Без кейворду

Слабкий позитивний кореляційний зв’язок

Слабкий негативний кореляційний зв’язок

Коефіцієнт

Коефіцієнт

Алюміній зі стронцієм Додавання йоду та кальцію Кальцій з глибиною піщаного шару Глибина піщаного шару та додавання кальцію Жир з водою RO / DI

Ванадій з віком резервуара

Стронцій з сурмою Стронцій з ванадієм Додавання фосфору та кальцію Стронцій з кальцієм Калій з експортом Стронцій з кобальтом Стронцій з титаном Добавки магнію та кальцію Титанові зонди та вік резервуарів

Таблиця 5.� Кореляції факторів резервуарів (з таблиці 4).

Метаболічний фактор

Резервуарні фактори

A. З розчиненим жиром:

Водопровідна вода = 0,646

Вода RO/DI = 0,548

B. З нітратами / нітритами

C. З аміаком

D. З віком резервуара

Титанові зонди = -0.0.501

Розчинений жир = 0,772

E. Глибина піщаного шару

Додавання кальцію = – 0.550

F. З титановими заземлювачами

G. З сольовою сумішшю

H. Добавки кальцію

Глибина піщаного шару = -0.550

I. З вивезенням матеріалів

J. Зі зміною води

Частота зміни = 0.733

K. З водними факторами

Мідь з водопровідною водою = 0.517

Жир і фільтрована НСВ = 0,507

Тільки 15 мікроелементів: алюміній, барій, хром, кобальт, мідь, залізо, свинець, літій, марганець, молібден, нікель, срібло, титан, ванадій і цинк – були досліджені як у дослідженні морської води Аткінсона-Бінгмана (1999), так і в цьому дослідженні. Одним із зразків у цьому дослідженні була розчинна океанічна вода, що складається з RO/DI, і значення для мікроелементів у цьому зразку досить близькі до середніх значень для солоних вод з дослідження Аткінсона та Бінгмана (1999). Всі, крім цинку, показали нижчі значення в резервуарах, ніж у сумішах (Таблиця 6) або в миттєвій океанічній пробі.

Таблиця 6.� Порівняння середніх значень концентрації для сольових сумішей (Аткінсон та Бінгман, 1999) та акваріумів з цього дослідження, включаючи один акваріум, наповнений розчинником Instant Ocean.

Середнє значення� � 1 вибірка Стандартне відхилення

Суміш штучної морської води

У першій статті цієї серії було детально описано середній рифовий акваріум на основі вибірки з 23 акваріумів (Shimek, 2002). За середніми значеннями, про які йшлося в цій статті, ховаються тенденції до узгодженої зміни різних компонентів даних. Ці тенденції стають очевидними при вивченні кореляційних даних, оскільки такі дослідження дозволяють визначити подібні закономірності змін, що відбуваються в межах факторів у всіх вибірках. У реальному розумінні коефіцієнт кореляції – це статистика, що описує “тенденційність”. Якщо два фактори мають сильну кореляцію, то вони послідовно змінюються в одному і тому ж напрямку. Отже, ми можемо сказати, що якщо X, Y і Z корелюють в наших акваріумах, то в акваріумах з високою концентрацією X, швидше за все, будуть також високі концентрації Y і Z. Знання того, як речі змінюються разом і які саме речі змінюються разом, є першим кроком до справжнього розуміння того, що відбувається в наших акваріумах.

Ми мали змогу здогадуватися, спекулювати та розмірковувати досхочу про те, як змінюються різні фактори, важливі для життя наших рифових тварин; наприклад, зі старінням акваріумів або коли ми переходимо від меншого акваріума до більшого, але це дослідження вперше дозволяє нам отримати деякі фактичні кількісні дані для обговорення. Крім того, тепер ми маємо аналітичні дані, які дозволяють нам детально порівняти 23 танки.

Вивчення кореляцій дає нам можливість відчути фактори та процеси, що відбуваються в рифових резервуарах. Системи в цьому дослідженні варіювали за розміром від 36 до 380 галонів, а за віком від декількох тижнів до приблизно 10 років (Shimek, 2002). Використання кореляційних даних може дозволити нам дослідити тенденції як за розміром, так і за віком рифових систем, а також між користувачами різних типів води та солей.

Деякі з отриманих результатів є дещо несподіваними. У всьому діапазоні розмірів цих резервуарів не було виявлено значних кореляцій з розміром резервуара. Це означає, що для цілей опису рифового акваріума з урахуванням факторів, протестованих у цьому дослідженні, 35-галонний акваріум так само добре підходить, як і 300-галонний. Хоча жоден з цих акваріумів не був “нано” рифом, в межах діапазону розмірів звичайних рифових акваріумів, всі системи були порівнянними, без комбінації хімічних речовин або протестованих факторів, характерних для більших або менших акваріумів.

Деякі з мікроелементів змінювалися разом, зокрема, кобальт, олово, цинк, титан, мідь і ванадій, а також виявлено нижчі, але все ще позитивні кореляції з нікелем і алюмінієм. Всі ці метали виявлені в концентраціях, що значно перевищують концентрації в природній морській воді. Деякі з цих концентрацій майже неймовірно високі. Олово має середню концентрацію в наших системах більш ніж в 200 000 разів більшу, ніж в природній морській воді. У той же час, слід зазначити, що його середня концентрація все ще низька, проте його природна концентрація дуже низька. Дія деяких з цих металів на рифових тварин не відома, наприклад, цілком ймовірно, що титан може так чи інакше не впливати на рифових тварин. З іншого боку, деякі з цих металів мають вплив. Кобальт є необхідним ко-фактором у всіх процесах аеробного дихання, оскільки він входить до складу вітаміну В12. Мідь також є важливим і необхідним елементом для метаболізму багатьох тварин; однак для багатьох з цих та інших тварин вона є досить токсичною при дуже низьких рівнях, трохи вище необхідних концентрацій. Ванадій також дуже токсичний, і лише деякі морські тварини можуть його переносити. Серед тих, хто може метаболізувати ванадій, є морські слимаки, або тунікати, і вони використовують його як засіб проти обростання, щоб вбити або стримати ріст сусідніх організмів або організмів, які можуть обрости їх (Рис. 3).

Рисунок 3. Cnemidocarpa finmarkiensis, морський сквірт помірного поясу, кожна тварина має довжину близько 1 дюйма (2,5 см). Тварина в А здорова: зверніть увагу, що тіло блискуче і позбавлене тваринних і водоростевих наростів. Cnemidocarpa та інші тунікати виділяють ванадій та інші важкі метали через свою туніку, щоб вбити організми, що надмірно розростаються або забруднюються. Тварина в Б нездорова і з якихось причин не здатна виділяти свої хімічні речовини, що протидіють обростанню. Зверніть увагу на обростання вгорі коричневими водоростями, а внизу – білуватими гідроїдами.

Збільшення вмісту багатьох з цих металів корелює з віком резервуара. Одним з пояснень цієї закономірності може бути те, що вони можуть накопичуватися з плином часу. Ці ж метали також корелюють з наявністю жиру у воді акваріума. Можливо, що такий жир пов’язаний з типом корму, який дають акваріуму, і про це буде повідомлено наступного місяця. Якщо це так, то концентрації металів можуть бути просто пов’язані з годуванням та продуктами харчування. Також можливо, що жир у воді акваріума походить від організмів, що ростуть в системі, і оскільки старі акваріуми часто мають більше і більших тварин, вони будуть виробляти більше жирів. Однією з інтригуючих можливостей є те, що організми в системі можуть виділяти токсичні метали як частину свого набору хімічних речовин для захисту від хижаків і конкурентів. Незалежно від причини, накопичення таких хімічних речовин викликає занепокоєння.

У старих резервуарах також міститься більше аміаку, нітратів/нітритів, фосфору, йоду та міді, ніж у молодих резервуарах. Нітрати та нітрити утворюються або в результаті розкладання надлишків їжі, які можуть бути присутніми в більшій кількості в старих резервуарах, або в результаті переробки сечі тварин, яка в основному складається з аміаку. Перероблена сеча хребетних, молюсків та членистоногих також містить аміак, фосфор та амінокислоти, тому цілком ймовірно, що високий рівень цих сполук просто відображає більшу кількість живої тканини в старих акваріумах. Більш високі рівні йоду в старих резервуарах, швидше за все, відображають його накопичення або в результаті годування, або в результаті добавок. Концентрація йоду в акваріумах в середньому приблизно в 10 разів перевищує рівень NSW. Цей біологічно активний елемент найчастіше зустрічається в метаболітах водоростей в морських екосистемах, і його висока концентрація в резервуарах може просто вказувати або на ріст водоростей, або на додавання кормів і добавок для водоростей. Йод також є токсичною речовиною у високих концентраціях, і такі рівні можуть викликати певне занепокоєння. Цікаво, що концентрації йоду в резервуарах демонструють невелику негативну кореляцію (-0,179) з використанням добавок йоду. Величина цього коефіцієнту означає, що не існує кореляції між використанням добавок йоду та кінцевою концентрацією цього матеріалу в резервуарі. Ймовірно, набагато більше йоду додається в продукти харчування, але ці дані будуть досліджені наступного місяця. Різні форми йоду відрізняються за біологічною активністю та токсичністю. Наразі, маючи ці дані, ми не маємо можливості оцінити їх різний внесок, як позитивний, так і негативний для системи.

Крім того, враховуючи логістику ситуації, неможливо було забезпечити спосіб надійної фільтрації зразків води під час відбору. З точки зору таких організмів, як корали, тверді частинки є такою ж частиною водного середовища, як і розчинені речовини. Ці дрібні частинки не були відфільтровані перед аналізом, і в усіх зразках, ймовірно, міститься різна кількість твердих органічних частинок. Такий матеріал може бути відповідальним за деякі кореляційні дані між аміаком, фосфором, амінокислотами та жирами. Також кореляція жирів з віком резервуару та деякими іншими факторами, що опосередковано пов’язані з віком резервуару, може просто відображати здатність старих, більш “зрілих” резервуарів генерувати більше живих твердих частинок, таких як зоопланктон, фітопланктон або бактеріопланктон. Я вважаю, що кількість такого планктону є відносно низькою в більшості наших систем, але я, звичайно, можу помилятися. Фільтрація твердих частинок перед тестуванням, на мою думку, призвела б до видалення даних, що відображають загальну чисельність декількох елементів, а це було б небажано.

Деякі з кореляцій можуть розповісти нам більше про акваріумістів, ніж про акваріуми, як такі. Наприклад, титанові заземлювачі негативно корелюють зі старими акваріумами; це означає, що вони, швидше за все, будуть знайдені в нових акваріумах. Зонди корелюють з акваріумами, в які регулярно додають добавки. Отже, цілком ймовірно, що це означає, що новіші акваріуми обслуговуються акваріумістами, які вважають, що заземлюючі зонди та добавки є важливими. Крім того, рівні міді корелюють з використанням водопровідної води як джерела для змішування солоної води, що використовується в акваріумах. Ця мідь, ймовірно, пов’язана з міддю в сантехніці, яка буде видалена у воді RO/DI. Сантехніка в наших будинках, ймовірно, також сприяє підвищенню концентрації деяких інших металів; оскільки інші метали можуть вимиватися з припоїв або світильників. Підвищений рівень цинку може свідчити про наявність латунних фітингів у водопроводі, можливо, на деякій відстані вище за течією від крана. Як правило, для акваріумістів, які не використовують воду зворотного осмосу/дистиляції, може бути гарною ідеєю розглянути деякі допоміжні засоби для видалення міді, цинку або інших металів.

Були отримані деякі дивні результати. Глибина піщаного шару слабо, але негативно корелювала як з концентрацією кальцію, так і з кальцієвими добавками, і позитивно корелювала з концентрацією магнію, що, можливо, вказує на певну “недбалість” в зусиллях по підтримці кальцію акваріумістів, які мають глибокі піщані шари.

Крім того, як ряд середніх значень, концентрації багатьох мікроелементів є нижчими, ніж у свіжоствореній штучній морській воді. Чи вказує це на використання організмами, чи на абіотичні хімічні реакції – незрозуміло. Незважаючи на те, що ці рівні нижчі, ніж у “свіжій” штучній морській воді, вони все ще набагато вищі, ніж у природній морській воді, і все ще можуть вказувати на причину для занепокоєння.

Ці закономірності є цікавими і, можливо, залежать від декількох факторів. Ймовірно, не існує єдиної причини для деяких ефектів, і так само ймовірно, що для деяких з них взагалі не існує визначеної причини. У цих останніх випадках закономірності будуть результатом випадкових факторів або випадковості. Високі концентрації металів можуть бути наслідком їх накопичення в резервуарах з продуктів харчування, або з сольових розчинів, або від непродуманого використання погано розроблених добавок. Інші високі концентрації, такі як жири та інші метаболіти, можуть бути обумовлені безпосередньо метаболізмом в акваріумі або бути викликані харчовими добавками. Очевидно, що примхи та уподобання акваріуміста можуть бути основним визначальним фактором багатьох факторів, таких як концентрація йоду та кальцію. На жаль, без експериментів ми не можемо визначити причинно-наслідковий зв’язок, а такі експерименти були б дорогими і трудомісткими.

На даний момент нам залишаються деякі кореляції для роздумів. Наступного місяця я розповім про склад різних продуктів харчування, доданих в баки в цьому дослідженні. Знаючи, що потрапляє в ці системи, і що там знаходиться, я спробую оцінити деякі потоки матеріалів, які повинні відбуватися в системах, і деякі наслідки цього потоку і годівлі.

Подяки

Ця стаття значно виграла від рецензій Скіпа Аттікса, Еріка Борнемана і Ренді Холмса-Фарлі, і я дякую їм усім за їхні зусилля. Крім того, я хотів би ще раз подякувати учасникам і донорам, які зробили дослідження води в резервуарах можливим: Марку Бенішу, Еріку Борнеману, Кліффу Картеру, Девіду Челентано, Аллену Шантелуа, Стівену Коллінзу, Грегорі Доусону, Джону Делері, Едріану Гаррісу, Деборі Ланг, Метью Менджерінку, Стівену Міллеру, Стівену Ніколсу, Джону Лінку, Ярославу Пілларді, Роберту Шнеллу, Сандрі Шупу, Вільяму Вайлі та анонімним учасникам дослідження, які надали зразки води. Я також дякую Danmhippo@reefs.org, Метью Хеннеку, Метью Девісу і Він Фіньяватані за грошові пожертви на підтримку цього проекту. Без вашої допомоги цей проект не був би можливим.

Аткінсон, М. і К. Бінгман. 1999. Склад декількох синтетичних сумішей морської води. Березень 1999 р. Aquarium Frontiers On-line.

Пілсон, М. Е. К. 1998. Вступ до хімії моря. Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, NJ. 431 с.

Шимек, Р. Л. 2002. Це (у) воді. Reefkeeping.com. Volume 1. Number 1. Лютий, 2002.

Weast, R. C. 1966. Ed. Довідник з хімії та фізики. 46-е видання. Компанія “Кемікал Резібр”. Клівленд, штат Огайо. Сторінка F-110.

Source: reefkeeping.com