbiamo farlo? Considerando che i batteri, per quanto ci riguarda, svolgono un ruolo insostituibile nei cicli della materia non è forse un controsenso quello che ci viene suggerito?

Se, dopo aver acquistato una radice, la facessimo bollire per circa una ventina di minuti riusciremmo senz'altro ad uccidere, ad esempio, tutte le cellule vegetative batteriche; tuttavia la cosa potrebbe non sortire alcun effetto sulle eventuali ed in genere abbondanti endospore presenti. Questo perché le specie capaci di produrle hanno sviluppato differenti gradi di resistenza al calore e dunque potrebbero richiedersi tempi ben superiori ai soli 20 minuti da noi impiegati.

Se molti batteri, infatti, vengono distrutti da pochi minuti di bollitura com'è il caso di Bacillus anthracis, altri invece richiedono tempi molto ma molto più lunghi come nel caso degli oltre 450 minuti necessari a sterilizzare una sospensione di Bacillus stearothermophilus.

Inoltre, a complicare la cosa, va detto che esistono specie batteriche capaci di produrre endospore che non germinano senza essere prima state sottoposte a schock termico, cioè sino a quando non vengano esposte ad elevate temperature.

Quindi in sostanza, con la bollitura di legni o rocce da introdursi in vasca non facciamo altro che perpetrare una sorta di selezione senza alcuna particolare utilità e non impediremmo certo lo sviluppo di muffe e batteri che in qualsiasi momento, essendo presenti tutt'intorno a noi come Bacillus mycoides un comune contaminate dell'aria, torneranno a colonizzare ciò da cui li avevamo strappati.

Acqua lattiginosa

L'ultimo "fenomeno" che ci accingiamo ad affrontare, vuol essere quello dell'acqua "lattiginosa". Questo perché ritengo che siano davvero pochi gli appassionati che possano affermare di non aver mai assistito, con una sorta di stupore misto a sgomento, alla trasformazione dell'acqua di una propria vasca in qualcosa di lattiginoso e maleodorante.

In genere questo si verifica a qualche giorno di distanza dall'allestimento ed è abbastanza improbabile che il problema possa presentarsi in vasche ben avviate, con un giusto equilibrio e con un alto contenuto di ossigeno disciolto, la cui presenza venga garantita non solo dagli scambi gassosi tra aria ed acqua ma anche dai processi fotosintetici perpetrati da un'abbondante vegetazione.

Ma di cosa si tratta? Cosa  accade alla nostra acqua? Anche in questo caso, com'è avvenuto nei precedenti, ci troviamo a confrontarci con processi di natura microbica facilmente spiegabili e del tutto naturali.

Quale conseguenza  di un lavaggio non molto accurato del ghiaietto o, molto più facilmente, a causa di un substrato fertilizzato troppo ricco, mal dosato, etc., si può verificare un eccessivo quanto esponenziale sviluppo batterico che, in concomitanza con un meccanismo di riaereazione non adeguato, conduce in breve all'esaurirsi di tutto l'ossigeno molecolare (O2) disponibile all'interno della vasca. L'acqua diventa lattiginosa a causa dell'enorme quantità di cellule batteriche che si vanno a sviluppare ed il passaggio ad un metabolismo di tipo anaerobio da parte di molte specie, porta alla formazione di sostanze tossiche e maleodoranti come l'idrogeno solforato (H2S) che deriva dalla riduzione dei solfati, in genere sempre abbondantemente presenti, ad opera di batteri solfato-riduttori.

L'abbondanza di nutrienti che, per svariate ragioni, può palesarsi all'interno di una vasca è capace di portare ad uno sviluppo massivo di batteri determinando il fenomeno dell'acqua lattiginosa. Quando vengono meno le condizioni che ne avevano permesso lo sviluppo massivo, i batteri tornano ad attestarsi su valori  che si possono considerare ottimali.

Come dobbiamo comportarci di fronte a casi del genere in vasche di nuovo allestimento e non ancora popolate? Certamente non lasciandoci prendere dal panico o dalla frenesia di voler fare qualcosa a tutti i costi, magari cominciando ad effettuare continui cambi d'acqua o peggio andando ad introdurre anche in maniera sistematica nuovi batteri con qualcuno dei molti prodotti  disponibili in commercio.

Le uniche cose di un qualche senso, possono essere:

1. Aumentare la portata della pompa del filtro qualora l'avessimo regolata su livelli più bassi.

2. Alzare il tubo di mandata del filtro di modo che venga a trovarsi ben al disopra della superficie dell'acqua.

3. Introdurre eventualmente in vasca una pietra porosa da collegarsi tramite un tubicino ad un aeratore e da lasciarsi in funzione sino a qualche giorno dalla risoluzione del problema.

Può darsi che occorra un po' di tempo ma, come mostrato anche dal grafico in figura 12, dopo qualche giorno la biomassa batterica presente torna ad attestarsi intorno a livelli ottimali  e l'acqua ad essere nuovamente cristallina ed a non odorare più di uova marce.

Conclusioni

Con questa sintetica panoramica su alcuni dei "fenomeni" più inquietanti determinati dalla componente microbiologica caratteristica di ogni vasca, spero di aver contribuito a farli guardare sotto una diversa luce  e non, come quasi sempre accade, come a qualcosa di avulso dal contesto acquario.

Un acquario, infatti, non è ne può essere un semplice ed immacolato contenitore per piante e pesci. In realtà è qualcosa di molto ma molto più complesso, retto da protagonisti quasi sempre invisibili ai nostri occhi; ma non per questo meno importanti.

Bibliografia

HEINZ STREBLE, DIETER KRAUTER (2002). Atlante dei microrganismi acquatici. Franco Muzzio Editore.

POLSINELLI, GALIZZI, MAZZA, SICCARDI (1983). Microbiologia. Boringhieri.