Cos’è un acquario per un biologo? Probabilmente è solo la riproduzione di un ecosistema naturale con tutte le limitazioni date da un piccolo volume.
Anche i più grandi acquari “da salotto” non potranno mai riprodurre un sistema biologico veramente naturale e per questo avranno sempre bisogno di sussidi esterni per mantenersi in un equilibrio adatto alla vita dei loro abitanti.

Esistono fondamentalmente due differenti concezioni dell’acquario: quella che vuole l’acquario ordinato e pulito, con piante rigogliose, acqua limpida, assenza di alghe e lumache, e che quindi concepisce l’acquario come una rappresentazione estetica della natura, e quella che pensa che, invece, l’acquario debba riprodurre un ecosistema, con piante e animali che si adattano gli uni con gli altri con pochissimo intervento umano.

Io amo entrambi i tipi di acquario. Sicuramente un acquario ordinato e rigoglioso è un piacere per gli occhi, ma da ecologa amo anche gli acquari autosufficienti (un po’ sporchini e disordinati), ma che, quasi per magia, riescono a mantenere valori chimico fisici ben bilanciati, con piante e pesci ben pasciuti.

Sicuramente questi sono acquari in cui non possiamo tenere piante e pesci delicati, ma credo sia divertente cercare di riprodurre un piccolo angolo di lago o fiume e tutto ciò ha anche un suo interesse sia scientifico sia estetico.

Per capire cosa è un acquario bisogna però avere chiari alcuni concetti di ecologia.

L’ecologia (dal greco οικια = casa e λογος = studio) studia la biosfera, cioè quella parte della Terra in cui è presente la vita e che è caratterizzata dall’interazioni che si creano fra gli organismi viventi e fra questi e la parte non vivente (terreno, acqua, aria, e tutto il materiale inorganico).

Le interazioni fra esseri viventi e componente inorganica sono dinamiche e sono costituite da flussi in entrambe le direzioni di energia e materia.

L’ecosistema è invece una parte della biosfera, un ambiente più piccolo che si incastra perfettamente con gli altri. L’ecosistema viene utilizzato dall’ecologo come modello per studiare in maniera particolareggiata quei flussi di energia e materia che abbiamo visto esistono tra le componenti di una biosfera.

In un ecosistema si distinguono cinque tappe fondamentali che riguardano il flusso di materia ed energia:

1. incorporazione di energia e composti organici;
2. sintesi di materia organica a partire dalla materia inorganica e dalla energia (ad es. la fotosintesi);
3. consumo della materia organica da parte degli organismi che non sono in grado di produrla;
4. disintegrazione della materia organica (ad esempio decomposizione) fino a riportarla nuovamente allo stadio di materia inorganica;
5. trasformazione dei composti inorganici in composti minerali che sono poi sfruttati dai produttori di materia organica.

Tappe del flusso di materia ed energia

Si viene a creare quindi un flusso di materia ed energia tra le due componenti, che non solo è bidirezionale ma è anche ciclica: la materia viene trasformata da inorganica ad organica e di nuovo ad inorganica mentre l’energia viene utilizzata solo una volta, quando la materia inorganica viene trasformata in organica, e si va estinguendo nelle tappe successive, con un andamento lineare. L’ecosistema può essere chiuso, cioè autosufficiente in quanto in grado di compiere tutte le tappe, o aperto, se è necessaria la collaborazione con altri ecosistemi vicini.

Queste tappe si traducono in una catena di alimentazione a partire dagli organismi in grado di produrre la materia organica dall’energia (le piante e il fitoplancton). Il numero di anelli che costituisce una catena di alimentazione può essere variabile: dalle catene in cui non ci sono consumatori di materia organica, fino a quelle catene nelle quali all'interno dei consumatori di materia organica si stabiliscono numerosi anelli nutrizionali (erbivori, carnivori, onnivori).

Piramide alimentare

In ogni anello si ha una perdita di energia, ma anche di materia perché appunto in ogni livello si ha un consumo di esse da parte degli organismi per poter compiere la loro attività vitale. L’energia viene utilizzata per il calore e il lavoro, la materia per mantenere le strutture dell’organismo e in parte viene persa come prodotto di rifiuto. Come conseguenza di questa perdita progressiva di materia ed energia, specialmente quest'ultima, le catene alimentari possono essere rappresentate graficamente come una piramide formata da vari strati in cui gli esseri viventi che vivono negli strati superiori si nutrono degli esseri viventi degli strati inferiori. In generale, gli strati superiori sono più piccoli degli inferiori sia per quanto riguarda la quantità di materia e di energia, sia per il numero di individui (ci sono sempre molte più piante di pesci carnivori).

L’acquario è un ecosistema aperto, quindi non è in grado di gestire in modo autosufficiente tutte le tappe ed è quindi necessario un intervento esterno che fornisca l’energia, sotto forma di luce, ed in parte la materia e le sostanze inorganiche (alimentazione dei pesci e concimazione delle piante), ma questo perché il concetto di acquario è legato fondamentalemtne a quello di ecosistema complesso, a differenza di quanto accade in natura, in cui la colonizzazione di un nuovo ambiente avviene per tappe successive.

E’ come se iniziassimo a realizzare per tappe il nostro acquario aggiungendo solo il fondo e l’acqua, aspettando poi che si formino le colonie di alghe e protozoi (plancton), e poi ancora gli invertebrati e dopo molto, molto tempo potrebbero attecchire piante superiori, e solo a questo punto l’acquario sarebbe pronto a contenere i pesci, ma per avere queste successioni biologiche dovremmo aspettare anni.

I principi dell’ ecologia sono alla base del pensiero di un grande studioso, Konrad Lorenz, Nobel per la Medicina (non esiste un premio per la biologia!) nel 1973, per avere posto i fondamenti di una nuova branca della biologia, l’etologia, cioè lo studio del comportamento animale.

Grazie alle sue osservazioni si è iniziato ad avere un concetto più scientifico del comportamento animale ed è lui che ad esempio ha definito il concetto di imprintig. Il suo approccio con l’etologia è avvenuto “sul campo”: studiava gli animali nel loro habitat naturale e traeva le sue conclusioni dalla osservazione diretta. Nel libro “L’anello del Re Salomone” spiega come deve essere costruito un acquario: “l’acquario è un universo, dove, come in uno stagno o un lago naturale, creature animali e vegetali convivono creando un equilibrio biologico”.

La sua visione dell’acquario dipende dal fatto che essendo un studioso lo concepiva come un sistema, un modello da osservare. Lorenz descrive abbastanza dettagliatamente come realizzare un acquario: si prende un recipiente di vetro e si pone sul fondo della sabbia pulita e poi vi si piantano delle comuni pianticelle acquatiche. Vi si versano alcuni litri di acqua di rubinetto e si mette il recipiente in un luogo soleggiato. A questo punto Lorenz consiglia di prendere con un vasetto di vetro un po’ di acqua da qualche laghetto o pozza in modo da ottenere i microrganismi appartenenti al plancton, animali e vegetali.

Questa “procedura” corrisponde sostanzialmente a quella che noi definiamo “attivazione batterica”, mediante l’aggiunta di ceppi batterici per la maturazione più veloce del filtro, che, nel caso di Lorenz non è contemplato. Quando l’acqua è purificata e le pianticelle iniziano a crescere si possono mettere i pesci. Questo è un vero acquario “selvaggio” (oggi lo definiremmo probabilmente “low tech”) che, utilizzando quello che Lorenz aveva a disposizione, riproduce un angolo di lago o fiume europeo.

In un acquario tropicale, sia dolce che marino, questo ragionamento vale probabilmente poco, poichè possiamo renderlo solo parzialmente autosufficiente dato che comunque si tratta di ecosistemi completamente diversi da quelli che si possono trovare nelle zone in cui viviamo, anche solo per le temperature a cui piante e pesci sono abituati.