Cianobacterias en el acuario marino [PT.1] – ¿Por qué aparecen?

Nuevo artículo hablando sobre otra de las plagas recurrentes en el acuario marino. Hoy tratamos el tema de las molestas y temidas cianobacterias, a las que coloquialmente se les apoda con el diminutivo de “ciano”, y que junto a los dinoflagelados suponen una de las plagas de “algas” más odiadas del acuario.

Para combatir cualquier plaga siempre es bueno conocer su origen y qué la detona, y por este motivo en este nuevo artículo trataremos los principios básicos de estos organismos y aprenderemos algunos datos curiosos sobre ellos, para poder llegar a entender mejor por qué pueden proliferar en nuestros acuarios y posteriormente para ahondar en cómo podemos evitarlas o atajarlas en el caso de que sea necesario. Dicho esto, si buscas saber qué son las cianobacterias, cómo funcionan y por qué pueden aparecer en nuestro acuario, estás en el artículo indicado. Por otro lado, si deseas saber cómo eliminar esta plaga en el acuario, te recomendamos que primero leas lo que aquí te vamos a explicar y posteriormente leas el artículo donde explicamos cómo atacar a este indeseable enemigo en nuestro sistema (link hacia artículo PT2).

QUÉ SON LAS CIANOBACTERIAS

Al contrario de lo que mucha gente cree, las cianobacterias no son algas. Su mismo nombre nos da una pista de lo que son, bacterias, es decir organismos mucho más primitivos que las algas. Sin embargo, comparten un paso evolutivo con estas últimas, y es que también son capaces de realizar la fotosíntesis oxigénica, proceso químico mediante el cual transforman los nutrientes inorgánicos del medio en “alimento” (materia orgánica), sirviéndose de la energía lumínica y produciendo oxígeno en el proceso.

Estos organismos no son una única especie sino un phylum, es decir una división muy grande y heterogénea que engloba muchísimas especies y se encuentran prácticamente en todo tipo de ambientes acuáticos y hasta terrestres. De hecho, como dato curioso se han llegado a encontrar cianobacterias incluso en el tracto respiratorio superior de humanos (Facciponte et al., 2018), ya que hay cianobacterias hasta en el ambiente, en forma de aerosoles, por lo que en nuestro acuario no podía ser menos e irremediablemente las habrá de forma natural. La clave es mantener el equilibrio para que estas no proliferen.

Esta gran diversidad dentro de la gran división que componen, hace que haya una amplia selección de especies de interesantísimas características. Muchas de estas especies son tóxicas, y cuando proliferan de forma descontrolada formando los conocidos “blooms” de cianobacterias, suponen un peligro para la vida acuática. Muchos otros grupos son de vital importancia para los ciclos biológicos como el ciclo del nitrógeno y del carbono, como las abundantes Prochlotococcus y Synechococcus. Incluso existen especies con un altísimo interés biotecnológico, como la famosa Espirulina (Arthrospira platensis) ampliamente utilizada como complemento alimenticio tanto en nutrición humana como animal.

En nuestro acuario, es muy difícil determinar qué especie o especies exactas son las que conforman la plaga, por la misma razón es difícil saber a ciencia cierta el componente tóxico que tienen, aunque no se han dado muchos casos de toxicidad en esos contextos. Lo que sí parece ser algo común a todos los acuarios es lo poco apetecibles que son para diferentes organismos, ya que hay muy pocos que se atrevan a comerlas de forma efectiva.

IDENTIFICAR CIANOBACTERIA EN EL ACUARIO

A las cianobacterias se las conocía antiguamente como “algas verde-azuladas” debido al peculiar color que presentaba la mayoría de ellas. Sin embargo, lo cierto es que en el acuario marino su coloración puede ser bastante variable y pueden presentarse de colores verdes, pueden tener coloración rojiza/morada – que suele ser la más común en nuestros acuarios marinos – y coloración negra dependiendo del tipo de cianobacteria que sea, los diferentes tipos de pigmentos dominantes que tengan, la cantidad y calidad de la luz que tengamos en el acuario y cómo se adapten ella, ya que son bastante adaptables a este factor.

Con respecto a los mencionados pigmentos, las cianobacterias tienen muchos. Por ejemplo, tienen clorofila que les da coloración verde, pero también tienen ficocianina que les da el color azulado característico, además de tener ficoeritrinas que las puede dotar de colores rojos, pigmentos como carotenoides que también aportan tonos rojos y naranjas y contienen otras proteínas con pigmentos que les puedan dar diferentes tonalidades.

A pesar de esta variedad de coloración que pueden presentar, son bastante fáciles de identificar porque siempre se encuentran formando mantas o capas gelatinosas sobre sustratos, rocas y corales en el peor de los casos, que no se adhieren fuertemente a las superficies y que son bastante fáciles de quitar, pero igualmente peligrosas porque pueden asfixiar a nuestros corales si crecen sobre ellos.

Muchas veces la gente menos experimentada puede confundir esta plaga con las diatomeas, que también crecen en forma de manta sobre rocas y sustrato, pero la principal diferencia a simple vista es el color y el olor. Las diatomeas siempre serán de color marrón dorado/café (son algas “pardas” pertenecientes a la división Ochrophyta), mientras que las cianobacterias son de color verde, negro o rojo intenso y además con un olor a amoniaco característico.

CAUSAS DE APARICIÓN

Para que sirva de aviso, como ocurre muchas veces con muchas plagas, no hay un único motivo de aparición de estos organismos, sino un cúmulo de factores que pueden detonar su proliferación, y esto podemos prevenirlo o remediarlo si entendemos un poco cómo funcionan las cianobacterias.

En general se puede decir que influyen factores físicos y químicos, y cuando estos se unen la probabilidad de aparición de “ciano” es bastante elevada.

En cuanto a parámetros físicos influye mucho una mala circulación de agua y una inadecuada iluminación, mientras que los factores químicos más importantes son el desbalance de los principales nutrientes del acuario, tanto orgánicos como inorgánicos. Veamos cómo influyen:

Mala circulación de agua:

La mayoría de cianobacterias que plagan nuestro acuario son bentónicas, y crecen sobre superficies. Las zonas del acuario donde no haya mucha circulación ni una buena corriente, son zonas propicias para el asentamiento y crecimiento de esta plaga. Por eso, es muy común verlas creciendo en los sumps, donde no hay buen movimiento de agua y donde las cianobacterias no tienen problema para anclarse y crecer. También es muy común verlas plagando los sustratos, sobre todo en acuarios donde la corriente de agua no llega bien a esas zonas bajas, aunque esto también va relacionado a la acumulación de desechos y exceso de nutrientes por esa falta de circulación en esos puntos.

Inadecuada iluminación:

Dado que son organismos fotosintéticos, las cianobacterias precisan de luz para realizar sus procesos vitales. Al igual que a las microalgas, a las “ciano” tampoco les hacen falta grandes intensidades lumínicas, ya que son muy adaptables a esto, PERO se presume que existen determinados tipos de luz que hacen que se desarrollen más, ¿por qué? porque tienen determinados pigmentos que están especializados en aprovechar determinadas longitudes de onda. Concretamente, el 50% de las proteínas que contienen las cianobacterias son ficobiliproteínas, dentro de las cuales se encuentran los pigmentos fotosintéticos.

Los principales pigmentos dentro de estas ficobiliproteínas son la ficoeritrina, ficocianina y aloficocianina (Grossman et al., 1994) que tienen un pico de absorción de luz en 565 nm, 620 nm y 650 nm respectivamente. Si se fijan en las longitudes de onda de los colores del espectro visible, podrán darse cuenta que esos pigmentos absorben mayoritariamente luz amarilla, naranja y roja y, por lo tanto, esas luces son las que más favorecen el desarrollo de cianobacterias.

Por este motivo antiguamente cuando era mucho más frecuente el uso de fluorescentes T5 para iluminar los acuarios, se atribuía la aparición de cianobacteria al cambio de espectro que sufrían estos tubos cuando eran “viejos” e iban perdiendo un determinado tipo de luz, prevaleciendo la luz más rojiza. Sin embargo, hoy en día donde se utiliza mayoritariamente iluminación LED con un espectro fijo y larga vida útil, el problema puede deberse a una mala configuración o mala elección de la pantalla, con exceso de luces rojas, naranjas y/o amarillas que no aprovechen mucho los corales, pero sí las cianobacterias.

Es por esto por lo que es tan necesario hacer hincapié en la elección de pantallas adecuadas con espectros optimizados, como las pantallas Coral Led Pro II, o MARINELAMP LED, que maximizan el uso de luces azules, realmente útiles para el desarrollo coralino, y prescinden de luces rojas y amarillas que pueden traer problemas futuros.

Pero recuerden, los desajustes en estos parámetros físicos, sobre todo los desajustes en la iluminación por sí solos no van a generar cianobacterias, ya que esta aparición siempre está unida a desajustes también en parámetros químicos, en el nivel de nutrientes, que vamos a ver ahora:

Nivel de nutrientes inadecuado:

En este aspecto lo más común es que haya un exceso de nutrientes o un desequilibrio muy marcado, sobre todo de nitratos (NO3) y fosfatos (PO43-) que desencadene la proliferación de esta plaga.

·         Exceso de fosfatos + ausencia de nitratos

Concretamente, el exceso de fosfatos en el acuario es lo que más suelen aprovechar las cianobacterias para proliferar, y además, no solo son capaces de aprovechar los fosfatos inorgánicos que se encuentran en la columna de agua, sino también los orgánicos que se depositan en rocas y sustrato, ya que muchas de las cianobacterias son organismos mixótrofos, es decir son capaces de alimentarse de forma autótrofa, asimilando los nutrientes inorgánicos para sintetizar su propio alimento mediante la fotosíntesis, pero también de forma heterótrofa, aprovechando directamente la materia orgánica del medio, como los detritus (Queiroz et al., 2007; Wan et al., 2015). Por esto, también es muy común ver que los primeros núcleos o brotes de cianobacteria aparecen en zonas del acuario donde se acumulan muchos desechos.

La razón de que los fosfatos sean los nutrientes limitantes y los que determinan la aparición de cianobacteria puede deberse a que muchos de estos organismos son diazótrofos, es decir, capaces de fijar nitrógeno atmosférico y asimilarlo para realizar la fotosíntesis y realizar alimentación autótrofa. Esto hace que el nivel de nitratos en el medio les dé un poco igual, ya que pueden seguir desarrollándose con ausencia de estos en agua, pues son capaces de obtener el nitrógeno de otra fuente alternativa, prevaleciendo y proliferando así sobre otros organismos fotosintéticos que sí dependen de los nitratos como fuente de nitrógeno.

*¿Tienes el nivel de fosfatos bajo y aun así tienes “ciano”? Es muy común que pase esto, normalmente porque los test de fosfato se realizan durante el día, que es cuando estamos activos nosotros. Sin embargo, lo que ocurre es que, durante el día, con pleno funcionamiento fotosintético, las cianobacterias consumen y fijan todo el fosfato inorgánico (que es el que mide nuestros test comerciales) pudiendo arrojar medidas enmascaradas de los niveles reales. Lo ideal si esto ocurre, y para asegurarnos, es hacer un test durante las horas de oscuridad. Es ahí, en ausencia de luz, cuando las cianobacterias cesan su actividad fotosintética y dejan de absorber nutrientes. Este cese del proceso más la muerte natural de diferentes organismos, hace que se libere al agua la cantidad de fosfatos proporcional a lo que existe en el acuario, por lo que, en ese momento, sin la contribución de ningún organismo fotosintético que lo esté consumiendo, es cuando podrás ver mejor los niveles reales que tienes, y actuar en consecuencia.

·         Exceso de materia orgánica:

Esta capacidad que tienen las cianobacterias de alternar diferentes métodos de alimentación y aprovechar materia orgánica, también puede explicar la aparición de esta plaga en acuarios donde se descuiden los cambios de agua y sifonados. Zonas con altas acumulaciones de detritus, como en lo alto de rocas, entre corales, bajo las capas de sustrato y en las esquinas de los acuarios donde no hay circulación suficiente, son focos potenciales de proliferación de estos organismos.

Ni qué decir tiene que, de la misma forma, acuarios donde se adite alguna fuente de carbono orgánico, también tienen más probabilidades de desencadenar una plaga de cianobacterias ya que están proporcionándole el combustible perfecto para ello.

Además, la capacidad de aprovechar materia orgánica quizás explique también la aparición de pequeños focos localizados de esta plaga en acuarios ultra low nutrient – esos acuarios que tienen sobre todo corales duros del tipo SPS, a los que se les aporta mucha comida, pero donde se mantienen nitratos y fosfatos muy muy bajos, rozando el cero, gracias a potentes métodos de filtración –. En esos casos, lo que puede estar ocurriendo es que a falta de nutrientes inorgánicos para aprovechar (fosfatos y nitratos principalmente), las cianobacterias aprovechan parte de la materia orgánica que se le está aportando a los corales en forma de comida, que normalmente suele quedar acumulada en pequeños rincones del acuario, donde la circulación es escasa y permite que se deposite en forma de materia orgánica particulada.

·         Exceso de CO2

Para acabar con los nutrientes, otro de los factores que propician la proliferación de cianobacterias es la plena disposición de carbono inorgánico para que ellas realicen la fotosíntesis, que en el acuario se encuentra en forma de CO2. Debemos recordar que la fotosíntesis es el proceso por el cual se crea materia orgánica a partir de materia inorgánica del medio, y el principal esqueleto de esa materia orgánica es el Carbono.

Los niveles excesivos de CO2 se dan en acuarios con mal mantenimiento, con muchos detritus que tras su descomposición liberan ese exceso de CO2 a la columna de agua. También se dan en acuarios con mala circulación donde la ventilación es deficiente y no se elimina el CO2 por todos los procesos vitales a través de la difusión gaseosa o acuarios en zonas mal ventiladas, donde el exceso de CO2 del ambiente esté entrando al interior del acuario, por ejemplo, por medio de la mezcla de gas que realiza un skimmer de proteínas en su proceso de funcionamiento.

Y con todo esto, esperamos haber arrojado un poco de luz sobre el apasionante mundo de las molestas cianobacterias en nuestros acuarios, conociendo determinados datos interesantes sobre su biología y funcionamiento para poder comprender mejor por qué aparecen en él. Nótese que en este artículo siempre ponemos el “puede” o “es posible” delante, y es que hasta día de hoy pocos son los estudios científicos que explican el porqué de la proliferación de estos organismos en un acuario. Por ello lo único que podemos hacer es extrapolar los conocimientos de su funcionamiento en el océano a nuestros pequeños sistemas cerrados, no habiendo verdades absolutas y por lo tanto debiendo estar abiertos a diferentes posibilidades, siempre siguiendo una guía aproximada de cómo suelen comportarse estos curiosos organismos.

BIBLIOGRAFÍA

Facciponte, D. N., Bough, M. W., Seidler, D., Carroll, J. L., Ashare, A., Andrew, A. S., … & Stommel, E. W. (2018). Identifying aerosolized cyanobacteria in the human respiratory tract: A proposed mechanism for cyanotoxin-associated diseases. Science of the Total Environment645, 1003-1013.

Grossman, A. R., Schaefer, M. R., Chiang, G. G., & Collier, J. L. (1994). The responses of cyanobacteria to environmental conditions: light and nutrients. In The molecular biology of cyanobacteria (pp. 641-675). Springer, Dordrecht.

 

Queiroz, M. I., Lopes, E. J., Zepka, L. Q., Bastos, R. G., & Goldbeck, R. (2007). The kinetics of the removal of nitrogen and organic matter from parboiled rice effluent by cyanobacteria in a stirred batch reactor. Bioresource Technology98(11), 2163-2169.

Wan, N., Abernathy, M., Tang, J. K. H., Tang, Y. J., & You, L. (2015). Cyanobacterial photo-driven mixotrophic metabolism and its advantages for biosynthesis. Frontiers of Chemical Science and Engineering9(3), 308-316.

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