Без кейворда

Пресловутый детритивир

В течение нескольких лет я рекомендовал и предлагал аквариумистам добавлять “детритивиров” в их песчаные ложа и в их рифовые системы в целом. Не так давно меня спросили: “Что такое детритивир и почему я должен добавить его в свой аквариум?”. По сути, этот аквариумист хотел знать, почему он должен платить большие деньги за животных, которые, как правило, невидимы. И что еще хуже, зачем платить за животных, которые, когда они не невидимы, уродливы? Ну, я подумал, что ответ очевиден. Потом я подумал: ну, может быть, он и очевиден, но только если вы морской эколог, который провел много времени, работая с такими животными. Но для обычного любителя вопросы, которые мне задавали, были действительно довольно хорошими и определенно поднимали некоторые обоснованные вопросы.

Рисунок 1 . Хотя многие виды червей называют червями-спагетти, “настоящие” черви-спагетти или теребеллидные полихеты имеют множество длинных щупалец, выходящих из головы. Эти щупальца выходят из норы в скале или отложениях, чтобы собирать мелкие частицы детрита, которым питается червь.

Чтобы дойти до конца этого обсуждения и ответить на эти вопросы, мне необходимо начать с понятия детрита и обсудить его. Затем я расскажу о нескольких различных видах детритоядных червей и их значении для морских аквариумов.

Детрит – множество грехов

Слово “детрит” – хорошее; оно короткое, и даже я могу написать его правильно (по крайней мере, в большинстве случаев). Слово лаконично и легко произносится. Только его значение неоднозначно. Термин “detritus” на самом деле является словом латинского происхождения и означает “стирание или изнашивание”. В общем понимании, детрит – это мелкие частицы, которые выветриваются из более крупных частиц. В наших системах детрит – это мелкие частицы, образующиеся в результате биологической или физической переработки пищи, живых существ или субстрата. Часто это отходы какого-то относительно крупного организма. Таким образом, “детрит” означает мелкие частицы неопределенного и изменчивого происхождения.

У аквариумистов существует тенденция считать, что этот твердый материал состоит из мелких минеральных зерен. И какая-то небольшая его часть так и есть. Но большая его часть таковой не является. Большая его часть – органическая, и в этом кроется проблема. Большая часть этого детрита – это остатки несъеденной пищи, в частности, частицы пищи, такие как сухие хлопья. Другой крупный компонент – фекалии рыб и беспозвоночных. Фекальный компонент – это фактически то же самое, что и несъеденная пища. Хотя мы склонны думать о фекалиях как об отходах, на самом деле для аквариумных животных это просто неперевариваемые остатки пищи, часто со здоровой дозой пищеварительных ферментов. Другими словами, это несъеденная, частично переработанная пища. Другим источником детрита являются продукты распада водорослей. Эти продукты включают слизь, различные другие экссудаты (водоросли очень “кровоточивы”) и разлагающиеся ткани водорослей. Эти материалы являются высокоорганическими, и многие животные находят их весьма питательными.

Детрит может также образовываться из побочных продуктов жизнедеятельности животных. Кораллы и другие хищники производят очень значительное количество слизи. Слизь может либо растворяться в воде, либо образовывать небольшие относительно нерастворимые агрегаты. Кроме того, в образование детрита вносят свой вклад и слизистые клетки животных. Все животные перерабатывают свои покровные клетки (из эпителиальной ткани) с довольно быстрой скоростью, и количество клеточного мусора, оседающего в аквариуме, может быть довольно значительным.

Кроме того, детрит может быть образован некоторыми видами бактериальных скоплений. Это может быть результатом кормовой деятельности животных, но часто это просто результат роста бактерий. При благоприятных условиях морские бактерии в наших аквариумах могут быстро расти и делиться, иногда несколько раз в час. Бактерии часто окружают себя муцилагиновыми оболочками. Эти оболочки имеют тенденцию слипаться, в результате чего образуются небольшие скопления бактерий, иначе называемые твердыми частицами органического вещества или детритом.

Наконец, детрит может состоять из неорганических минеральных зерен, образующихся в результате действий животных, зарывающихся в живые камни или коралловые скелеты, или из проглоченных крупных минеральных зерен, которые лишь частично растворяются в процессе пищеварения. Большинство этих минеральных зерен покрыто бактериальным налетом, и поэтому они имеют “глазурь” из съедобного материала над самим минералом.

Рассмотрение всех вышеперечисленных способов образования детрита должно убедить вас в том, что детрит в основном представляет собой богатые органикой твердые частицы. Минеральный компонент детрита – это просто мелкие частицы ила или глины (0,063 мкм или меньше), покрытые органическим материалом. Такой состав означает две вещи: 1) детрит может быть полезен как пища, и 2) скопления детрита – это питательные “бомбы замедленного действия”, ожидающие взрыва.

Органическое вещество в детрите насыщено углеводами, такими как сахара и крахмал, богатыми азотом белками и некоторыми липидами. Во многих отношениях детрит является идеальным источником пищи, и большая его часть весьма богата. Если оставить его в рифовом аквариуме в одиночестве, он подвергнется химическому и биологическому разложению. Это, в свою очередь, вызовет всплеск растворенных питательных веществ. А это приведет к нежелательному цветению водорослей.

Борьба с детритом Проблема для аквариумистов заключается в том, что детрит представляет собой конденсированные питательные вещества и может привести ко всем другим проблемам. Следовательно, нам необходимо удалить его из наших систем. В результате у нас остается несколько вариантов. Мы можем попытаться уменьшить образование детрита. Или же мы можем смириться с тем, что в наших системах будет образовываться детрит. Если мы сделаем последнее, мы должны либо удалить его, либо позволить нашим системам жить с ним. Давайте рассмотрим эти альтернативы.

Уменьшить образование детрита

Самый очевидный способ уменьшить образование детрита – сократить поступление пищи в систему, и это было лекарством от “проблемы детрита” в первые годы существования рифов. Однако мы знаем, что все каменистые кораллы и большинство мягких кораллов нуждаются в пище, и им нужно много пищи, чтобы получать материалы, необходимые для роста и поддержания здоровья. В принципе, сажать этих животных, а также рыб на голодную диету – безответственно и неэтично. Животные испытывают сильный стресс от недоедания и становятся более подверженными болезням, паразитам и другим факторам гибели, таким как нападение ближайших конкурентов.

Другой способ уменьшить образование детрита – держать животных в прохладе, на нижнем пределе допустимой температуры. При охлаждении на каждый градус Фаренгейта животные кораллового рифа теряют от трех до пяти процентов скорости метаболизма. Таким животным не нужно много корма, и они не производят много лишних твердых частиц. К сожалению, они также не растут и не имеют избыточного метаболизма, чтобы бороться с болезнями, а найти экстремальную низкую температуру непросто. Многие кораллы не встречаются при температуре ниже 76 F, и по мере приближения к этой температуре их метаболические процессы замедляются настолько, что они становятся едва живыми.

Разрешить образование детрита: Удалить детрит Этот вариант, хотя и трудоемкий, работает довольно хорошо. Вероятно, самый простой способ сделать это – содержать аквариум с голым дном, с минимальным количеством живых камней и хорошей циркуляцией воды на дне. Вода постоянно подвергается механической фильтрации, а дно аквариума часто очищается сифонами. Чтобы обеспечить удаление всего детрита, аквариумист должен составить график, обеспечивающий регулярную очистку и подмену воды. Этот вариант особенно хорошо подходит для аквариумов только для рыб или беспозвоночных с минимальным количеством обитателей. При этом требуется тщательный контроль, чтобы не допустить превышения уровня питательных веществ.

Допускайте образование детрита: Жить с ним и позволить животным управлять им Жить с детритом – это, конечно, способ мамочки-природы справиться с этим веществом. Чтобы понять, как справляются с детритом в природе и как мы можем спроектировать наши системы для борьбы с ним, нам нужно осознать, что детрит содержит много полезного материала. Он содержит все необходимые продукты питания: углеводы, белки, жиры и минералы. Некоторые из этих продуктов, такие как углеводы и липиды, могут быть преобразованы непосредственно в химическую энергию, необходимую организмам для метаболизма. Белки могут быть расщеплены (или переварены) на аминокислоты, а затем ресинтезированы в собственные белки организма. Бактерии, возможно, являются наилучшей пищей в этом отношении, поскольку в них соотношение азота и углерода выше, чем в пище, получаемой из большинства многоклеточных организмов. Поскольку соединения азота являются строительными блоками белков, это означает, что бактерии – очень полезная пища, когда речь идет о строительстве или восстановлении тканей. Другими словами, в мире природы детрит является исключительно ценным ресурсом.

Рисунок 2 . Несколько различных, но похожих внешне видов ракообразных амфипод часто встречаются в аквариумах. Хотя различные амфиподы могут питаться практически всеми известными способами, большинство из них в рифовых аквариумах питаются, разрывая растительные остатки и органический детрит на “кусочки” и поедая их.

Поэтому не стоит удивляться, что самые разные организмы приспособились питаться или использовать детрит. Одним из наиболее интересных побочных эффектов поедания чего-либо, включая детрит, является то, что при этом образуется детрит. Это связано с одним из незыблемых законов природы, вторым законом термодинамики, который гласит, что никакая передача энергии или материалов не является на сто процентов эффективной. Часть энергии или материала всегда теряется обратно в окружающую среду. На практике это означает простое: чтобы уменьшить количество энергии и полезных материалов в данном количестве детрита до незначительного уровня, необходимо, чтобы эта конкретная порция детрита была съедена и переварена несколько раз. Количество таких “перерабатывающих” событий может быть довольно большим. Например, было подсчитано, что средняя фекальная гранула пелагической копеподы, выброшенная на поверхность океана, съедается и переваривается около восьми раз, прежде чем попадает на дно океана.

Если немного перевернуть информацию о “многократном использовании каждой частицы детрита”, приведенную выше, это означает, что для полной переработки данного количества детрита может потребоваться довольно большое количество животных. Кроме того, учитывая, что “качество”, “консистенция” и пищевая ценность детрита будут меняться после того, как каждый организм покончит с ним, для полной переработки детрита потребуется множество различных видов организмов, каждый из которых специализируется на разных типах детрита.

Судьба детрита Когда детрит съедается, он перерабатывается, как и любая другая пища. Сначала он переваривается. Часть его не переваривается и выводится животными в виде фекалий, предположительно для образования еще большего количества детрита. Часть переваренной пищи, в основном аминокислоты и фрагменты белка, составлявшие часть исходного детрита, будут усвоены организмом и использованы для построения или восстановления тканей. Некоторые из них в конечном итоге будут переработаны и выведены из организма в виде иона аммония с мочой. Большая часть остальной переваренной пищи, прежде всего углеводы (сахара и крахмал) и большая часть липидов (триглицеридные жиры), будет использована в клеточном дыхании, или, другими словами, будет сожжена для получения энергии. В конечном итоге они выводятся из организма в виде углекислого газа и воды. Некоторые из липидов (стероиды) будут использованы для синтеза других стероидов. Многие животные используют стероиды в качестве гормонов, но многие из них не могут их синтезировать и должны получать их из пищи. В конечном итоге они будут расщеплены и использованы в клеточном дыхании. Минералы, которые были переварены, в основном во время кислотных процессов пищеварения, могут быть использованы для изготовления скелета или в качестве кофакторов для ферментов.

Заметьте в приведенном выше абзаце, что единственное, что может быть фактически вывезено из аквариума в результате переработки детрита, это углекислый газ, образующийся в результате клеточного дыхания, и ион аммония, образующийся в результате белкового обмена. Аммоний в конечном итоге может быть переработан бактериями и восстановлен до газообразного азота, который выйдет из системы на границе раздела вода-воздух. Каждый раз, когда одно из детритивированных животных съедается другим животным в естественной или искусственной экосистеме, оно перерабатывается таким же образом. Если в системе достаточно различных животных с соответствующими предпочтениями в питании, практически все органические углеродные соединения и азотсодержащие соединения в пище, будь то свежая пища или детрит, могут быть выведены из системы.

Хотя большинство животных, питающихся детритом, являются мелкими существами, общее количество углерода и азота, выводимых из большого аквариума, может быть весьма значительным. Если кормить пол-унции корма в день, а это едва ли достаточное количество для аквариума умеренного размера (около 100 галлонов), то за год в аквариум попадает чуть больше 11 фунтов корма. Часть этого корма пойдет на создание большего количества плоти животных, но большая часть будет выведена из организма в виде углекислого газа или азота, получаемого в конечном итоге из мочи животных.

Детритивиры для рифового аквариума

Ответ на вопрос “Что такое детритивир?” одновременно прост и сложен. Проще говоря, это организм, который питается детритом. Вопрос становится более сложным, если попытаться определить, какие именно организмы это делают. Существует множество потенциальных животных, которых можно назвать детритоядными (Таблица 1).

Таблица 1. Некоторые свойства распространенных аквариумных детритоядных животных.� Каждая категория может содержать несколько видов.� Размеры и свойства относятся только к аквариумным животным, максимальные размеры в природе обычно намного больше.�

Source: reefkeeping.com