Das Gorgonien-Lexikon ist eine deutschsprachige Datenbank über mein Interessensgebiet den Gorgonien, einem Teilgebiet der Meerwasseraquaristik. Dieses Lexikon wurde geschaffen, um zusätzliche Haltungshinweise - auch multimedial - den vielen Gorgonien zuzuordnen. Schon jetzt erhebt dieses Lexikon den Anspruch bei ausgesuchten Gorgonien Arten das umfassendste deutsche zentrale Nachschlagewerk zu sein. Das Lexikon ist aber auch ein Portal für alle Meerwasseraquarianer im Allgemeinen.

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Allgemeines zu Bakterien und Anderes - Eine Erklärung für Süß- und Meerwasseraquarianer © Text von Beate Laufer

Bakterien, unsere Becken sind voll damit. Aber was sind diese kleinen Dinger eigentlich?
Dies soll natürlich keinen Ausflug in die Mikrobiologie darstellen, hier werden nur allgemeine Dinge erläutert, die aber vielleicht auch zum Verständnis zum manchen Ärztelatein beitragen.

Bakterien sind einzellige Kleinlebewesen ohne echten Zellkern. Ihre Form kann kugelig, stäbchenförmig oder schraubenförmig sein.

Kugelige Bakterien nennt man auch Kokken. 0

Sind 2 kugelige Bakterien zusammen, nennt man dies Diplokokken. 00

Mehrere aneinandergereite kugelige Bakterien nennt man Streptokokken. 000000  0000  00000000.

Fügen sich die Bakterien zu einem Zellhaufen zusammen nennt man das Staphylokokken.
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Fügen sich die Bakterien zu einem Paket zusammen, nennt man das Sarcinen.
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Stäbchenförmige Bakterien haben einen geraden Zylinder. (____).
Bakterien mit einem gekrümmten Zylinder nennt man Vibrionen.  Diese Bakterien haben vor einigen Jahren zu massiven Verlusten bei dem Besatz von Meerwasseraquarianern geführt. Und zwar war das beliebte Frostfutter einer Firma damit verseucht gewesen.

Schraubenförmige Bakterien sind Treponema ^^^^^^^^^^^^^, oder auch Spirillen ~~~~~~.

Bakterien haben zum Teil eine Schleimhülle oder auch Kapsel und wieder andere haben zur Fortbewegung Geißeln.

Die Vermehrung erfolgt durch Querteilung nach Längenwachstum. Manche Bakterien können bei ungünstigen Umweltbedingungen Dauerformen (Sporen) bilden. Bazillen sind dazu in der Lage. Oft werden Bazillen und Bakterien synonym genutzt, aber das ist falsch. Bazillen sind nur eine Art von Bakterien.

Die Zellwand der Bakterien gibt den Bakterien Form und Festigkeit. Allerdings kann diese Zellwand unterschiedlich aufgebaut sein. Dies macht man sich bei der Bestimmung zu Nutze.
Und zwar können die Zellwände je nach Aufbau unterschiedlich eingefärbt werden. Diese Färbemethode nennt man Gramfärbung.
Und zwar gibt es grampositiv einfärbbare Zellwände und gramnegativ einfärbbare Zellwände.
Vereinfacht unterscheidet man von grampositiven Bakterien und gramnegativen Bakterien.

Bakterien kommen überall vor. Sie sind im Boden, in der Luft, auf und in Lebewesen, im Wasser und auf allen Gegenständen. Ein Fachwort dafür ist ubiquitär, also allgegenwärtig.
Bakterien sind nicht immer böse. Es gibt Bakterien, die nicht krankmachend sind. Diese nennt man apathogene Bakterien. Sie besiedeln z.B. unsere Haut und Schleimhäute. Krankmachende Bakterien nennt man pathogene Bakterien. Und dann gibt es Bakterien, die fakultativ pathogen sind. Diese werden nur dann zum Problem, wenn der Infizierte aus irgendwelchen Gründen eine geschwächte Immunabwehr hat, oder wenn sich diese Bakterien aus irgendwelchen Gründen plötzlich sehr stark vermehren können. Ein Beispiel ist z.B. die Legionärskrankheit. Der Erreger ist quasi überall in der Welt wo Wasser ist verbreitet, auch hier in Deutschland kommt er häufig vor. Nur sind die Bakterienanzahlen zum Glück meist zu gering, um uns schädigen zu können. Aber bei günstigen Wachstumsbedingungen kann er sich so stark vermehren, dass er krank macht.

  • Ernährung der Bakterien

Eine überwiegende Mehrzahl der Bakterien braucht zur Ernährung organischen Kohlenstoff. Dieser wird durch Abbauvorgänge aus organisch gebundenen Kohlenstoff (Verwesung, Fäulnis) gewonnen. Diese Art der Ernährung nennt man heterotroph.

Im Gegensatz dazu steht die autotrophe Ernährung. Diese Bakterien brauchen zur Ernährung anorganischen Kohlenstoff. Um den nutzen zu können, betreiben die Bakterien entweder Photosynthese (Energielieferant ist das Licht) oder Chemosynthese (Energielieferant sind anorganische Verbindungen).

Unsere meist beachteten Bakterien im Aquarium, die Nitrifikationsbakterien sind autotrophe Bakterien, die Chemosynthese betreiben. Und zwar dient der Stickstoff des Ammoniums/ Ammoniaks bzw. des Nitrit als Energielieferant. Dieser Vorgang ist vom Vorhandensein von Sauerstoff abhängig, d.h. die Bakterien brauchen eine sauerstoffhaltige Umgebung. Diese Bakterien nennt man daher aerob. Auf die Nitrifikationsbakterien werde ich später noch gesondert eingehen.

Dem Gegenüber stehen die anaeroben Bakterien, die nur in Abwesenheit von Sauerstoff leben können. Und dann gibt es noch die fakultativ anaeroben Bakterien, die nicht zwingend auf das Nichtvorhandensein von Sauerstoff angewiesen sind.

  • Besiedlungsraum der Bakterien

Bakterien besiedeln, wie schon gesagt, alles.
Vermehren sich die Bakterien auf totem organischen oder anorganischen Material an, nennt man diese Bakterien Saprophyten.
Brauchen die Bakterien zur Vermehrung einen lebenden Organismus und schädigen diesen, nennt man diese Bakterien Parasiten.
Schädigen die Bakterien den lebenden Organismus dagegen nicht, nennt man diese Bakterien Kommensalen.

Weitere interessante Fachbegriffe:

Manche Pflanzenliebhaber unter den Aquarianern kennen den Begriff der Allelopathie. Vereinfacht kann man von Hemmstoffen sprechen, die Pflanzen bilden, um andere höhere Pflanzen oder auch Algen zu schädigen.
Einige Bakterien haben ein ähnliches Abwehrsystem entwickelt. Sie produzieren Proteine als Stoffwechselprodukte, die für andere Stämme derselben oder einer nah verwandten Bakterien abtötend wirken. Diese Proteine nennt man Bakteriozine.

Bei der Bekämpfung von Bakterien stößt man immer wieder auf den Begriff Bakteriostase. Er bedeutet, dass Bakterien an der Vermehrung und Wachstum gehindert werden, aber ohne sie abzutöten, die Verfahren wirken bakteriostatisch. Dem gegenüber steht die Abtötung der Bakterien. Die Verfahren wirken bakteriozid.

Verfahren die nur bakteriostatisch wirken, bergen eine wesentlich höhere Gefahr als bakterizid wirkende Verfahren in sich, dass die Bakterien gegenüber dem Verfahren unempfindlich werden. Dies nennt man Resistenz.

Eine Gefahr geht auch von UVC-Klärern aus, die nicht in der Lage sind, bakteriozid zu wirken.

Zitat:
Laut einer wissenschaftliche Arbeit von Frau Dr. Liltved aus dem Institut for Water Research wurden folgende Beobachtungen festgestellt.
Bakterien, die mit UV-Licht behandelt wurden, zeigten eine überraschende Fähigkeit zur Regenerierung ihrer Schäden unter nachfolgenden „Normal“-Bedingungen.
Untersucht wurde das Phänomen der so genannten Photo-Reaktivierung, das die Fähigkeit der Bakterien zur Reparatur von UV-Schäden mit Hilfe von Enzymen im Bereich des sichtbaren Lichts (Lampen oder Sonnenlichte) beinhaltet.
Auf Grund dieses Effektes ist es notwendig die UV-Dosierung drei- bis vierfach im Vergleich zur Inaktivierung ohne Reparatur zu erhöhen.

  • Die Krux mit den Biofilmen

In der Natur gilt fast immer: Gemeinsam sind wir stark. Die Bakterien machen es genauso. Ein einzelnes Bakterium ist leichter zu vernichten als eine Ansammlung von Bakterien.
Die Bakterien haften sich an Oberflächen fest und wirken zusammen (und zwar nicht nur mit Bakterien der eigenen Art, es können auch andere Bakterienarten sein).
Die kleine Kolonie von Bakterien wird durch eine Hülle aus Polysacchariden (Vielfachzucker, also eine Form der Kohlenhydrate) zusammengehalten und wird Biofilm genannt.
Beispiele für Biofilme im Aquarium: Filterschlamm und die berühmt, berüchtigte Kahmhaut.
Welche Vorteile hat nun so ein Biofilm?
Zunächst einmal ist er für die Ernährung der Bakterien sehr günstig.
Die bevorzugten Orte für Biofilme sind Grenzflächen mit Wasserkontakt, also wo z.B. feste Substanz mit Wasser in Berührung kommt. (Im Aquarium ist das z.B. Bodengrund- Wasser). Alle Oberflächen sind negativ geladen. Durch die negative Ladung werden nun erst einmal positive Ionen (das sind z.B. Kationen und organische Stoffe ) an. Diese positiv geladenen Ionen wiederum ziehen ihrerseits negative Ionen an. Oberflächen sind also recht nährstoffreich. Die Bakterien, die sich also an den Oberflächen anhaften, finden deshalb auch bei nährstoffarmen Wasser immer genug Nahrung.

Der zweite Vorteil dieser Biofilme ist, dass die Bakterien vor schneller Vernichtung geschützt sind. Und dieser Vorteil ist natürlich aus unserer menschlichen Sicht sehr negativ. Bakterien in Biofilmen sind vor Chemikalien, Antikörpern und Zellen der Immunabwehr geschützt. Und auch physikalische Verfahren wie UV-Licht kommt an die Bakterien nicht mehr dran. Eine Untersuchung diesbezüglich wurde in der Fachschrift Wasser- und Geotechnologie
1. Jahrgang, Heft 4, 138–150 (2002) vorgestellt. Dort heißt es zum Schluß:

Zitat:
Alle diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass atypische sowie fakultativ pathogene atypische Mykobakterien, Legionella spp., Pseudomonas aeruginosa aus ihrem natürlichen Lebensraum Oberflächenwasser in das Trinkwasserverteilungssystem gelangen könnten, obwohl eine Uferfiltration oder eine Desinfektion vorgenommen wurden. Dennoch gibt es keine Anzeichen dafür, dass sie ständig mit hoher Häufigkeit in Trinkwasserbiofilmen vorkommen. Bisher konnten diese Mikroorganismen nur in Biofilmen, nicht aber in der freien Wasserphase mit den genannten Methoden nachgewiesen werden. Dennoch erscheint es möglich, dass trotz einer UV-Desinfektion, die alle Anforderungen für den Einsatz in der Trinkwasseraufbereitung erfüllt, ein Auftreten hygienisch relevanter Bakterien gelegentlich nicht vermieden werden kann.

Biofilme sind kein unorganisierter Bakterienhaufen, sondern sie haben Struktur und Organisation. Zum Beispiel sind Wasserkanäle auch an Stellen mit der dichtesten Bakterienbesiedlung immer vorhanden. Diese Wasserkanäle haben die Aufgabe Nahrung zu den Bakterien hinzubringen und Stoffwechselprodukte abzutransportieren.

  • Ein Beispiel im Aquarium

Wer sich entschieden hat, in seinem neuen Becken Torf, Erlenzapfen oder Seemandelbaumblättern einzusetzen fragt sich manchmal ob es sinnvoll ist, dieses schon direkt beim Einfahren ins Becken zu geben.
Die Antwort: Nein, es ist nicht sinnvoll. Begründung: der Aufbau einer funktionierenden Nitrifikationskette kann erschwert werden. Die ersten zarten Bakterien sind noch nicht in Biofilmen organisiert und werden quasi von den Wirkstoffen der obigen Sachen in der Vermehrung gehemmt oder sogar abgetötet.
Erst wenn sich die Bakterien in Biofilmen organisiert haben (ich warte mindestens 6 Wochen mit der Zugabe von Erlenzapfen und Co), besteht so gut wie keine Gefahr mehr, dass die Wirkstoffe die Bakterien angreifen können.

Aber man muss auch ganz klar sehen, dass in Biofilmen nicht nur unsere Nitrifikationsbakterien leben. Was da sonst noch im Becken wächst? Da weiß so keiner. Es muss auch nicht alles harmlos sein, was sich da substratgebunden in Biofilmen fröhlich vermehrt.

Die Methoden, die wir so einsetzen, um den so genannten Keimdruck zu senken (Torf, UVC, etc) sind praktisch nur in der Lage, die freischwimmenden Bakterien einzudämmen. Was sich im Substrat in den Biofilmen abspielt, entzieht sich jeglicher Kontrolle.
Man kann sie praktisch nur mechanisch entfernen (regelmäßige Filterreinigung, Mulm absaugen, Glasscheiben reinigen, etc). Da sich der Keimdruck ja nicht nur auf das bezieht, was im freien Wasser schwimmt, sondern zum Keimdruck gehört die gesamte Keimflora des Beckens egal wo sie sich befindet, senkt man auch so den Keimdruck.
Jetzt ist es natürlich so, dass sich in den Biofilmen durchaus gewünschte Vorgänge abspielen (nämlich die Nitrifikation) und man durch Entfernen dieser Biofilme auch die gewünschten Vorgänge reduziert.
Es ist eine Gratwanderung und wird immer eine Gratwanderung bleiben und nicht zu vergessen eine Art blindes Herumstochern. Niemand weiß, was in den Biofilmen in seinen Becken wirklich lebt. Ist es schädlich, diesen Biofilm nicht zu entfernen? Ist es völlig egal? Oder kann sich erst mit der Zeit eine Schädigung herausbilden (z.B. Barteleinschmelzung von Panzerwelsen?)
Eine Antwort habe ich darauf nicht. Aber ich habe noch einen anderen Grund oben genannte Maßnahmen regelmäßig zu machen, davon aber mehr im Kapitel über die Nitrifikationsbakterien. Denn ich gehöre zu denen, die sie nicht unbedingt als immer und überall als erwünscht ansehen.

  • Nitrifikationsbakterien

Ich beleuchte diese Bakterien mal auf eine weniger bekannte Art und Weise.

Ich hatte ja geschrieben, dass die Nitrifikationsbakterien autotroph sind. Nun, das stimmt in seiner Pauschalität nicht. Nitrifikation findet auch mit Hilfe von heterotrophen Bakterien statt, allerdings fällt in unseren Aquarien den autotrophen Bakterien die größte Bedeutung anheim.

Unwichtig sind diese heterotrophen Bakterien allerdings nicht.
Werfen wir mal einen Blick auf diese anderen Nitrifikanten:
- sie stehen in Konkurrenz zu den autotrophen Bakterien
- sie haben eine 5-fach höhere Vermehrungsrate bei günstigen Bedingungen als die autotrophen Bakterien
- Nitrifikation ist ja ein Synonym für Stickstoffkreislauf. Aber immer wenn Stickstoff irgendwie oxidiert wird (nichts anderes passiert ja während der Nitrifikation) entstehen Stickoxide. Bei den heterotrophen Bakterien fallen diese Stickoxide in wesentlich geringerer Konzentration an.
- sie sind in der Lage, auch Kohlenwasserstoffe abzubauen
- sie brauchen für ihre Arbeit wesentlich länger als die autotrophen
- sie können aerob denitrifizieren (Unter Denitrifizierung versteht man ja im Allgemeinen den Abbau von Nitrat über Nitrit zu gasförmigen Stickstoff unter Abwesenheit von Sauerstoff.)

Ist es von Bedeutung ob autotrophe oder heterotrophe Nitrifikationsbakterien im Becken sind?
Autotrophe Bakterien brauchen eine anorganische Kohlenstoffquelle, heterotrophe eine organische.

Welche anorganischen Kohlenstoffquellen gibt es denn im Aquarium? CO2 und Hydrogencarbonat sind da vorhanden. Wenn man sich vor Augen hält, dass CO2 nicht nur für diese Bakterien wichtig ist, sondern auch für die Pflanzen und dass Hydrogencarbonat ein wichtiger Puffer im Becken ist, kann man ich die Frage stellen, ob diese autotrophen Bakterien immer so gut sind für das Aquarium. Im Gegensatz zur landläufigen Meinung, dass Bakterientätigkeit immer CO2 produziert, zeigen autotrophe Bakterien, dass CO2 auch verbraucht wird.

Also sind heterotrophe Nitrifikationsbakterien besser? Würde ich auch nicht unterschreiben. Wie oben schon erwähnt, dauert die Oxidation des Stickstoffs wesentlich länger. In stark besetzten Becken oder Becken mit hohem Stickstoffeintrag (reichliche Fütterung) wären sie bestimmt nicht die unbedingt ideale Nitrifikationsmethode.

Nochmal zum Verständnis: Nitrifikation läuft immer über die Stufen Ammonium/ Ammoniak – Nitrit- Nitrat ab. Die Oxidationsstufen sind bei beiden Bakterienarten gleich, nur die Energiequelle, die zur Ausübung dieses Vorgangs benötigt wird, ist eine andere: Entweder organischer Kohlenstoff oder anorganischer.
Beide ergänzen sich, sind aber auch Konkurrenten.

  • Nitrifikationsbakterien und Pflanzen

Ich hatte ja schon angedeutet, dass ich die Nitrifikationsbakterien nicht unbedingt als immer nützlich und erwünscht erachte.
Für mich sind Pflanzen einfach ein Muss in meinen Becken, ich mag es halt grün. Und hier kommt ein Problem zu tragen: Stickstoff ist ein unerlässlicher Bestandteil in der Ernährung der Pflanzen. Genauer gesagt: Ammonium. Dies ist die energetisch günstigste und für die Pflanzen bevorzugte Stickstoffquelle.
Nun läuft ja die Nitrifikation über die Stufen Ammonium – Nitrit – Nitrat ab. Sowohl Pflanzen wie auch Nitrifikationsbakterien sind nun starke Konkurenten in Bezug auf Ammonium.
Da stellt sich die Frage: Wie wichtig sind nun Nitrifikationsbakterien in pflanzenlastigen Becken? Und weiter: Wie wichtig ist überhaupt ein Filter in stark bepflanzten Becken?
Weniger wichtig als die Hersteller uns glauben machen wollen. Ich fahre schon seit vielen Jahren eine Geringfilterung. Das heißt, ich habe Filter, die weit unterhalb des empfohlenen Beckenvolumens liegen, es sind auch noch Innenfilter und zum allen Überfluss reinige ich die Filter auch noch wöchentlich, wenn sie eingefahren sind. Da ich immer mit Besatz einfahre und die Pflanzen in den ersten Wochen meistens noch etwas schwächeln (Stichwort: emers gezogen), gebe ich in der ersten Zeit erstmal den Nitrifikationsbakterien die Chance sich zu vermehren.
Ich weise aber darauf hin, dass dies meine ganz persönliche Art ist, wie ich meine Aquarien betreibe. Ich werde nie behaupten, dass dies der Weisheit letzter Schluss ist und alles andere nicht funktioniert.
Zurück zum Thema. Warum mache ich dies?
Zunächst einmal aufgrund der Konkurrenz Pflanzen – Nitrifikationsbakterien.
Aber auch aus einem anderen Grund: Ich muss Stickstoff zudüngen. Mein Stickstoffdünger enthält unter anderem auch Ammoniumsalz. Es ist völlig uneffektiv, Ammonium ins Becken zu kippen und dann einen so leistungsfähigen Filter zu haben, dass das Ammonium in kürzester Zeit zu Nitrit verstoffwechselt wird. Dies ist zwar nicht ganz zu vermeiden und da kommt ein weiterer Grund zum Tagen: Bakterien vermehren sich nur, wenn sie Nahrung haben. Kippe ich nun Stickstoff in Form von Ammonium ins Becken, bedeutet das vermehrte Nahrung auch für die Nitrifikationsbakterien. Zum Dank vermehren sich sich. Und hier setzt auch die wöchentliche Reinigung an. Ich kille damit wissentlich Nitrifikationsbakterien. Dadurch haben die Pflanzen wieder mehr Chancen, Ammonium aufzunehmen.
Übrigens ist mein Nitritwert durchgehend n.n. Welchen Anteil daran die Pflanzen haben und welchen Anteil die Nitrifikationsbakterien weiß ich natürlich nicht.
Es ist ja nicht so, dass Nitrifikationsbakterien sich nur fröhlich im Filtermaterial tummeln. Sie siedeln sich überall an wo sie Nahrung und Platz haben. Ich bin sicher, dass durch die Filterreinigung sich vermehrt Bakterien auf dem Bodengrund etc. ansiedeln. Dort sind sie mir aber etwas lieber als im Filter, da die Nahrungszufuhr langsamer vonstatten geht, als im Filterraum wo in kurzer Zeit viel Wasser umgesetzt wird.
Allerdings reinige ich auch den Bodengrund regelmäßig. Nicht jede Woche - Stichwort heterotrophe Bakterien,(damit meine ich nicht die heterotophen Nitrifikationsbakterien, komme ich aber später noch drauf zu sprechen).

Nun muss man aber auch sehen, dass Ammonium nicht immer so ganz unproblematisch ist. Bei pH-Werten über 7 wird aus Ammonium Ammoniak und je höher der pH-Wert, desto mehr Ammoniak bildet sich. Ammoniak ist mit so das Giftigste, was man seinen tierischen Bewohnern antun kann.
Da ich mit CO2 dünge (Kohlenstoff ist der wichtigste Nährstoff überhaupt), ist diese Gefahr aber nur sehr gering.
Auch verhindern zu hohe Nitratwerte (ab 5mg/l) die Aufnahme von Ammonium. Von daher ist das Einstellen eines nicht zu hohen Nitratwertes nicht zu unterschätzen, was die Ammoniumaufnahme durch die Pflanzen betrifft.

Die Konkurrenz Pflanzen- Nitrifikationsbakterien ist wie man sieht, ein sehr komplexes Thema.
Meine Erfahrung in den vergangen Jahren ist, dass man der Filterung teilweise viel zu viel Bedeutung beimisst (zumindest in pflanzenlastigen Becken, ich rede ganz bewusst nicht von den meist sehr stark besetzten Ostafrika-Becken mit ihrem mehr als spärlichen oder überhaupt nicht vorhandenen Pflanzenwuchs).
Zudem kommen Bakterien auch manchmal auf dumme Gedanken. Bakterien brauchen eine Proteinquelle. Sie können lernen, sich neue Nahrungsquellen aufzuschließen. Eine nette proteinhaltige Nahrungsquelle sind die Chelate in Pflanzendüngern. Bakterien können wirklich lernen, diese Chealte für ihre Ernährung zu nutzen. Die Düngestoffe, die eigentlich für die Pflanzen gedacht waren, verlieren ihren Schutz und fällen aus. Hält man die Nitrifikationsbakterien knapp, hat man die Chance, dass für die anwesenden Bakterien die „natürliche“ Nahrung ausreicht und sie gar nicht erst versuchen, fremde Proteinquellen zu nutzen.

Schon allein an diesem Thema sieht man, wie vernetzt alles im Aquarium ist. Nie darf man einen Faktor alleine ansehen. Aber aufgrund der Unmöglichkeit festzustellen, was im Becken wirklich passiert, ist es absolut unsinnig zu behaupten dies und jenes muss man machen, sonst geht das Becken den Bach runter. Nur durch Beobachten und ausprobieren wird man den Weg finden können, womit das eigene Becken funktioniert und was es braucht. Erfahrungen anderer Aquarianer können hilfreich sein, müssen aber nicht auf das eigene Becken zutreffen.

  • Nitrifikationsbakterien und Filter

Wenn man so fragt, warum man einen Filter braucht, kommt meist als erstes die Begründung, dass im Filtermaterial sich die Nitrifikationsbakterien ansiedeln, ein Filter also sehr wichtig ist, damit im Becken die Nitrifikation ablaufen kann. Doch ist das wirklich so? Und warum funktionieren dann filterfreie Aquarien, und das sogar auf einem sehr stabilen Level? Und wie konnten in der Zeit, wo es noch keine Filter gab, Fische überhaupt in den Becken überleben?

Schauen wir erst mal, was die Nitrifikationsbakterien eigentlich an Umweltbedingungen brauchen, damit eine optimale Abbauleistung gewährleistet ist.

Temperatur: Erstaunlich, aber die Nitrifikationsbakterien mögen es gerne warm. Im Bereich 28°C ist die optimale Temperatur für die Umwandlung Nitrit – Nitrat und 30°-36° C ist die beste Temperatur für die Umwandlung Ammonium – Nitrit.

pH- Wert: Nitrifikationsbakterien sind Bakterien und deshalb mögen sie wie andere Bakterien auch keinen sauren pH-Wert. Optimale pH-Werte liegen zwischen 7-8,6 (der beste Wert ist 8,0). Alles was drunter oder drüber liegt, verringert die Abbauleistung. Es gilt die Vermutung (nicht 100%ig gesichert), dass bei pH-Werten unter 4 keinerlei Nitrifikation mehr stattfinden kann.

Sauerstoff: Oft wird aus der Tatsache, dass Nitrifikationsbakterien aerob sind, gefolgert, dass der Sauerstoffbedarf dieser Bakterien recht hoch sein muss. Dies ist aber nicht so, alleine schon die Tatsache, dass die Bakterien in warmen Wasser die besten Bedingungen haben (je wärmer das Wasser, desto weniger Sauerstoff ist darin gelöst), relativiert diese Annahme. In der Tat ist es so, dass Sauerstoffgehalte zwischen 0,25-1,3 mg/l ausreichend sind, um den Sauerstoffbedarf der Bakterien zu decken.
Natürlich sind solch niedrige Werte im Aquarium geradezu fahrlässig und auch aufgrund der Tatsache, dass autotrophe Nitrifikationsbakterien nicht alleine im Becken sind und auch andere Bakterien auf Sauerstoff angewiesen sind, sollte man schon einen gewissen Sauerstofflevel aufrechterhalten. Zudem verbraucht auch die Nitrifikation als solches Sauerstoff, schließlich ist das ein Oxidationsvorgang. Ein recht guter Wert, an dem man sich orientieren kann, sind etwa 4mg/l morgens vor Einschaltung der Beleuchtung. Mit Betonung auf morgens und nur in Bezug auf die Bakterien zu sehen!!! Stark Sauerstoffbedüftige Kaltwasserfische könnten da schon Probleme bekommen. Also immer das Gesamtpaket Aquarium sehen, dies kann man nicht oft genug betonen.

Aber der doch geringe Sauerstoffbedarf der Nitrifikationsbakterien lässt ein immer wieder gern heruntergebetetes Statement in einem fraglichen Licht erscheinen. Ist ein zweistündiger Filterausfall wirklich der Tod der Nitrifikationsbakterien?
Und schadet es tatsächlich, wenn man einen Filter über Nacht ausschaltet?
Zumindest zum letzten Punkt, kann ich bei meinen Innenfiltern ganz klar sagen, dass da überhaupt noch nie was passiert ist. (Ich habe schon mehrmals  Aquarien nur mit einer stundenweise Filterung betrieben, zur Zeit läuft auch mein 84l Becken nur mit einer stundenweisen Filterung). Auch ein Ausfall von 48 Stunden hat keinerlei negativen Auswirkungen gehabt. Nun sind meine Filter durch eine regelmäßige Reinigung ja auch nicht verschlickt, d.h. es kann im Filterinneren eine recht gute Diffusion stattfinden.
Bei Außenfiltern habe ich da keine Erfahrung. Das Gute an Innenfiltern ist ja, dass die immer in Kontakt mit dem umliegenden Aquariumwasser stehen.
Da aber beim Außenfilter dies nicht möglich ist (geschlossenes System) und viele Aquarianer diese ja nur sehr sporadisch reinigen, weil sie der Meinung sind, dass dies besser ist (ist es das wirklich?), besteht da eine gewisse Gefahr, dass in dem Filtermaterial ein paar Bakterien absterben. Auf der anderen Seite hat ein Filtertopf ja oft ein Wasservolumen von mehreren Litern. Bis da der Sauerstoffgehalt unter 0,25mg/l sinkt, dürfte schon eine gewisse Zeit dauern.

Ich bin durchaus der Meinung, dass die Horrorszenarien in Bezug auf Filterausfall (da sterben grundsätzlich nach 2 Stunden die Bakterien alle ab) übertrieben sind, es werden wohl ein paar Bakterien in dieser Zeit absterben, aber nicht alle.

Ein weiteres Thema, das immer wieder in Bezug auf Nitrifikationsbakterien auftaucht, ist die Anströmgeschwindigkeit des Wassers. Sowohl eine zu hohe Anströmgeschwindigkeit, wie auch eine zu geringe sollen schlecht sein. Und immer wieder tauchen Aussagen wie „Je größer und stärker ein Filter ist, desto besser.“ Dies ist aber mit Vorsicht zu genießen. Biologische Filterung braucht Zeit. Die optimale Ströumungsgeschwindigkeit soll zwischen 5 und 10cm/min liegen. Von daher sind Pumpen, die eine hohe Leistung haben, nicht unbedingt die besten in Bezug auf die Bakterien. Vielleicht kommt jetzt der Einwand: „Aber ich brauche doch eine gewisse Strömung im Becken.“ Dies ist korrekt, eine vernünftige Strömung ist im Aquarium meistens von Vorteil (auch wenn es Ihnen schon zum Hals rauskommt, wieder der Hinweis, das Gesamtpaket des Beckens beachten. Labyrinther mögen z.B lieber ruhige „Fahrwasser.“) Aber diese Strömung ist nicht notwendigerweise vom Filter zu leisten. Es hat sich bewährt, zusätzlich zum Filter reine Strömungspumpen einzusetzen.

  • Nitrifikation und Filtermaterial

Ein Thema, wo auch immer regelrechte Grabenkämpfe ausbrechen. Die Industrie überschlägt sich, immer wieder neues und natürlich immer besseres Filtermaterial anzubieten.
Dabei wird aber eine ganz simple Tatsache gerne übersehen:
Nitrifikationsbakterien vermehren sich nicht, nur weil ihnen Platz angeboten wird. Also so nach dem Motto: wenn ich ein Filtermaterial anbiete, das hochporös ist, habe ich auch viele Nitrifikationsbakterien. Diese Gleichung funktioniert aber nicht. Keine Nahrung – keine Vermehrung. Oder anders ausgedrückt: Die Anzahl der Nitrifikationsbakterien passt sich an die vorhandene Nahrung im Becken an. Und wie schon erwähnt, sie müssen sich beileibe nicht im Filter ansiedeln. Jedes andere Substrat im Becken wird gerne genommen, sei es Deko, Bodengrund oder auch Pflanzen. Das ist auch der Grund, warum filterfreie Aquarien oder auch Becken mit einer Geringfilterung ohne Probleme funktionieren können. Ein Filter an sich kann nicht biologisch filtern, das machen die Bakterien, egal wo sie sich befinden.
Gibt es denn nun das ideale Filtermaterial?
Meiner Ansicht nach ja, es ist…. der stinknormale Filterschaumstoff. Er hat sich seit Jahrzehnten bewährt und nicht umsonst werden die immer beliebter werdenden HMF aus Filterschaumstoffmatten gebaut.
Und noch so ein Hinweis: Hochporöses Spezialfiltermaterial soll eben aufgrund seiner hohen Porösität so gut sein. Nun habe ich aber schon früher angemerkt, dass Nitrifikationsbakterien im Verbund leben, den so genannten Biofilm. Dieser Biofilm hat aufgrund seiner Masse natürlich auch einen gewissen Platzbedarf. Nun sind in diesen hochporösen Filtermaterialien oftmals so winzig kleine Poren vorhanden, wo sich aufgrund der Größe gar keine Bakterien ansiedeln können. Kein Bakterium kann sich dort ansiedeln, wo es nicht reinpasst, von Biofilmen schon mal ganz zu schweigen. Natürlich siedeln sich die Bakterien auf diesem Material an, aber dann auf der Oberfläche und nicht im Inneren wo kein Platz ist. Die vielbeschworene innere Oberfläche, wo dann auch Denitrifikation ablaufen soll, ist also dann gar nicht vorhanden, weil die Biofilme die Oberfläche quasi versiegeln.

  • Filterreinigung

Das wohl am meisten kontrovers diskutierte Thema. Die vorherrschende Meinung ist aber die, dass man die Filter so weit wie möglich in Ruhe lassen sollte und nur bei sichtbarer Verschmutzung (starker Rückgang des Wasserdurchflusses) reinigen sollte.
Als Begründung wird angeführt, dass man durch eine Reinigung ja die Filterbakterien reduziert. Gleichzeitig wird meist auch noch empfohlen möglichst große Filtervolumen zu haben, um eine lange Standzeit zu erreichen. Hört sich schlüssig und richtig an, aber gibt es da nicht auch noch eine andere Seite der Medaille?

Ich zähle nur mal die wichtigsten 3 Punkte auf.

1. Filterbakterien = Nitrifikationsbakterien.
Hier fängt meist schon der erste Irrtum an. Im Filter sitzen nicht nur Nitrifikationsbakterien. Filtermaterial ist Substrat. Nicht mehr aber auch nicht weniger. Es ist falsch anzunehmen, dass Nitrifikationsbakterien als substratgebundene Bakterien die Einzigen sind, die sich darauf ansiedeln.
Je mehr Substrat (je größer das Filtervolumen), desto mehr Bakterien können darauf leben, allerdings nicht die Nitrifikationsbakterien, diese sind so sehr abhängig von der Menge ihrer angebotenen Nahrung, dass sie sich eben NICHT vermehren, nur weil ihnen Platz angeboten wird.
Andere substratgebundene Bakterien, die sich nicht so sehr auf eine Nahrungsquelle spezialisiert haben, sind da im Vorteil. Immer wieder wird der böse Keimdruck, also die Gesamtanzahl der Bakterien im Becken, als schädlich angesehen. Die sehr große Quelle des Keimdruckes, nämlich der Filter und vor allem der große Filter, wird meist in diesen Überlegungen gar nicht mit einbezogen. Dass bei einer Filterreinigung auch Nitrikikationbakterien entfernt werden, ist logisch. Aber angenommen, man zerstört bei dieser Reinigung 50% dieser Bakterien. Da es 24 Stunden dauert, bis sich die langsamsten Nitrifikationsbakterien geteilt haben, ist nach spätestens 24 Stunden die alte Anzahl der Nitrifikationsbakterien wieder vorhanden.

2. Wenn der Wasserdurchfluss schon stark nachlässt, ist das Filtermaterial schon recht verschlickt. Aber wie sehen die Lebensbedingungen in so einem verschlickten Fitermaterial denn für die Nitrifikationsbakterien aus?
Eins vorweg: Alles andere als gut.
Wasser ist faul, es geht immer den Weg des geringsten Widerstandes. In verschlicktem Filtermaterial kommt es zur Kanalbildung, d.h. es werden nur gewisse Anteile des Materials durchströmt, Bereiche mit starker Verschlickung werden überhaupt nicht mehr durchströmt. Und je mehr die Verschlickung zunimmt, desto mehr Bereiche werden von der Wasserzufuhr abgeschnitten. Kein Wasser – keine Nahrung, kein Sauerstoff –Tod der Nitrifikationsbakterien in diesem Bereich. Auf der anderen Seite sind diejenigen Bereiche wo noch Wasser durchfließen kann durch die erhöhte Fließgeschwinigkeit des Wassers (je enger die Kanäle werden, desto höher die Fließgeschwindigkeit des Wassers) für die Nitrifikationsbakterien auch kontraproduktiv. Wie schon vorher erwähnt, soll die beste Anströmgeschwindigkeit zwischen 5 und 10cm/ min liegen. Also verringert sich die Abbauleistung in einem verschlicktem Filtermaterial. Von daher muss man sich wirklich die Frage stellen, welchen Anteil der Filter mit einem verschlicktem Filtermaterial nun wirklich an der Nitrifikation hat?
Dass in diesen Becken der Nitritwert n.n beträgt, ist kein Beweis für die Abbauleistung im Filter selber. Denn Nitrifikationsbakterien siedeln sich dort an, wo sie die besten Lebensbedingungen haben. Ist es halt nicht der Filter, weil verschlickt, siedeln sie sich eben woanders an. (Bodengrund, Deko etc.).

3. Jetzt kommt noch etwas zum Tragen, was erst in neuerer Zeit erkannt wurde. Nitrifikationsbakterien sind nicht nur Nitrifizierer, sondern auch Denitrifizierer (da komme ich später noch genauer drauf zu sprechen).
Normalerweise besteht ein gewisses Gleichgewicht zwischen Nitrifikation und Denitrifikation.
Aber je länger die Nitrifikationsbakterien so ohne Störung (Filterreinigung) vor sich hinwuseln können, desto mehr steigt die Wahrscheinlichkeit, dass sich dieses Gleichgewicht verschieben kann.
Überwiegen die Nitrifizierer, sinkt die KH und der ph-Wert. Im ungünstigsten Fall kommt es zu einem bakteriell bedingten Säuresturz. Dieser ist zwar absolut selten, aber im Gegensatz zur oft vertretenden Meinung kein Märchen.
Überwiegen die Denitrifizierer geschieht etwas anderes. Die KH und der pH-Wert steigen.

Aufgrund dieser und anderer Gründe erachte ich eine regelmäßige Filterreinigung unabhänging vom Durchfluss, als sinnvoll. Dies ist aber meine ganz eigene Sichtweise.
Ich will hier niemanden bekehren, dies genauso zu machen.
Von daher noch mal der Hinweis: ich habe meinen Weg gefunden, wie ich mein Hobby betreibe. Ich behaupte nicht, dass mein Weg der Einzig richtige ist und alles andere nicht funktioniert.

Vielen Dank liebe Beate für den tollen Bericht.

© 2009 – 2013, Harald Ebert, Alle Rechte vorbehalten.

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