Nitrospira – нитрит-окисляющие бактерии в аквариумах. Азотный цикл.

[Олександр Бешлега]

Все наверняка помнят дискуссию, поднятую по инициативе нашего участника Дуремара (сто лет ему здоровья :)), в которой обсуждали пользу от использования бактериальных смесей, ускоряющих запуск биофильтрации в аквариуме.
В процессе обсуждения было поставлено под сомнение эффективность этого средства, но все базировалось только на собственных умозаключениях.
Тогда участница нашего форума taaaa, привела данные научных исследований, проводимых в этом же направлении с использованием самых современных средств молекулярной биологии.
Оказалось, что все, чему нас учили более 30 лет, не было подкреплено практическими исследованиями.
О том, что же происходит с населением биофильтров в наших аквариумах, вы сможете узнать в статье, которую любезно подготовила Татьяна Серга (taaaa) по моей просьбе.
Статья здесь: http://aquaforum.kiev.ua/articles/bio/

[Кокан]

Огрмное спасибо, очень интересно, но...
Ну взял я JBL-евский "Denitrol", там не указаны виды бактерий написано, тлько что видов 8. Ещё нарисован графичек, как уровень нитрита при использовании средства практически не повышается, в то время, как без него имеет огромный пик. Это что получается, уважаемая фирма засунула в средство Nitrosomonas и Nitrobacter и нахально врёт потребителям? Думаю, что нет. Наверняка там есть и Nitrospira и другие "нужные" виды. Сами они в этом не признаются - это их ноу хау. Потребителю остаётся верить нарисованному графику и проверять эфективность на практике. Я лично верю. На самом деле для того, чтобы создать эфективную культуру совсем не обязательны супер сложные методики идентификации бактерий, не обязательно даже знать точно виды бактерий, ведь работали очистные сооружения десятки лет нормально, не смотря на то что виды денитрификаторов определялись изначально не правильно. Другое дело, чтобы организовать массовое производство препаратов, обязательно знать какие виды окислителей азота нужны. А чтобы конролировать и гарантировать качество, полезно пользоваться современными методами молекулярной генетики. Ещё эти методы годятся для создания более эфективных штаммов бактерий, чем я думаю серьёзные производители вполне учпешно и пользуются, а потребителю остаётся только выбирать, кто серьёзнее.... По этому так вот огульно наверное не стоит. Тем более, что: По его собственному признанию в интервью, когда он изучал научную литера-туру, составляя план исследований лаборатории, его просто поверг в шок тот факт, что при исследовании аква-риумных нитрификаторов не применяются методы количественной оценки бактерий.В это, признание мягко говоря слабо верится, по тому, что методы эти настолько просты, что доступны школьнику и не требуют даже наличия микроскопа. Интервью для прессы уважаемого учёного ни к чему не обязыват, а реклама нужна всем.
Как травника - маньяка, тонкости процесса окисления азота меня сейчас мало интересуют.
Меня вот что заинтересовало: Бактерии рода Nitrospira.
Грам-отрицательные, хемолитоавтотрофные нитрит-окисляющие бактерии. Облигатные аэробы. Я сейчас работаю над испльзованием в аквариумах биологически активного гумуса, в качестве источника и депо биогенных макро- и микро- элементов для минерального питания растений. Результаты потресающе интересные и ужасно красивые. Так что буду страшно дико ужасно нижайше признателен за любую информацию касающуюся сообществ бактерий в донных отложениях водоёмов. Виды, физиология, взаимоотношения со средой...

[taaaaaa]

Меня вот что заинтересовало: Бактерии рода Nitrospira.
...Я сейчас работаю над испльзованием в аквариумах биологически активного гумуса, в качестве источника и депо биогенных макро- и микро- элементов для минерального питания растений. Результаты потресающе интересные и ужасно красивые. Так что буду страшно дико ужасно нижайше признателен за любую информацию касающуюся сообществ бактерий в донных отложениях водоёмов. Виды, физиология, взаимоотношения со средой...
Речь идет об инфе по бак. сообществам в отложениях только пресноводных водоемов? По Нитроспире интересует информация только в связи донными отложениями?



Наверняка там есть и Nitrospira
JBL "Denitrol" (http://www.jbl.de/index_uk.html): наличие гетеротрофов указано, наличие истинных нитрификаторов прямо не указано. Это не «наверняка там есть» Nitrospira (тем более – именно Nitrospira). Тем более - до Хованека ее роль в аква-среде фактически игнорировали. Он запатентовал штамм и метод использования (4 патента, права на производство пока только у Аквариа инк.).
Сами они в этом не признаются - это их ноу хау.
Это все равно, как если бы производитель искусственной икры стал втихаря в свой продукт натуральную икру подмешивать… и никому не признавался. :)



Это что получается, уважаемая фирма засунула в средство Nitrosomonas и Nitrobacter и нахально врёт потребителям?
«Исследования показали, что в большинстве случаев бактериальные препараты не оказывают существенного влияния на процесс созревания…» - а это обоснование, почему бактерии вообще не засовывали в средство («Бактозим», Тетра). Не менее уважаемой фирмы. :)
Исследования Хованека опубликованы и открыты для перепроверки. Работы других иследователей подтверждают его результаты. Работ, опровергающих его результаты, нет. Если о графиках JBL нельзя сказать то же, то обсуждать просто нечего, а верить или не верить, конечно можно. Какой критерий использовать при выборе препарата – «уважаемость» фирмы, «веру» или повторяемые данные исследований – личное дело каждого.



На самом деле для того, чтобы создать эфективную культуру совсем не обязательны супер сложные методики идентификации бактерий, не обязательно даже знать точно виды бактерий, ведь работали очистные сооружения десятки лет нормально,
Максимум определенного эффекта в определенных условиях обеспечивают определенные бактерие. Создавать культуру ОПРЕДЕЛЕННЫХ бактерий не зная ЭТИ ОПРЕДЕЛЕННЫЕ бактерии – это … :) (хотя, в принципе, возможно).
Супер-сложные методики идентификации, разумеется, не обязательны, но более достоверные/точные - всегда предпочтительны. Максимальную достоверность/точность обеспечивают молекулярно-генетические методы, и так уж сложилось, что они относительно сложны.
На очистных сооружениях бак.исследования продолжают финансироваться из-за неудовлетворительной эффективности.



В это, признание мягко говоря слабо верится, по тому, что методы эти настолько просты, что доступны школьнику и не требуют даже наличия микроскопа.
Верить точно не надо, если известно, в каких работах определяли количественно бактерии по видам в аквариумных фильтрах. В каких? :) А как школьники без микроскопов обычно производят количественную оценку бактерий в образце по видам? :)



так вот огульно наверное не стоит.
Что именно огульно? В данном случае огульным был бы вывод – НИКАКИЕ препараты НИКАКОГО действия НИ НА ЧТО не оказывают. Но такой вывод из описанных фактов не следует.

А в целом – бак. сообщества аквариумов изучены крайне мало. Потому достаточного массива данных, чтобы делать обоснованный выбор препарата, нет. Потому
Потребителю остаётся верить
... или не верить. И потому аквариумистика сегодня во многом больше напоминает религиозную секту, чем сферу применения научных знаний. :)

Таня

[Чебурген]

Д уж... Секта... Как говорит всеми уважаемая Ирина Серпентариус: шаманю я в банках, шаманю...
Вот так вот в конце концов из конца в конец все мы "шаманим", делаем многое на подсознательном уровне, несмотря ни на что и вопреки всему...
Поэтому данный форум и существует!
Потому как не существует подробной инструкции по использованию "прибора" под названием Аквариум :) Тем более в "американском" варианте типа: в розетку палец не совать, при сжатии плавников рыбки под номером Х звонить 911 или обратиться к адвокату...
Главное, к чему хочется ТУТ стремиться- это группировать, осознавать, фильтровать и творчески (но с умом) применять всю ту информацию, которой все от души и без злого умысла делятся на Нашем форуме! :)

[Кокан]

А ссылочка не работает. Может там и указано наличие гетеротрофов, а наличие истинных нитрификаторов прямо не указано,но я написал про то, что указано на бутылочке. Начну с конца, ибо с этого и надо было начинать.аквариумистика сегодня во многом больше напоминает религиозную секту, чем сферу применения научных знаний.. Любая, хоть сколько ни будь наукоёмкая сфера деятельности напоминает религиозную секту тем людям, чьи знания в этой сфере ниже её наукоёмкости.Что именно огульно? А какой вывод можно сделать из такого заявления:поверг в шок тот факт, что при исследовании аква-риумных нитрификаторов не применяются методы количественной оценки бактерийВ каких?
На днях пороюсь в своих материалах и выложу список, он будет не маленьким.А как школьники без микроскопов обычно производят количественную оценку бактерий в образце по видам?Тяжело с Вами можно подумать я знаю таких конкретных школьников и видел как они это делают. Я писал, что им раз плюнуть освоить такую методику. А с другой стороны с Вами очень просто: это самы ожидаемый мною от Вас вопрос. Не стану углубляться в детали. Предпологая некоторое множество видов, можем определить виды конкретно, оценивая формы коллоний, скорость и направление роста, предпочтения в выборе субстрата... Это по видам без микроскопа. По определённой методике высевая, отсепарированный вид на субстрат, можем посчитать на субстрате количество коллоний, это и будет количественная оценка без микроскопа. Точность таких количественных и качественных анализов весьма высока, во всяком случае вполне достаточна для прекладного уровня.Работ, опровергающих его результаты, нет.А это как в случае с неуловимым Джо - он просто на-фиг ни кому не нужен. Опровержение его результатов не будет докозательством качества или не качества тех или иных препаратов:Но такой вывод из описанных фактов не следуетЭто все равно, как если бы производитель искусственной икры стал втихаря в свой продукт натуральную икру подмешивать… и никому не признавалсяНе вижу причин для сарказма, это один из самых распространённых не совсем честных маркетиговых ходов.Он запатентовал штамм и метод использования. Тут главное патентному бюро доказать, что культивируемая тобой культура является специфическим штаммом и не обязательно самым эфективным, лишь бы отличным от других. Нехй гірше, аби інше.Речь идет об инфе по бак. сообществам в отложениях только пресноводных водоемов? По Нитроспире интересует информация только в связи донными отложениями?Если не жалко, сливайте всю инфу какая есть, я отфильтрую.

[Арлекин]

Нехй гірше, аби інше.Если не жалко, сливайте всю инфу какая есть, я отфильтрую.
Супер!!!! когда отфильтруете УВ КОКАН. пожалуйста дайте инфу на форуме. честно говоря я прочитал все и для меня это высшая биология! хотелось понять хоть часть из обсуждения. подскажите хоть что прочитать а то стыдно понимать какой я еще баран в биологии. хочу понять все процесы в акве для того чтобы я знал что и как происходит.

[AlexS]

Народ, такие измышления посетили меня:
Зачем покупать дорогие бацЫлы, наши никак не работают? штамы всякие, Капитан Немо с куреним водорослей просто пацан;-)))
Дуремар тут высказывал соображения о мех. фильтрации ;-)...
Может я эти бактеры из крана залью, на крайняк в луже наберу... Зачем процедуру усложнять? Типа: будь проще и рыбы к тебе потянуЦа;-)

П.С. мой Дед о бактерах не ведал и воду 100% менял и аква круглая была, всё плодилось и размножалось ;-)

[Gelo Xuts]

Речь идет об инфе по бак. сообществам в отложениях только пресноводных водоемов? По Нитроспире интересует информация только в связи донными отложениями?
Любая, хоть сколько ни будь наукоёмкая сфера деятельности напоминает религиозную секту тем людям, чьи знания в этой сфере ниже её наукоёмкости.
Как всегда, очень интересно читать ваши диалоги, Таня и Костя. code61
Много полезной информации извергается в процессе дискуссии. code50
Татьяна, как чистый ученый, ведет себя безупречно, стоя на жесткой научной позиции. Но как раз именно в отраслях, где производятся исследования над живыми существами, научные методы не могут конкурировать с интуитивными не только сейчас, но и в принципе - ни в ближайшем, ни отдаленном будущем. Почему так? Да очень просто. Никакой даже самый гениальный ученый не в состоянии предсказать, какие мутации произойдут в любой выбранный отрезок времени в замкнутой экосистеме, не говоря уже об открытой, куда примешиваются факторы воздействия внешней среды. Поэтому аквариумистика как была религиозной сектой, так ею и останется - околонаучное, околомистическое занятие.
Разве можно сравнить производство металлопроката и разведение аквариумных рыбок? Первое - исторически целиком искусственный вид деятельности, а второе - совсем наоборот (рыбки как жили и размножались вне участия человека, так и будут размножаться, хоть кол им на голове теши). За вторым процессом можно вести наблюдения, записывать в дневник по природоведению, смотреть на штаммы бактерий, но значение непосредственного участия человека в данном процессе слишком преувеличено, теми же учеными. code39
Есть методики промышленного разведения с помощью инъецирования, стимулирующего нерест - это истинное научное достижение, но говорить о методах научной биофильтрации можно лишь с большой натяжкой. Исследования Хованека совершенно ничего не доказывают. Почему? Потому что в данном случае никто не учел эволюционных процессов в среде бактерий. Никому достоверно не известно, какой эволюционный возраст бактерии Нитроспира, исследованной Хованеком. Более того, нет никаких подтверждений тому, что эта бактерия непосредственно участвовала в азотном цикле водоемов в 1812 году. Еще более того, нет никакой гарантии, что через месяц не будет опровергнуто мнение Хованека мнением Показанека и не будет найдено доказательств тому, что инфузория туфелька самостоятельно справляется с аммиаком, нитратами, нитратами и, заодно, Нитроспирой вместе взятыми. Сенсация - дело хорошее, но в данном случае речь идет скорее о бизнесе ;).
Нет предела совершенству. Эксплуатация очистных сооружений подразумевает эволюционные процессы и улучшение технологий биоочистки. Но нет такого страхового полиса, который бы обеспечил гарантию сохранности какого-то вида бактерий. Сегодня она есть, а завтра бац (!!!) - чумка нитроспирозная выкосила начисто наших безногих (безухих) помощничков. code66

[Кокан]

Олег.
Класс!!!
Прикинь, как мне хочется пить и глова вава.
Открываю и читаю:нет никакой гарантии, что через месяц не будет опровергнуто мнение Хованека мнением Показанека а завтра бац (!!!) - чумка нитроспирозная
Блин, нафиг то пиво на похмелку. Спасибо, от души. И за рыбу тоже.

[Кокан]

А вот вам часть списка, здесь и про нитрификаторов с денитрификаторами, и про других, и про количественные и качественные оценки. И как видно, Хованек - только один из очень многих, кто этим занимался, да ещё и не сам, как выяснилось.
1.SpotteS. 1979. Fish and Invertebrate Culture. Second Ed. Wiley-Interscience Publications (NY), .
2. Hovanec TA and DeLong EF. 1996. Comparative analysis of nitrifying bacteria associated with freshwater and marine aquaria. Appl. Environ. Microbiol.
3. Rheinheimer 1985.
4. Rice EL. 1992. Allelopathic effects on nitrogen cycling. In: Rizvi SJH and Rizyi V, Allelopathy, Basic and Applied Aspects, Chapman and Hall (NY).
5. Thimann KV. 1963. The Life of Bacteria (2nd ed.). The MacMillan Co. (NY).
6. O'Connor JT. 1971. Iron and manganese. In: The American Water Works Assoc., Inc (ed), Water Quality and Treatment (3rd ed). McGraw-Hill Book Co (NY).
7. Masuda S, Watanabe Y, and Ishiguro M. 1991. Biofilm properties and simultaneous nitrification and denitrification in aerobic rotating biological contactors. Water Sci. Technol. 23: 1355-1363.
8. Spotte 1979.
9. Payne WJ. 1973. Reduction of nitrogenous oxides by microorganisms. Bacteriol. Rev.
10. Wetzel 1983.
11. Gamble TN, Betlach MR, and Tiedje JM. 1977. Numerically dominant denitrifying bacteria from world soils. Appl. Environ. Microbiol.


12. Kemp WM, Sampou P, Caffrey J, and Mayer M. 1990. Ammonium recycling versus denitrification in Chesapeake Bay sediments. Limnol. Oceanogr.
13. Boyd, CE. 1995. Bottom Soils, Sediment, and Pond Aquaculture. Chapman & Hall (NY).
14. Edmond JM, Stallard RF, Craig H, Craig V, Weiss RF, and Coulter GW. 1993. Nutrient chemistry of the water column of Lake Tanganyika. Limnol. Oceanogr. 38: 725-738.
15. Seitzinger SP, Nixon SW, and Pilson MEQ. 1984. Denitrification and nitrous oxide production in a coastal marine ecosystem. Limnol. Oceanogr. 29:73-83.
16. Reddy KR. 1983. Fate of nitrogen and phosphorus in a waste-water retention reservoir containing aquatic macrophytes. J. Environ. Qual. 12: 137-141.
17. Sprung]. 1994. Reef Notes. Freshwater and Marine Aquarium, Jan 1994, p. 104.
18. Sorensen J. 1978. Capacity for denitrification and reduction of nitrate to ammonia in a coastal marine sediment. Appl. Environ. Microbiol. 35: 301-305.
19. Gilbert F, Souchu P, Bianchi M, and Benin P. 1997. Influence of shellfish farming activities on nitri¬fication, nitrate reduction to ammonium and denitrification at the water-sediment interface of the Thaulagoon, France. Mar. Ecol. Prog. Ser. 151: 143-153.
20. Jones JG and Simon BM. 1981. Differences in microbial decomposition processes in profundal and littoral lake sediments, with particular reference to the nitrogen cycle. J. Gen. Microbiol. 123: 297-312.
21. Smith MS. 1982. Dissimilatory reduction of N02' to NHf and N20 by a soil Citrobacter sp. Appl. Environ. Microbiol. 43: 854-860.
22. BowenHJM. 1979. Environmental Chemistry of the Elements. Academic Press (NY), p. 149.
23. Rheinheimer 1985, p. 116.
24. Cornell WE and Patrick WH. 1968. Sulfate reduction in soil: Effects of redox potential and pH. Science 159: 86-87.


46. Calhoun A and King GM. 1997. Regulation of root-associated methanotrophy by oxygen availability in the rhizosphere of two aquatic macrophytes. Appl. Environ. Microbiol. 63: 3051-3058.
47. PoteraC. 1996. Biofilms invade microbiology. Science 273: 1795-1797.
48. Marshall KC. 1996. Adhesion as a strategy for access to nutrients. In: Fletcher M (ed), Bacterial Adhesion, John Wiley (NY).
Таня, есть над чем поработать в плане перевода.