Carbono Orgánico en el Acuario: Su importancia


Carbono organico acuario

En nuestra nota anterior introducimos la importancia del carbono orgánico en el acuario, conocimos lo que es, vimos que puede estar presente como carbono orgánico disuelto o bien como partículas de carbono orgánico. De igual forma vimos los mayores productores de carbono orgánico y quienes nos ayuda a transformarlo o reciclarlo para reintroducir esa energía y fuente de alimento para hacerla disponible a la red trófica.


En la nota de hoy profundizaremos un poco más ese rol que juega el carbono orgánico para la buena salud del arrecife y por supuesto de nuestro acuario y cómo.


Cuando hablamos del éxito en el acuarismo y sus factores sin duda los primeros que nos llegan a la cabeza son iluminación, flujo de agua, actividades de mantenimiento, filtración, medir parámetros como calcio, alcalinidad, magnesio, control de nutrientes como los fosfatos y nitratos, salinidad, pH, etc.


Como apunté en la primer nota, hablar de calidad de agua para nuestro acuario implica entender interconexiones químicas, biológicas, químico biológicas e incluso físicas y su relación con las anteriores. Por tanto, no se puede reducir este tema de calidad de agua a los criterios tradicionales, de los cuales ya he referenciado algunos.


Mantener y lograr calidad de agua puede resultar un poco más complicado y los equilibrios, balances o ratios entre elementos o “cosas” que están en el agua son fundamentales. Por dicha hoy contamos con herramientas como el ICP y el test N DOC.


El carbono orgánico en nuestros acuarios y ni qué decir en los océanos juega un rol tan fundamental que el investigador Hugh William Ducklow en 2002 acuñó la expresión de que este era el “suelo del mar” por su papel en la base de todo ecosistema marino. Por tanto, no debe existir duda de que en el acuarismo marino debemos preocuparnos por el.


El carbono orgánico es el sustento de la microbiota en los océanos (y nuestros acuarios) y la pirámide alimentaria marina se sustenta o tiene basamento en la disponibilidad de esta fuente de energía.


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Recordemos que los corales viven en entornos oligotróficos, sea en aguas que tienen ausencia de nutrientes, pero viven increíblemente bien, prosperando continuamente. En la nota anterior vimos que los corales son productores primarios del carbono orgánico y cómo por la actividad de las bacterias y esponjas este carbono orgánico producido por el coral es transformado y regresado al arrecife para ser aprovechado como alimento por otros organismos, incluidos los propios corales.


Ese moco que libera el coral señalamos contribuye de forma importante a crear la gran reservar de materia orgánica del arrecife, sea como materia orgánica disuelta o como partículas que luego se disuelven. Ese moco del cora está compuesto principalmente por componentes ricos en carbohidratos, glicoproteínas, lípidos, aminoácidos y otros. A estos también se les unen otros compuestos de carbono orgánico ya presentes en la columna de agua liberados por macroalgas y por supuesto por fitoplancton (uno de los principales productores), así como por restos de fitoplancton, exoesqueletos de zooplancton, restos fecales, etc. que por la acción de las bacterias (principalmente las bacterias púrpuras no sulfúricas) forman la llamada nieve marina reciclando con ello esta materia y convirtiéndola en una rica fuente de alimentos y energía en ese entorno oligotrófico. Si gustas conocer más de este tema puedes ver estos dos enlaces: 1 y 2


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En los arrecife naturales el total de carbono orgánico oscila entre 0.7 a 1.6 ppm según donde se midan, pues hay variaciones entre los arrecifes del Caribe con los del Mar Rojo o los del Pacífico Sur. En el resto del océano, sea donde no hay arrecifes que son grandes productores del carbono orgánico este número cae al promedio de 0.4 a 0.6 ppm.


Tratándose de las macro algas, algas y el fitoplancton (incluso la cianobacteria) se tiene la hipótesis de que estas liberan el carbono en su forma orgánica para deshacerse del exceso de carbono que fijaron durante el proceso de fotosíntesis y cuando no tienen nutrientes suficientes para aprovechar esa energía proveniente de la fotosíntesis.


Investigaciones en laboratorio han encontrado, que cuando el coral es alimentado, este libera de entre 5 y 13 veces más la cantidad de carbono orgánico por un lapso de entre 2 a 7 horas versus la liberación de carbono orgánico en otros momentos y ello ha llevado a que los investigadores generen una interesantísima hipótesis. Esta hipótesis postula que el coral puede regular deliberadamente la cantidad o densidad de su población bacteriana mediante la mayor o menor liberación de su moco como fuente de carbono orgánico. Es decir, creando o no hambruna de carbono orgánico, por más o por menos moco liberado y así controlar la densidad de las bacterias.


Por tanto, no es de extrañar que cuando en la columna de agua hay un exceso de carbono orgánico las bacterias heterótrofas que vivan en el holobionte coralino se le separen para pasarse a la columna de agua donde hay mayor abundancia de alimento para estas. Hecho que podría suceder cuando dosificamos a ciegas vinagre, vodka, nopox, usamos reactores de pellets u otra fuente de carbono.


Estas valoraciones que aún se investigan suponen un relación frágil entre los corales y una buena parte de su microbiota, los cuales viven “en relativa paz” mientras existe un equilibrio entre la producción y consumo del carbono orgánico, cosa que se pierde cuando hay mayor consumo o mayor producción, como cuando artificialmente introducimos nuestras fuentes de carbono orgánico.


La buena salud del holobionte coralino, en el arrecife o nuestros acuarios pasa por el equilibrio del carbono orgánico. De ello no tenga la menor duda.


Las investigaciones señalan que en el holobionte coralino, en el moco del coral hay de 100 a 1000 veces más de bacterias de las que hay en la columna de agua y ello es por la mayor fuente de carbono que hay en el moco, que en la columna de agua, pero cuando sobre dosificamos carbono orgánico y/o el coral está débil y no puede producir la misma cantidad de moco porque su energía está comprometida, sea porque recibe incorrecta iluminación o debe desviarla para atender problemas pH, salinidad, etc. ese equilibrio se rompe.


Carbono orgánico acuario

Siendo que ya comprendemos la importancia del equilibrio del carbono orgánico en el arrecife y el acuario, veamos un poco más en detalle su vínculo con la buena salud del coral.


Se tiene como parte de las hipótesis, que seguro ustedes han escuchado, de que el blanqueamiento es una consecuencia por una afectación causada por la bacteria Vibrio shiloi. Aún no está claro si esta vive en el holobionte y se sale de control, o por el contrario invade el coral y afecta la biota coralina. Pero, independientemente de ello se estima que el aumento de temperatura en el agua incide en una serie de procesos bioquímicos del coral que en última instancia hacen que la bacteria Vibrio shiloi conduzca a blanquear el coral.


No obstante y contrario a esta presunción otros investigadores como Forest Rohwer, Neilan Kuntz y otros han propuesto una hipótesis diferente. Para los interesados les comparto el siguiente estudio en PDF llamado el “Rol de los elevados niveles de carbono orgánico y la actividad microbiana en la mortalidad de los corales”.

Rol de los elevados niveles de carbono orgánico y la actividad microbiana en la mortalidad
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Estos investigadores que señalo apuntan a una relación existente entre el nivel de carbono orgánico disuelto con la densidad de la población de bacterias del holobionte coralino. Señalan que el coral tendrá buena salud mientras exista una relación equilibrada. En sus experimentos en laboratorio encontraron prueba de una relación causal de mortalidad en los corales como consecuencia de su exposición a una elevada presencia de carbohidratos como fuente de carbono orgánico disuelto.


En sus resultados observaron que los elevados niveles de carbohidratos conducían a un aumento significativo de la tasa de crecimiento de la microbiota presente en el moco del coral y que ese aumento causó la muerte directa de sus corales en el laboratorio (variedades de Porites astreoides, Montastraea franksi, Diploria strigosa y Agaricia tenufolia) .


El exceso introducido de carbohidratos por los investigadores no introdujo ninguna bacteria patógena al coral, solo duplicó la densidad de la población de bacterias existentes y ello llevó a la muerte de estas variedades de coral.


Estos investigadores al observar la muerte de los corales se percataron que los síntomas que observaban era similares a varias enfermedades que se asemejan a algunas encontradas en las patologías de banda de coral inducidas por bacterias. Esto llevó a los investigadores a sugerir la hipótesis de que el desequilibrio de carbono orgánico, por su mayor abundancia, como cuando lo dosificamos a ciegas en nuestros acuarios, es una fuente de combustible que detona ese desequilibrio en el holobionte coralino poniendo al coral en debilidad para cualquier problema e incluso llevarlo a la muerte.


Esta hipótesis planteada parece ser muy coincidente con las pruebas empíricas de problemas de mortalidad inexplicables en lo corales que vemos reportados en los foros de acuarismo por personas que usan algún tipo de fuente de carbono para reducir nitratos y fosfatos.


Adicionalmente se apunta, como la tormenta perfecta, no solo cuando creamos este desequilibrio, sino cuando esta se junta con la ausencia de nutrientes (fuentes nitrogenadas y fosfatos) del agua del acuario, haciendo sentido a aquella experiencia del acuarista de Reef2Reef que les compartí en la nota anterior.

 
 

También debemos tener claro que aún si llegar a problemas de mortalidad en nuestros corales, la sola presencia de una mayor cantidad de carbono orgánico disuelto trae factura, pues puede reducir la tasa de fotosíntesis bruta, como apunta esta investigación en la acropora millepora cuya tasa bruta cayó en un 39%. Y por supuesto no podemos dejar de lado el aumento de cianobacteria en el acuario.


Las tasas de fotosíntesis menores, según estiman los investigadores, son probablemente causadas por la alta “respiración” microbiana del coral en el holobionte coralino, más carbono significa mayor cantidad de comida y por tanto mayor población de bacterias.


Recordemos que las bacterias aeróbicas requieren de oxigeno (se le llama respiración aeróbica de las bacterias) para generar energía química y en el ciclo de Krebs terminan produciendo dióxido de carbono.


Por tanto esa mayor respiración, por mayor densidad bacterias, termina también produciendo más CO2 y con ello se reduce el pH de agua circundante del coral lo que tampoco juega a su favor.


No obstante esta pérdida de la tasa de fotosíntesis, y por tanto, de desechos alimenticios que genera la zooxantela para el coral, los investigadores observaron que el coral, aún así, aumentó su crecimiento neto en ese entorno de mayor presencia de carbono orgánico y estiman que ello es resultado de una compensación heterotrófica.


Esta hipótesis de la compensación heterotrófica, sostienen los investigadores, se ve apoyada por los hallazgos de que los corales blanqueados pueden sobrevivir temporalmente al estrés térmico a través del aumento que realizan de la alimentación heterótrofa.


Pero, tratándose de nuestros acuarios, que no gozan del pleno de riqueza del plancton marino de los océanos la gran pregunta es, pensando en quienes podrían ver un beneficio en tener un poco más de carbono orgánico disuelto: ¿está esta fuente de alimentación heterótrofa disponible adecuadamente en nuestros acuarios para hacer frente a esta compensación y no tener perjuicios?


Estando claros de la importancia de mantener el equilibrio del carbono orgánico en el acuario y vistas las consecuencias de perderlo, resulta importante que el acuarista con alguna periodicidad aproveche que hoy día tenemos disponible una herramienta con el test N DOC de Triton del cual hablaremos en la próxima entrega.

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