Akvaristika, Biológia, Akvaristická technika

Vzduchovanie a kyslík vo vode

skala
Hits: 36973

Kyslík je plyn, ktorý sa v našich mysliach spája so životom. Primárnym zdrojom kyslíka sú rastliny. Vo vode je ho oveľa menej ako vo vzduchu. Koncentrácia kyslíka vo vode je závislá od teploty . Čím je teplota v akváriu vyššia, tým je koncentrácia O2 nižšia. Pri teplote 10 °C pri bežnom tlaku je vo vode rozpustených asi 11.3 mg O2 v litri, pri teplote 25 °C – 8.3 mg/l a pri 30 °C – 7.6 mg/l. Do vody sa kyslík okrem pôsobenia vodných rastlín dostáva aj difúziou zo vzduchu, premiešavaním, čerením hladiny. Kyslík sa spotrebúva v akváriu hlavne rozkladnou činnosťou mikroorganizmov – v substráte dna. Ak je dno málo prevzdušnené, môže dôjsť k jeho deficitu a tým k jeho vyčerpaniu pre a . Kyslík napomáha rozkladu hmoty. Čistý, 100 % koncentrovaný kyslík je pre ľudský organizmus jedovatý, takže ak hovorím o kyslíku v súvislosti so vzduchovaním, ide samozrejme o vzduch. Vzduch obsahuje aj veľa dusíka a CO2. Rastlinám kyslík až tak veľmi „nevonia“, najmä nie cez deň a za dostatočného prísunu svetelnej energie. Aj ak spôsobuje vzduchovanie veľký , rastlinám to neprospieva. Naopak cez noc, kedy rastliny kyslík prijímajú by bol pre ne kyslík vítaný. Cez deň rastliny prijímajú oxid uhličitý – ide o proces fotosyntézy a z nej vyplývajúcich procesov ako napr. Krebsov cyklus, cyklus C, N, apod. Vzduchovanie homogenizuje vodu v akváriu, zabezpečuje vody, miešanie jednotlivých vrstiev, najmä vertikálnym smerom. Množstvo kyslíka, ktoré dokáže vzduchovanie odovzdať akváriu je pomerne nízke – difúzia plynov vo vode je rádovo štyri krát nižšia ako vo vzduchu. Darmo budeme vytvárať veľké bublinky, tie síce viac rozprúdia vodu, ale množstvo prijatého kyslíka vodou bude nižšie ako keby sme produkovali menšie bublinky. Množstvo takto prijatého kyslíka závisí na povrchu bubliniek, ktorý je vyšší pri menších bublinkách.

Vzduchovací kameň môže mať rôzny tvar. Môže to byť valec, gulička, môže byť podlhovastý, až 105 cm dlhý. Existujú tvaru obvodu kruhu. Podobne ako vzduchovací kameň je možné použiť lipové drievko, ktoré tvorí malé bublinky. Jeho nevýhoda je vtom, že sa póry v ňom rýchlo uzavrú. Používa sa skôr pri difúzii CO2 – pri hnojení rastlín. Navyše sa lipové drievko rozkladá a obrastá riasami. Určite neopomenuteľným spôsobom transportu kyslíka do vody je čerenie hladiny, ktoré spôsobuje buď vzduchovanie cez kameň, alebo filter. Väčšina návodov na používanie filtra odporúča umiestniť filter tak, aby vývod vody bol na hladinou alebo tesne pod ňou. Aj takto sa dostáva kyslík do vody. Na vzduchovanie sa v akvaristike používajú dmychadlá, z ktorých je vzduch poháňaný vzduch do hadičiek buď do vzduchovacích kameňov, alebo do filtrov. Ja používam niekoľko typov motorčekov o rôznej sile. Dmychadlo by malo byť umiestnené nad všetkými hladinami, do ktorých vháňa vzduch, aby sa predišlo pri výpadku prúdu samospádovému vniknutiu vody do kompresora. V prípade, že nie je možné kompresor takto umiestniť, hadičku na jej ceste od kompresora ku akváriám najprv vedieme meter nad úroveň najvyššej hladiny, alebo zabezpečíme iné technické riešenie, ktoré zabráni nasávaniu vody, napr. použijem spätný ventil. Ak sa niekedy stretnete s pojmom korytnačka, tak vedzte že možno pôjde o väčšie dmychadlo, ktoré je pre väčší priemer trubky, resp. hadice (napr. záhradnej). Často sa používa tam, kde je viacej nádrží. Druhá možnosť je vzduchovať cez filter. Niektoré filtre dokážu otvorom vo vrchnej časti filtra nasávať cez pripojenú hadičku vzduch. Ja to využívam, a považujem tento spôsob sa lepší, funkčnejší. Hadička sa dá priškrtiť podľa potreby, aby poskytovala vzduch ako vám vyhovuje. Takto prispôsobené vzduchovanie má lepší efekt, pretože bublinky sú vháňané do vody vodorovne a sú menšie ak to potrebujeme. Zrejme aj tým, že majú istú zotrvačnosť a malý objem, ich presun na hladinu a teda vyparenie trvá oveľa dlhšie než pri vzduchovaní kameňom. Difúzia plynov do vody je účinnejšia, pretože trvá dlhšie a prebieha na väčšom povrchu.

Oxygen is a gas that we associate with life in our minds. Plants are the primary source of oxygen. There is much less oxygen in water than in the air. The concentration of oxygen in water depends on the water temperature. The higher the temperature in the aquarium, the lower the concentration of O2. At a temperature of 10 °C at normal pressure, there are about 11.3 mg of O2 dissolved in a liter of water, at a temperature of 25 °C – 8.3 mg/l, and at 30 °C – 7.6 mg/l. Oxygen enters the water not only through the action of aquatic plants but also through diffusion from the air, mixing, and surface agitation. Oxygen is mainly consumed in the aquarium by the decomposition activity of microorganisms in the substrate. If the substrate is poorly aerated, this can lead to a deficiency and depletion of oxygen for fish and plants. Oxygen promotes the breakdown of matter. Pure, 100% concentrated oxygen is toxic to the human body, so when I talk about oxygen in the context of aeration, I’m referring, of course, to air. Air also contains a lot of nitrogen and CO2. Plants don’t „like“ oxygen all that much, especially not during the day and with sufficient supply of light energy. Even though aeration causes significant water movement, it is not beneficial for plants. On the contrary, oxygen would be welcome for them during the night when plants absorb oxygen. During the day, plants absorb carbon dioxide – this is the process of photosynthesis and the resulting processes such as the Krebs cycle, the C cycle, N cycle, etc. Aeration homogenizes the water in the aquarium, provides water movement, and mixes individual layers, especially vertically. The amount of oxygen that aeration can deliver to the aquarium is relatively low – the diffusion of gases in water is orders of magnitude lower than in air. It is pointless to create large bubbles; although they may agitate the water more, the amount of oxygen absorbed by the water will be lower than if we produced smaller bubbles. The amount of oxygen absorbed in this way depends on the surface area of the bubbles, which is higher with smaller bubbles.

An airstone can have various shapes. It can be cylindrical, spherical, or elongated, up to 105 cm long. There are stones shaped like the circumference of a circle. Similarly to an airstone, a wood diffuser can be used, which creates small bubbles. Its disadvantage is that the pores in it close quickly. It is used more for CO2 diffusion – for plant fertilization. Moreover, the wood diffuser decomposes and becomes covered with algae. Another essential way to transport oxygen into the water is surface agitation, which either aerates through the stone or filter. Most filter usage instructions recommend placing the filter so that the water outlet is at or just below the surface. This way, oxygen gets into the water. In aquaristics, air pumps are used for aeration, from which air is driven through tubes either to airstones or filters. I use several types of air pumps of varying power. The air pump should be positioned above all water levels into which it delivers air to prevent water from entering the compressor in the event of a power outage. If it is not possible to place the compressor in this way, the tube on its way from the compressor to the aquarium is first led one meter above the highest water level, or another technical solution is provided to prevent water from entering, for example, I use a check valve. If you ever come across the term „turtle,“ it might refer to a larger air pump designed for a larger pipe or hose (e.g., garden). It is often used where there are multiple tanks. Another option is to aerate through the filter. Some filters can draw air through a connected tube into the upper part of the filter. I use this method and consider it better and more functional. The tube can be adjusted as needed to provide air as you like. This adapted aeration has a better effect because the bubbles are introduced into the water horizontally and are smaller if needed. Probably also because they have a certain inertia and a small volume, their movement to the surface and therefore evaporation takes much longer than with stone aeration. Gas diffusion into the water is more effective because it takes longer and occurs over a larger surface area.

Sauerstoff ist ein Gas, das wir in unseren Köpfen mit Leben verbinden. Pflanzen sind die primäre Quelle für Sauerstoff. Im Wasser gibt es viel weniger Sauerstoff als in der Luft. Die Konzentration von Sauerstoff im Wasser hängt von der Wassertemperatur ab. Je höher die Temperatur im Aquarium ist, desto geringer ist die Konzentration von O2. Bei einer Temperatur von 10 °C bei normalem Druck gibt es etwa 11,3 mg O2 pro Liter Wasser, bei einer Temperatur von 25 °C – 8,3 mg/l und bei 30 °C – 7,6 mg/l. Sauerstoff gelangt nicht nur durch die Wirkung von Wasserpflanzen ins Wasser, sondern auch durch Diffusion aus der Luft, durch Vermischung und Oberflächenbewegung. Sauerstoff wird im Aquarium hauptsächlich durch die Zersetzungsaktivität von Mikroorganismen im Substrat verbraucht. Ist das Substrat schlecht belüftet, kann dies zu einem Mangel und einer Erschöpfung von Sauerstoff für Fische und Pflanzen führen. Sauerstoff fördert den Abbau von Materie. Reiner, 100% konzentrierter Sauerstoff ist für den menschlichen Körper giftig, daher meine ich, wenn ich über Sauerstoff im Zusammenhang mit Belüftung spreche, natürlich Luft. Luft enthält auch viel Stickstoff und CO2. Pflanzen „mögen“ Sauerstoff nicht so sehr, besonders nicht tagsüber und bei ausreichender Lichtenergie. Auch wenn die Belüftung zu einer erheblichen Wasserbewegung führt, ist dies nicht förderlich für Pflanzen. Im Gegenteil, Sauerstoff wäre für sie während der Nacht, in der Pflanzen Sauerstoff aufnehmen, willkommen. Tagsüber nehmen Pflanzen Kohlendioxid auf – dies ist der Prozess der Photosynthese und der daraus resultierenden Prozesse wie dem Citratzyklus, dem C-Zyklus, dem N-Zyklus usw. Belüftung homogenisiert das Wasser im Aquarium, sorgt für Wasserbewegung und mischt einzelne Schichten, insbesondere vertikal. Die Menge an Sauerstoff, die Belüftung dem Aquarium zuführen kann, ist relativ gering – die Diffusion von Gasen im Wasser ist um Größenordnungen geringer als in der Luft. Es ist sinnlos, große Blasen zu erzeugen; obwohl sie das Wasser mehr bewegen können, ist die Menge an Sauerstoff, die das Wasser aufnimmt, geringer als bei kleineren Blasen. Die Menge an auf diese Weise aufgenommenem Sauerstoff hängt von der Oberfläche der Blasen ab, die bei kleineren Blasen höher ist.

Ein Luftstein kann verschiedene Formen haben. Er kann zylindrisch, kugelförmig oder länglich bis zu 105 cm lang sein. Es gibt Steine in Form des Umfangs eines Kreises. Ähnlich wie ein Luftstein kann ein Holzdiffusor verwendet werden, der kleine Blasen erzeugt. Sein Nachteil ist, dass sich die Poren darin schnell schließen. Es wird eher für die CO2-Diffusion – zur Pflanzendüngung verwendet. Außerdem zersetzt sich der Holzdiffusor und wird von Algen überzogen. Eine weitere wichtige Möglichkeit, Sauerstoff ins Wasser zu transportieren, ist die Oberflächenbewegung, die entweder durch den Stein oder den Filter belüftet. Die meisten Anweisungen zur Filterverwendung empfehlen, den Filter so zu platzieren, dass der Wasserablauf auf oder knapp unter der Oberfläche liegt. So gelangt Sauerstoff ins Wasser. In der Aquaristik werden Luftkompressoren zur Belüftung verwendet, aus denen Luft durch Schläuche entweder zu Luftsteinen oder Filtern geleitet wird. Ich verwende mehrere Arten von Luftkompressoren unterschiedlicher Leistung. Der Luftkompressor sollte über allen Wasserständen platziert werden, in die er Luft abgibt, um zu verhindern, dass Wasser bei einem Stromausfall in den Kompressor gelangt. Ist es nicht möglich, den Kompressor auf diese Weise zu platzieren, wird das Rohr auf seinem Weg vom Kompressor zum Aquarium zunächst einen Meter über dem höchsten Wasserstand geführt, oder es wird eine andere technische Lösung bereitgestellt, um das Eindringen von Wasser zu verhindern, zum Beispiel verwende ich ein Rückschlagventil. Wenn Sie jemals auf den Begriff „Schildkröte“ stoßen, könnte dies sich auf eine größere Luftpumpe für ein größeres Rohr oder einen Schlauch (z.B. Garten) beziehen. Es wird oft dort verwendet, wo es mehrere Tanks gibt. Eine andere Möglichkeit ist die Belüftung durch den Filter. Einige Filter können Luft durch einen angeschlossenen Schlauch in den oberen Teil des Filters ziehen. Ich verwende diese Methode und halte sie für besser und funktionaler. Der Schlauch kann je nach Bedarf angepasst werden, um Luft zu liefern, wie es Ihnen gefällt. Diese angepasste Belüftung hat eine bessere Wirkung, weil die Blasen horizontal in das Wasser eingeführt werden und kleiner sind, wenn nötig. Wahrscheinlich auch, weil sie eine gewisse Trägheit und ein kleines Volumen haben, dauert ihre Bewegung zur Oberfläche und damit die Verdunstung viel länger als bei Steinbelüftung. Die Gasdiffusion ins Wasser ist effektiver, weil sie länger dauert und über eine größere Oberfläche stattfindet.

Akvaristika, Biológia

Chemické procesy v akváriu

skala
Hits: 21491

Chémie sa netreba báť, má svoje pevné zákonitosti, ale bez jej aspoň malých vedomostí sa dá len veľmi ťažko zaobísť pri úspešnom chove, alebo pestovaní rastlín. Biologické procesy úzko súvisia aj s fyzikálnymi zákonmi. V prírode sa len veľmi málo látok v kvapalnom alebo plynnom stave nachádza v stálom, neutrálnom stave. Drvivá väčšina látok je disociovaná na ióny. Schopnosť viazať sa na látky, prvky je špecifická, závisí od množstva chemických, ale aj fyzikálnych faktorov. Aj samotná voda sa vyznačuje ionizáciou – veď každý z nás vie, že je vodičom elektrického prúdu. O pH počul asi každý akvarista. Čo popisuje pH? Rozdielnu koncentráciu chemicky čistých zložiek – jednotlivých „zložiek“ tvoriacich vodu. poskytuje možnosti pre množstvo chemických reakcií. Pre tieto reakcie je možné opísať rovnovážne konštanty. Nie je to nič nenormálne, nič ťažko pochopiteľné. Keď použijem analógiu, je to presne ako medzi ľuďmi, aj tam existuje medzi nami určitá rovnováha, určité napätie (tlak), ktoré sa raz prikloní na jednu stranu, inokedy na opačnú. A k podmienkam, ktoré určujú tento stav rovnako patrí aj taká maličkosť, ako „odkiaľ fúka vietor„. Spomeňme si na osmózu, ale aj na to, čo sa stane, keď uvoľníme ventil na pneumatike – časom sa vyrovná tlak. Chemická väzba je krehká vec, podobne ako vzťahy medzi ľuďmi. Aj medzi nami existujú katalyzátory, enzýmy podobne ako sa popisujú v chémii a biológii, ktoré dovoľujú uskutočniť nejaký proces, nejakú reakciu. Samozrejme aj spomaľovače – inhibítory.

Príroda má jednotný základ, Aristoteles ju chápe ako vznik, podstatu a vývoj vecí, a ja to vidím rovnako. Ak sa k tomu postavíme spoločne, máme väčšiu šancu porozumieť aj akvaristike. Pochopenie súvislostí rôznych vedných odborov popisuje termín konziliencia. Základným stavebným prvkov živých sústav je uhlík. Uhlík patrí spolu s vodíkom, kyslíkom, dusíkom, fosforom, sírou ku biogénnym prvkom. Chémia uhlíka tvorí samostatne stojacu disciplínu – organickú chémiu (nezaoberá sa len oxidmi uhlíka). Uhlík tvorí najväčšiu časť sušiny rýb, rastlín, aj mikroorganizmov. Asi každý z vás sa v živote stretol s pojmom fotosyntéza. Aj táto reakcia, ktorá aj nám, ľuďom dovoľuje existovať, sa točí okolo uhlíka. V akváriu sa uhlík vyskytuje najmä vo forme oxidu uhličitého, uhličitanov, hydrogenuhličitanov a kyseliny uhličitej. V akom pomere závisí najmä od pH. Uhlík sa nachádza aj vo forme bielkovín v potrave, v dreve kde postupným rozkladom dochádza ku štiepeniu bielkovín na aminokyseliny a následne ku nitrifikácii a denitrifikácii, čo posúva pH smerom dole – prostredie sa okysľuje. V denitrifikácii a nitrifikácii hrá najdôležitejšiu úlohu dusík. V akváriu dochádza najprv ku nitrifikácii. Najprv oxiduje amoniak na dusitany a dusičnany pôsobením nitrifikačných baktérií Nitrosomonas. Ako nám už nahovára predchádzajúca veta, tento proces je aeróbny (za prístupu vzduchu). V anaeróbnych podmienkach dochádza k opačnému procesu (redukčnému) – ku denitrifikácii. Dochádza ku redukcii zlúčenín dusíka na oxidy dusíka – N2O, NO, prípadne na až N2 pri pH vyššom ako 6 pôsobením baktérií Nitrobacter. Keďže ide o plyny, denitrifikácia dokáže odstrániť z vody () zlúčeniny dusíka. Tieto procesy sú pre akvaristiku veľmi dôležité a v zásade pozitívne naklonené. Toxicita produktov látok cyklu dusíka klesá v tomto rade: NH3 – NO2 – NO3. Vyšší obsah dusičnanov neznášajú niektoré citlivejšie druhy – napr. americké Apistogrammy. Toxicita amoniaku je vyššia pri vyššom pH. Viac amoniaku sa nachádza vo vode s vyšším pH a vyššou teplotou.

Dusík pochádza zo štiepenia bielkovín, ktoré dodávame potravou. Najprv sa tvoria aminokyseliny, neskôr amoniak. Dusičnany je možné účinne eliminovať rastlinami, prípadne reverznou osmózou v zdrojovej vode , alebo selektívnymi iontomeničmi. Fosforečnany ( PO4) a ťažké kovy ako napr. olovo, zinok sú takisto toxické. Niektoré kovy sú v stopovom množstve žiaduce, ale vo vyššej koncentrácií pôsobia ako jedy. V prípade, že pri rozklade hmoty je kyslíkový deficit, produkty hnitia sú metán ( CH4), amoniak, sulfán ( H2S), kyselina mliečna. Druhy neznášajúce príliš mäkkú vodu často trpia na vodnateľnosť. To je spôsobené osmotickým tlakom – z ich tela sa vyplavujú a viac čistej vody preniká do ich tela ako je únosné. Oxid uhličitý je nevyhnutná anorganická látka, ktorá však pri vysokej koncentrácii pôsobí ako narkotikum a dusí. Niekedy sa tieto účinky dajú využiť. Ak chceme napr. ryby humánne usmrtiť, stačí na to minerálka – tá by mala obsahovať viac ako 5% rozpusteného CO2. Medzi uhličitanovou tvrdosťou, pH a oxidom uhličitým je závislosť. Obsah CO2 je nepriamo úmerný ku pH a teplote a priamo úmerný ku uhličitanovej tvrdosti.

Chemistry shouldn’t be feared; it has its solid laws, but without at least some knowledge of it, it’s very difficult to succeed in fishkeeping or plant cultivation. Biological processes are closely related to physical laws as well. In nature, very few substances are found in a liquid or gaseous state in a stable, neutral state. The vast majority of substances are dissociated into ions. The ability to bind to substances, elements, is specific and depends on many chemical and physical factors. Water itself is characterized by ionization – as we all know, it conducts electric current. Almost every aquarist has heard of pH. What does pH describe? The differential concentration of chemically pure components in water – the individual „components“ that make up water. Water provides opportunities for many chemical reactions. Equilibrium constants can describe these reactions. It’s nothing abnormal, nothing difficult to understand. Using an analogy, it’s exactly like among people; there’s a certain balance among us, a certain tension (pressure) that sometimes tilts to one side, sometimes to the other. And the conditions that determine this state include even such a triviality as „where the wind blows from“. Let’s remember osmosis, but also what happens when we release air from a tire valve – pressure is equalized over time. Chemical bonding is a fragile thing, just like relationships between people. Among us, there are catalysts, enzymes, as described in chemistry and biology, which allow for some process, some reaction to take place. Of course, there are also retardants – inhibitors.

Nature has a unified foundation; Aristotle understands it as the origin, essence, and development of things, and I see it the same way. If we approach it together, we have a greater chance of understanding aquatics as well. Understanding the connections between different scientific disciplines is described by the term concilience. The basic building block of living systems is carbon. Carbon, along with hydrogen, oxygen, nitrogen, phosphorus, and sulfur, belongs to the biogenic elements. Carbon chemistry forms a separate discipline – organic chemistry (it’s not just about carbon oxides). Carbon constitutes the largest part of the dry matter of fish, plants, and microorganisms. Almost everyone has encountered the concept of photosynthesis in life. Even this reaction, which allows us humans to exist, revolves around carbon. In the aquarium, carbon occurs mainly in the form of carbon dioxide, carbonates, bicarbonates, and carbonic acid. The ratio depends mainly on pH. Carbon is also found in the form of proteins in food, in wood where gradual decomposition leads to the cleavage of proteins into amino acids and subsequently to nitrification and denitrification, which lowers the pH – the environment becomes more acidic. Nitrogen plays the most important role in denitrification and nitrification. Nitrification occurs first in the aquarium. Ammonia is first oxidized to nitrites and nitrates by the action of nitrifying bacteria Nitrosomonas. As the previous sentence suggests, this process is aerobic (with access to air). Under anaerobic conditions, the opposite (reductive) process occurs – denitrification. Compounds of nitrogen are reduced to nitrogen oxides – N2O, NO, or even to N2 at pH higher than 6 by the action of Nitrobacter bacteria. Since these are gases, denitrification can remove nitrogen compounds from the water (aquarium). These processes are very important for aquaristics and are fundamentally positive. The toxicity of nitrogen cycle products decreases in this order: NH3 – NO2 – NO3. Some more sensitive species do not tolerate higher levels of nitrates – for example, American Apistogrammas. The toxicity of ammonia is higher at higher pH. More ammonia is found in water with higher pH and temperature.

Nitrogen comes from the breakdown of proteins provided by food. First, amino acids are formed, later ammonia. Nitrates can be effectively eliminated by plants, reverse osmosis in source water, or selective ion exchangers. Phosphates (PO4) and heavy metals such as lead, zinc are also toxic. Some metals are desirable in trace amounts but act as poisons in higher concentrations. If there is an oxygen deficit during the decomposition of matter, the products of rotting are methane (CH4), ammonia, hydrogen sulfide (H2S), lactic acid. Species not tolerating very soft water often suffer from flabbiness. This is due to osmotic pressure – salts are flushed out of their bodies, and more pure water penetrates their bodies than is tolerable. Carbon dioxide is a necessary inorganic substance, but at high concentrations, it acts as a narcotic and suffocates fish. Sometimes these effects can be utilized. If, for example, we want to humanely euthanize fish, mineral water is sufficient – it should contain more than 5% dissolved CO2. There is a dependence between carbonate hardness, pH, and carbon dioxide. The content of CO2 is inversely proportional to pH and temperature and directly proportional to carbonate hardness.

Chemie sollte nicht gefürchtet werden; sie hat ihre festen Gesetze, aber ohne zumindest etwas Wissen darüber ist es sehr schwer, beim erfolgreichen Fischhalten oder der Pflanzenzucht auszukommen. Biologische Prozesse sind auch eng mit physikalischen Gesetzen verbunden. In der Natur sind nur sehr wenige Substanzen in einem flüssigen oder gasförmigen Zustand in einem stabilen, neutralen Zustand zu finden. Der überwiegende Teil der Substanzen ist in Ionen dissoziiert. Die Fähigkeit, sich an Substanzen und Elemente zu binden, ist spezifisch und hängt von vielen chemischen und physikalischen Faktoren ab. Wasser selbst zeichnet sich durch Ionisierung aus – wie wir alle wissen, leitet es elektrischen Strom. Fast jeder Aquarianer hat von pH gehört. Was beschreibt der pH-Wert? Die differentielle Konzentration chemisch reiner Komponenten im Wasser – die einzelnen „Komponenten“, die das Wasser bilden. Wasser bietet Möglichkeiten für viele chemische Reaktionen. Gleichgewichtskonstanten können diese Reaktionen beschreiben. Es ist nichts Abnormales, nichts Schwieriges zu verstehen. Mit einer Analogie ist es genau wie unter Menschen; es gibt ein bestimmtes Gleichgewicht zwischen uns, eine bestimmte Spannung (Druck), die manchmal auf die eine, manchmal auf die andere Seite kippt. Und die Bedingungen, die diesen Zustand bestimmen, umfassen selbst Kleinigkeiten wie „woher der Wind weht“. Denken wir an die Osmose, aber auch daran, was passiert, wenn wir Luft aus einem Reifenventil ablassen – der Druck wird im Laufe der Zeit ausgeglichen. Die chemische Bindung ist eine fragile Sache, genau wie Beziehungen zwischen Menschen. Unter uns gibt es Katalysatoren, Enzyme, wie sie in der Chemie und Biologie beschrieben werden, die es ermöglichen, einen bestimmten Prozess, eine bestimmte Reaktion durchzuführen. Natürlich gibt es auch Verzögerer – Inhibitoren.

Die Natur hat eine einheitliche Grundlage; Aristoteles versteht sie als den Ursprung, die Essenz und die Entwicklung der Dinge, und ich sehe das genauso. Wenn wir uns gemeinsam damit auseinandersetzen, haben wir eine größere Chance, auch die Aquaristik zu verstehen. Das Verständnis der Zusammenhänge zwischen verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen wird durch den Begriff Konzilienz beschrieben. Der grundlegende Baustein lebender Systeme ist Kohlenstoff. Kohlenstoff gehört zusammen mit Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel zu den biogenen Elementen. Die Kohlenstoffchemie bildet eine eigenständige Disziplin – die organische Chemie (es geht nicht nur um Kohlenstoffoxide). Kohlenstoff macht den größten Teil der Trockenmasse von Fischen, Pflanzen und Mikroorganismen aus. Fast jeder ist im Leben auf den Begriff Photosynthese gestoßen. Auch diese Reaktion, die es uns Menschen ermöglicht zu existieren, dreht sich um Kohlenstoff. Im Aquarium kommt Kohlenstoff hauptsächlich in Form von Kohlendioxid, Carbonaten, Bicarbonaten und Kohlensäure vor. Das Verhältnis hängt hauptsächlich vom pH-Wert ab. Kohlenstoff kommt auch in Form von Proteinen in der Nahrung, im Holz vor, wo der allmähliche Zerfall zur Spaltung von Proteinen in Aminosäuren und anschließend zur Nitrifikation und Denitrifikation führt, was den pH-Wert senkt – die Umgebung wird saurer. Stickstoff spielt bei der Denitrifikation und Nitrifikation die wichtigste Rolle. Zuerst erfolgt in den Aquarien die Nitrifikation. Ammoniak wird zunächst durch die Wirkung von Nitrifizierungsbakterien Nitrosomonas zu Nitriten und Nitraten oxidiert. Wie der vorherige Satz nahelegt, ist dieser Prozess aerob (mit Zugang zu Luft). Unter anaeroben Bedingungen tritt der umgekehrte (reduktive) Prozess auf – die Denitrifikation. Stickstoffverbindungen werden zu Stickoxiden – N2O, NO oder sogar zu N2 bei einem pH-Wert über 6 durch die Wirkung von Nitrobacter-Bakterien reduziert. Da es sich um Gase handelt, kann die Denitrifikation Stickstoffverbindungen aus dem Wasser (Aquarium) entfernen. Diese Prozesse sind für die Aquaristik sehr wichtig und im Grunde genommen positiv. Die Toxizität der Produkte des Stickstoffkreislaufs nimmt in dieser Reihenfolge ab: NH3 – NO2 – NO3. Einige empfindlichere Arten vertragen keine höheren Nitratwerte – zum Beispiel amerikanische Apistogrammas. Die Toxizität von Ammoniak ist bei höherem pH-Wert höher. Mehr Ammoniak wird in Wasser mit höherem pH-Wert und Temperatur gefunden.

Stickstoff stammt aus dem Abbau von Proteinen, die mit der Nahrung geliefert werden. Zuerst werden Aminosäuren gebildet, später Ammoniak. Nitrate können effektiv von Pflanzen, durch Umkehrosmose im Ausgangswasser oder durch selektive Ionenaustauscher eliminiert werden. Phosphate (PO4) und Schwermetalle wie Blei, Zink sind ebenfalls giftig. Einige Metalle sind in Spurenmenge erwünscht, wirken aber in höheren Konzentrationen als Gifte. Wenn es bei der Zersetzung von Materie an Sauerstoff mangelt, sind die Produkte der Fäulnis Methan (CH4), Ammoniak, Wasserstoffsulfid (H2S), Milchsäure. Arten, die kein sehr weiches Wasser vertragen, leiden oft unter Schlaffheit. Dies ist auf den osmotischen Druck zurückzuführen – Salze werden aus ihren Körpern ausgespült, und mehr reines Wasser dringt in ihre Körper ein, als tolerierbar ist. Kohlendioxid ist eine notwendige anorganische Substanz, wirkt aber in hohen Konzentrationen als Narkotikum und erstickt Fische. Manchmal können diese Effekte genutzt werden. Wenn wir zum Beispiel Fische auf humane Weise töten wollen, reicht Mineralwasser aus – es sollte mehr als 5% gelöstes CO2 enthalten. Es gibt eine Abhängigkeit zwischen Karbonathärte, pH-Wert und Kohlendioxid. Der Gehalt an CO2 ist indirekt proportional zum pH-Wert und zur Temperatur und direkt proportional zur Karbonathärte.

 

Akvaristika, Biológia

Kyslík v živote rýb – pozitíva i negatíva

skala
Hits: 14046

Autor príspevku: Róbert Toman

Pozitívne pôsobenie kyslíka na živé organizmy je všeobecne známe. potrebujú k svojmu životu kyslík rovnako ako suchozemské , hoci spôsob ich dýchania je úplne odlišný. Keďže nemajú pľúca, kyslík musí prenikať z do krvi priamo cez tkanivá, ktoré sú v priamom kontakte s vodou, teda cez žiabre. Kyslík, ktorý má difundovať do krvi cez žiabre musí byť samozrejme rozpustený, pretože ryby nemajú schopnosť prijímať kyslík vo forme bubliniek. Odchyt rýb, transport a ich v zajatí má vážne metabolické nároky v mozgu, svaloch, srdci, žiabrach a ďalších tkanivách. Všeobecne ich nazývame stres, ale fyziologická situácia je omnoho komplikovanejšia. Stres spojený s odchytom a vypustením rýb do iného prostredia môže prispieť k úmrtnosti rýb. Pochopenie energetického metabolizmu rýb a faktorov, ktoré ho ovplyvňujú sú dôležité pre správne zaobchádzanie s rybami ich ošetrenie po odchyte. Pred zhodnotením rizík, ktoré súvisia s kyslíkom vo vode a pre ich pochopenie si priblížme aspoň v krátkosti fyziologické pochody spojené s funkciou kyslíka v organizme rýb.

Energetický metabolizmus a potreba kyslíka

Energia, ktorá sa používa na zabezpečenie všetkých bunkových funkcií sa získava z adenozíntrifosfátu (ATP). Je potrebný na kontrakcie svalov, vedenie nervových impulzov v mozgu, činnosť srdca, na príjem kyslíka žiabrami atď. Ak bunka potrebuje energiu, rozpojením väzieb v ATP sa uvoľní energia. Vedľajším produktom tejto reakcie je adenozíndifosfát (ADP) a anorganický fosfát. V bunke ADP a fosfát môžu znova reagovať cez komplikované metabolické deje a tvorí sa ATP. Väčšina sladkovodných rýb potrebuje veľké množstvo kyslíka v prostredí. Tento kyslík je potrebný hlavne ako „palivo“ pre biochemické mechanizmy spojené s procesmi cyklu energie. Energetický metabolizmus, ktorý je spojený s kyslíkom je vysoko účinný a zabezpečuje trvalé dodávanie energie, ktorú potrebuje ryba na základné fyziologické funkcie. Tento metabolizmus sa označuje aeróbny metabolizmus.

Nie všetka produkcia energie vyžaduje kyslík. Bunky majú vyvinutý mechanizmus udržiavať dodávku energie počas krátkeho obdobia, keď je hladina kyslíka nízka (hypoxia). Anaeróbny alebo hypoxický energetický metabolizmus je málo účinný a nie je schopný produkovať dostatok energie pre tkanivá počas dlhého obdobia. Ryby potrebujú konštantný prísun energie. K tomu potrebujú stále a dostatočné množstvo kyslíka. Nedostatok kyslíka rýchlo zbavuje ryby energie, ktorú potrebujú k životu. Ryby sú schopné plávať nepretržite na dlhé vzdialenosti bez únavy v značnej rýchlosti. Tento typ plávania ryby využívajú pri normálnom plávaní a na dlhé vzdialenosti. Svaly, ktoré sa na tomto pohybe podieľajú, využívajú veľké množstvo kyslíka na syntézu energie. Ak majú ryby dostatok kyslíka, nikdy sa neunavia pri dlhodobom plávaní. Rýchle, prudké a vysoko intenzívne plávanie trvá normálne iba niekoľko sekúnd, prípadne minút a končí fyzickým stavom vyčerpania. Tento typ plávania využívajú ryby pri love, migrácii proti prúdu alebo pri úteku. Tento typ pohybu úplne vyčerpá energetické zásoby. Obnova môže trvať hodiny, niekedy aj dni, čo závisí na prístupnosti kyslíka, trvaní rýchleho plávania a stupni vyčerpania energetických zásob. Ak sa napríklad ryba, ktorá bola pri odchyte úplne zbavená energie, umiestni do inej , potrebuje množstvo kyslíka a pokojné miesto, kde by obnovila zásoby energie. Ak sa však umiestni do nádoby, kde je málo kyslíka, nedokáže obnoviť energiu a skôr či neskôr hynie. Nie nedostatok kyslíka zabíja rybu, ale nedostatok energie a neschopnosť obnoviť energetické zásoby. Je jasné, že to sú podmienky, ktoré extrémne stresujú ryby.

Faktory ovplyvňujúce obnovu energie

Spolu so stratou energetických zásob počas rýchleho plávania narastá v tkanivách a krvi hladina laktátu. Keďže sa jedná o kyselinu, produkuje ióny vodíka, ktoré znižujú pH tkanív a dodávanie energie do bunky. Tiež zvyšuje vyplavovanie dôležitých metabolitov z bunky, ktoré sú potrebné pri obnove energie. Vylučovanie laktátu a obnova normálnej funkcie buniek môže trvať od 4 do 12 hodín. Pri tomto procese hrá dôležitú úlohu veľkosť tela, vody, tvrdosť a pH vody a dostupnosť kyslíka.

  • Veľkosť tela – existuje pozitívna korelácia medzi anaeróbnym energetickým metabolizmom a potrebou energie. Väčšie ryby teda potrebujú viac energie na rýchle plávanie. To spôsobuje vyšší výdaj energie a dlhší obnovy
  • Teplota vody – vylučovanie laktátu a iných metabolitov výrazne ovplyvňuje teplota vody. Väčšie zmeny teploty výrazne ovplyvňujú schopnosť rýb obnoviť energetické zásoby. Je preto potrebné sa vyvarovať veľkým zmenám teploty, ktoré znižujú schopnosť obnovy energie.
  • Tvrdosť vody – zníženie tvrdosti vody má dôležitý účinok na metabolizmus a acidobázickú rovnováhu krvi. Väčšina prác sa zaoberala vplyvom na morské druhy a nie je úplne jasné, či sú tieto výsledky prenosné aj na sladkovodné ryby. Keď sú sladkovodné ryby stresované, preniká cez bunkové membrány, hlavne žiabier a krv je redšia. Toto zriedenie krvi zvyšuje nároky na udržiavanie rovnováhy solí v organizme, čiže udržiavanie osmotickej rovnováhy. Viac sa dočítate nižšie.
  • pH vody – v kyslejšom prostredí sú ryby schopné obnoviť energiu rýchlejšie. Vyššie pH tento proces výrazne spomaľuje, čo je rizikové pre druhy vyžadujúce vyššie pH, ako napr. jazier a .

Regulácia osmotického tlaku – udržiavanie rovnováhy solí stresovaných rýb

Regulácia hladiny solí je základom života. Štruktúra a funkcia bunky úzko súvisí s vodou a látok v nej rozpustených. Ryba používa značnú energiu na kontrolu zloženia vnútrobunkových a mimobunkových tekutín. U rýb táto osmoregulácia spotrebuje asi 25 – 50% celkového metabolického výdaja, čo je pravdepodobne najviac spomedzi živočíchov. Mechanizmus, ktorý ryby využívajú na udržiavanie rovnováhy solí je veľmi komplikovaný a extrémne závislý na energii. Pretože účinnosť anaeróbneho energetického metabolizmu je iba na úrovni 1/10 energetického metabolizmu v prostredí bohatom na kyslík, energetická potreba pre osmoreguláciu tkanív nie je možná iba anaeróbnym energetickým metabolizmom. Rýchly pokles hladiny ATP v bunke spôsobuje spomalenie až zastavenie funkcie bunkových iónových púmp, ktoré regulujú solí cez bunkovú membránu. Prerušenie činnosti iónovej pumpy spôsobuje stratu rovnováhy iónov v bunke a dochádza k riziku smrti bunky a ryby.

Sladkovodné aj morské ryby trvalo čelia nutnosti iónovej a osmotickej regulácie. Sladkovodné ryby, ktorých koncentrácia iónov v tkanivách je omnoho vyššia ako vo vode, musia regulovať príjem a stratu vody cez priepustné epiteliálne tkanivá a močom. Tieto ryby produkujú veľké množstvo moču, ktorého denné množstvo tvorí 20% hmotnosti tela. Obličky rýb sú vysoko účinné v odstraňovaní vody z tela a sú takisto účinné aj v zadržiavaní solí v tele. Zatiaľ čo veľmi malé množstvo preniká do moču, väčšina osmoregulačných dejov sa zabezpečuje žiabrami. Sodík je hlavný ión tkanív. Transport sodíka cez bunkovú membránu je vysoko závislý na energii a umožňuje ho enzým Na/K-ATP-áza. Tento enzým sa nachádza v bunkovej membráne a využíva energiu, ktorú dodáva ATP na prenos sodíka jedným smerom cez bunkovú membránu. Draslík sa pohybuje opačným smerom. Tento proces umožňuje svalovú kontrakciu, poskytuje elektrochemický gradient potrebný na činnosť srdca a umožňuje prenos všetkých signálov v mozgu a nervoch. Väčšina osmoregulácie u rýb sa deje v žiabrach a funguje nasledovne: Čpavok sa tvorí ako odpadový produkt metabolizmu rýb. Keď sú ryby v pohybe, tvoria väčšie množstvo čpavku a ten sa musí vylúčiť z krvi. Na rozdiel od vyšších živočíchov, ryby nevylučujú čpavok močom. Čpavok a väčšina dusíkatých odpadových látok prestupuje cez membránu žiabier (asi 80 – 90%). Čpavok sa vymieňa pri prechode cez membránu žiabier za sodík. Takto sa znižuje množstvo čpavku v krvi a zvyšuje sa jeho koncentrácia v bunkách žiabier. Naopak, sodík prechádza z buniek žiabier do krvi. Aby sa nahradil sodík v bunkách žiabier a obnovila sa rovnováha solí, bunky žiabier vylúčia čpavok do vody a vymenia ho za sodík z vody. Podobným spôsobom sa vymieňajú chloridové ióny za bikarbonát. Pri dýchaní je vedľajší produkt CO2 a voda. Bikarbonát sa tvorí, keď CO2 z bunkového dýchania reaguje s vodou v bunke. Ryby nemôžu, na rozdiel od suchozemských živočíchov, vydýchnuť CO2 a miesto toho sa zlučuje s vodou a tvorí sa bikarbonátový ión. Chloridové ióny sa dostávajú do bunky a bikarbonát von z bunky do vody. Týmto spôsobom sa zamieňa vodík za sodík, čím sa napomáha kontrole pH krvi.

Tieto dva mechanizmy výmeny iónov sa nazývajú absorpcia a sekrécia a vyskytujú sa v dvoch typoch buniek žiabier, respiračných a chloridových. Chloridové bunky vylučujú soli, sú väčšie a vyvinutejšie u morských druhov rýb. Respiračné bunky, ktoré sú potrebné pre výmenu plynov, odstraňovanie dusíkatých odpadových produktov a udržiavanie acidobázickej rovnováhy, sú vyvinutejšie u sladkovodných rýb. Sú zásobované arteriálnou krvou a zabezpečujú výmenu sodíka a chloridov za čpavok a bikarbonát. Tieto procesy sú opäť vysoko závislé na prístupnosti energie. Ak nie je dostatok energie na fungovanie iónovej pumpy, nemôže dochádzať k ich výmene a voda „zaplaví“ bunky difúziou a to spôsobí smrť rýb.

Dôsledky nedostatku kyslíka v procese osmoregulácie

Len niekoľko minút nedostatku kyslíka, membrána buniek mozgu stráca schopnosť kontrolovať rovnováhu iónov a uvoľňujú sa neurotransmitery, ktoré urýchľujú vstup vápnika do bunky. Zvýšená hladina vápnika v bunkách spúšťa množstvo degeneratívnych procesov, ktoré vedú k poškodeniu nervovej sústavy a k smrti. Tieto procesy zahŕňajú poškodenie DNA, dôležitých bunkových proteínov a bunkovej membrány. Tvoria sa voľné radikály a oxid dusitý, ktoré poškodzujú bunkové organely. Podobné procesy sa dejú aj v iných orgánoch (pečeň, svaly, srdce a krvné bunky). Ak sa dostane do bunky vápnik, je potrebné veľké množstvo energie na jeho odstránenie kalciovými pumpami, ktoré vyžadujú ATP. Ďalší dôsledok hypoxie je uvoľňovanie hormónov z hypofýzy, z ktorých u rýb prevažuje prolaktín. Uvoľnenie tohto hormónu ovplyvňuje priepustnosť bunkovej membrány v žiabrach, koži, obličkách, čreve a ovplyvňuje mechanizmus transportu iónov. Jeho uvoľnenie napomáha regulácii rovnováhy vody a iónov znižovaním príjmu vody a zadržiavaním dôležitých iónov, hlavne Na+ a Cl-. Tým pomáha udržiavať rovnováhu solí v krvi a v tkanivách a bráni nabobtnaniu rýb vodou.

Najväčšia hrozba pre sladkovodné ryby je strata iónov difúziou do vody, skôr než vylučovanie nadbytku vody. Hoci regulácia rovnováhy vody môže mať význam, je sekundárna vo vzťahu k zadržiavaniu iónov. Prolaktín znižuje osmotickú priepustnosť žiabier zadržiavaním iónov a vylučovaním vody. Zvyšuje tiež vylučovanie hlienu žiabrami, čím napomáha udržiavať rovnováhu iónov a vody tým, že zabraňuje prechodu molekúl cez membránu. U rýb, ktoré boli stresované chytaním, prudkým plávaním, sa z tkanív odčerpáva energia a trvá niekoľko hodín až dní, kým sa jej zásoby obnovia. Anaeróbny energetický metabolizmus nie je schopný to zabezpečiť v plnej miere a je potrebné veľké množstvo kyslíka. Ak je ho nedostatok, vedie to k úhynu rýb. Nemusia však uhynúť hneď. Rovnováha solí sa nemôže zabezpečiť bez dostatku kyslíka.

Potreba kyslíka

Kyslík je hlavným faktorom, ktorý ovplyvňuje prežitie rýb v strese. Nie teplota vody ani hladina soli. Predsa však je teplota hlavný ukazovateľ toho, koľko kyslíka vo vode je pre ryby dostupného a ako rýchlo ho budú môcť využiť. Maximálne množstvo rozpusteného kyslíka vo vode sa označuje hladina saturácie. Táto klesá so stúpaním teploty. Napr. pri teplote 20 °C je voda nasýtená kyslíkom pri jeho koncentrácii 8,9 mg/l, pri 26 °C je to pri koncentrácii 8 mg/l a pri 32 °C len 7,3 mg/l. Pri vyšších teplotách sa zvyšuje metabolizmus rýb a rýchlejšie využívajú aj kyslík. Koncentrácia kyslíka pod 5 mg/l pri 26 °C môže byť rýchlo smrteľná.

Vzduch a kyslík vo vode – môže aj škodiť. Pri chove cichlíd sa často chovateľ snaží zabezpečiť maximálne prevzdušnenie vody veľmi silným vzduchovaním. Niektorí využívajú možnosti prisávania vzduchu pred vyústením vývodu interného alebo externého filtra, iní používajú samostatné vzduchové kompresory, ktorými vháňajú vzduch do vody cez vzduchovacie s veľmi jemnými pórmi. Oba spôsoby vzduchovania sú schopné vytvoriť obrovské množstvo mikroskopických bubliniek. Veľkosť bublín kyslíka alebo vzduchu môže významne zmeniť chémiu vody, stupeň prenosu plynov a koncentráciu rozpustených plynov. Riziko poškodenia zdravia a úhynu rýb vzniká najmä pri transporte v uzavretých nádobách, do ktorých sa vháňa vzduch alebo kyslík pod tlakom. Určité riziko však vzniká aj pri nadmernom jemnom vzduchovaní v akváriách. Mikroskopické bublinky plynu sa môžu prilepiť na žiabre, skrely, kožu a oči a spôsobovať traumu a plynovú embóliu. Poškodenie žiabier a plynová embólia negatívne ovplyvňujú zdravie rýb a prežívateľnosť, obmedzujú výmenu plynov pri dýchaní a vedú k hypoxii, zadržiavaniu CO2 a respiračnej acidóze. Čistý kyslík je účinné oxidovadlo. Mikroskopické bublinky obsahujúce čistý kyslík sa môžu prichytiť na lístky žiabier, vysušujú ich, dráždia, oxidujú a spôsobujú chemické popálenie jemného epiteliálneho tkaniva. Ak voda vyzerá mliečne zakalená s množstvom miniatúrnych bublín, ktoré sa prilepujú na skrely a žiabre alebo na vnútorné steny nádoby, je potrebné tieto podmienky považovať za potenciálne toxické a všeobecne nezdravé pre ryby. Ak je pôsobenie plynu v tomto stave dlhšie trvajúce a parciálny tlak kyslíka sa pohybuje okolo 1 atmosféry (namiesto 0,2 atm., ako je vo vzduchu), šanca prežitia pre ryby klesá. Stlačený vzduch je vhodný, ak sa dopĺňa kontinuálne v rozmedzí bezpečnej koncentrácie kyslíka, ale pôsobením stlačeného vzduchu alebo dodávaného pod vysokým parciálnym tlakom vo vode, môžu ryby prestať dýchať, čím sa zvyšuje koncentrácia CO2 v ich organizme. To môže viesť k zmenám acidobázickej rovnováhy (respiračnej acidózy) v organizme rýb a zvyšovať úhyn. Čistý stlačený kyslík obsahuje 5-násobne vyšší obsah kyslíka ako vzduch. Preto je potreba jeho dodávania asi 1/5 pri čistom kyslíku oproti zásobovaniu vzduchom. Veľmi malé bubliny kyslíka sa rozpúšťajú rýchlejšie než väčšie, pretože majú väčší povrch vzhľadom k objemu, ale každá plynová bublina potrebuje na rozpustenie vo vode dostatočný priestor. Ak tento priestor chýba alebo je nedostatočný, mikrobubliny môžu zostať v suspenzii vo vode, prichytávajú sa k povrchom predmetov vo vode alebo pomaly stúpajú k hladine.

Mikroskopické bublinky plynu sa rozpúšťajú vo vode rýchlejšie a dodávajú viac plynu do roztoku než väčšie bubliny. Tieto podmienky môžu presycovať vodu kyslíkom, ak množstvo bubliniek plynu tvorí „hmlu“ vo vode a zostávajú rozptýlené (v suspenzii) a kyslík s vysokým tlakom môže byť toxický kvôli tvorbe voľných radikálov. Mikroskopické vzduchové bublinky môžu tiež spôsobiť plynovú embóliu. Arteriálna plynová embólia a emfyzém tkanív môžu byť reálne a tvoria nebezpečenstvo najmä pri transporte živých rýb. Je preto potrebné sa vyhnúť suspenzii plynových bublín v transportnej vode. Problém arteriálnej plynovej embólie počas transportu vzniká aj preto, že ryby nemajú možnosť sa potopiť do väčšej hĺbky (ako to robia ryby vypustené do jazera), kde je vyšší tlak vody, ktorý by rozpustil jemné bublinky v obehovom systéme. Dva kľúčové body zlepšujú pohodu veľkého počtu odchytených a stresovaných rýb pri transporte:

  • Zvýšiť parciálny tlak O2 nad nasýtenie stlačeným kyslíkom a dodanie dosť veľkých bublín, aby unikli povrchom vody. Vzduch tvorí najmä dusík a mikroskopické bublinky dusíka tiež môžu prilipnúť na žiabre. Bublinky akéhokoľvek plynu prichytené na žiabre môžu ovplyvniť dýchanie a narušiť zdravie rýb. Ak sa transportujú ryby vo vode presýtenej bublinkami, vzniká pravdepodobnosť vzniku hypoxie, hyperkarbie, respiračnej acidózy, ochorenia a smrti.
  • Zvýšiť slanosť vody na 3-5 mg/l. Soľ (stačí aj neiodidovaná NaCl) je vhodná pri transporte rýb. V strese ryby strácajú ióny a toto môže byť pre ne viac stresujúce. Energetická potreba transportu iónov cez membrány buniek môže predstavovať významnú stratu energie vyžadujúcu ešte viac kyslíka. Transport rýb v nádobách, ktoré obsahujú hmlu mikroskopických bublín, môžu byť nebezpečná pre transportované ryby zvyšovaním možnosti oneskorenej smrti po vypustení. Ryby transportované v akoby mliečne zakalenej vode sú stresované, dochádza k ich fyzickému poškodeniu, zvyšuje sa citlivosť k infekciám, ochoreniu a úhyn po vypustení po transporte. Po vypustení rýb, ktoré prežili prvotný toxický vplyv kyslíka, po transporte môžu byť kvôli poškodeným žiabram citlivejšie na rôzne patogény a následne sa môže vyskytovať zvýšený úhyn počas niekoľkých dní až týždňov po transporte. Veľmi prevzdušnená voda neznamená prekysličená. Veľmi prevzdušnená voda je často presýtená plynným dusíkom, ktorý môže spôsobiť ochorenie. Mikroskopické bublinky obsahujúce najmä dusík, môžu spôsobiť emfyzém tkanív pri transporte, podobne, ako je tomu u potápačov.

Author of the post: Róbert Toman

The positive impact of oxygen on living organisms is generally well-known. Fish, like terrestrial vertebrates, need oxygen for their survival, although the way they breathe is entirely different. Since they lack lungs, oxygen must penetrate from the water into the blood directly through tissues that are in direct contact with the water, such as gills. Oxygen, which is supposed to diffuse into the blood through the gills, must be dissolved, as fish cannot take in oxygen in the form of bubbles. The capture, transportation, and captivity of fish have serious metabolic demands on the brain, muscles, heart, gills, and other tissues. We commonly refer to them as stress, but the physiological situation is much more complicated. Stress associated with the capture and release of fish into a different environment can contribute to fish mortality. Understanding the energy metabolism of fish and the factors that influence it is crucial for the proper handling and treatment of fish after capture. Before evaluating the risks associated with oxygen in the water and understanding them, let’s briefly outline the physiological processes related to the function of oxygen in the fish’s body.

Energy Metabolism and Oxygen Requirement

The energy used to ensure all cellular functions are performed is derived from adenosine triphosphate (ATP). It is required for muscle contractions, transmission of nerve impulses in the brain, heart activity, and oxygen intake through the gills, among other functions. When a cell needs energy, breaking the bonds in ATP releases energy. The by-products of this reaction are adenosine diphosphate (ADP) and inorganic phosphate. In the cell, ADP and phosphate can react again through complex metabolic processes to form ATP. Most freshwater fish require a significant amount of oxygen in their environment. This oxygen is needed primarily as „fuel“ for biochemical mechanisms associated with energy cycle processes. The energy metabolism associated with oxygen is highly efficient and ensures a continuous supply of energy needed for the fish’s basic physiological functions. This metabolism is referred to as aerobic metabolism.

Not all energy production requires oxygen. Cells have developed a mechanism to maintain energy supply during short periods when oxygen levels are low (hypoxia). Anaerobic or hypoxic energy metabolism is less efficient and cannot produce enough energy for tissues over a long period. Fish need a constant supply of energy, requiring a continuous and sufficient amount of oxygen. Oxygen deficiency quickly deprives fish of the energy they need to live. Fish are capable of swimming continuously for long distances without fatigue at considerable speed. They use this type of swimming during normal activity and for long-distance travel. The muscles involved in this movement utilize a large amount of oxygen for energy synthesis. If fish have enough oxygen, they never tire during prolonged swimming. Rapid, intense swimming lasts normally only a few seconds or minutes and ends in a state of physical exhaustion. Fish use this type of movement during hunting, upstream migration, or escape. This type of movement completely depletes energy reserves. Recovery can take hours, sometimes even days, depending on oxygen availability, the duration of rapid swimming, and the degree of depletion of energy reserves. For example, if a fish completely depleted of energy during capture is placed in another tank, it needs a significant amount of oxygen and a calm place to replenish energy reserves. However, if placed in a container with low oxygen, it cannot restore energy and sooner or later dies. It is clear that these are conditions that extremely stress fish.

Factors Influencing Energy Recovery

Along with the depletion of energy reserves during rapid swimming, the levels of lactate in tissues and blood increase. As lactate is an acid, it produces hydrogen ions that lower the pH of tissues and impede the delivery of energy to the cell. It also increases the efflux of important metabolites from the cell, necessary for energy recovery. The elimination of lactate and the restoration of normal cell function can take from 4 to 12 hours. In this process, body size, water temperature, water hardness and pH, and oxygen availability play crucial roles.

  • Body Size: There is a positive correlation between anaerobic energy metabolism and energy demand. Larger fish, therefore, require more energy for rapid swimming. This results in higher energy expenditure and a longer recovery time.
  • Water Temperature: The excretion of lactate and other metabolites is significantly influenced by water temperature. Substantial changes in temperature significantly affect the fish’s ability to replenish energy reserves. It is necessary to avoid large temperature fluctuations, which reduce the ability to recover energy.
  • Water Hardness: Decreasing water hardness has a significant effect on metabolism and the acid-base balance of blood. Most studies have focused on the impact on marine species, and it is not entirely clear whether these results are transferable to freshwater fish. When freshwater fish are stressed, water penetrates through cell membranes, especially gills, and the blood becomes diluted. This blood dilution increases the demands on maintaining salt balance in the body, i.e., maintaining osmotic balance. More information on this is provided below.
  • Water pH: In an acidic environment, fish can recover energy more quickly. Higher pH significantly slows down this process, which poses a risk for species requiring higher pH, such as African cichlids from the Malawi and Tanganyika lakes.

Osmotic Pressure Regulation – Maintaining Salt Balance in Stressed Fish

Regulation of salt levels is fundamental to life. The structure and function of cells are closely related to the water and dissolved substances within them. Fish expend significant energy to control the composition of intracellular and extracellular fluids. In fish, osmoregulation consumes about 25-50% of the total metabolic expenditure, likely the highest among animals. The mechanism fish use to maintain salt balance is highly complex and extremely energy-dependent. Since the efficiency of anaerobic energy metabolism is only about 1/10 of the energy metabolism in an oxygen-rich environment, the energy requirement for tissue osmoregulation is not feasible through anaerobic energy metabolism alone. A rapid decrease in ATP levels in the cell slows down or stops the function of cellular ion pumps that regulate the movement of salts across the cell membrane. The interruption of ion pump activity leads to an imbalance of ions in the cell, posing a risk of cell and fish death.

Both freshwater and marine fish constantly face the need for ion and osmotic regulation. Freshwater fish, with ion concentrations in tissues much higher than in water, must regulate water intake and loss through permeable epithelial tissues and urine. These fish produce a large amount of urine, with daily amounts constituting 20% of body weight. Fish kidneys are highly efficient in removing water from the body and are also effective in retaining salts. While very little salt penetrates into the urine, most osmoregulatory processes are facilitated by the gills. Sodium is the main ion in tissues. The transport of sodium across the cell membrane is highly dependent on energy and is facilitated by the enzyme Na/K-ATPase. This enzyme is located in the cell membrane and uses the energy supplied by ATP to transport sodium unidirectionally across the cell membrane. Potassium moves in the opposite direction. This process enables muscle contraction, provides the electrochemical gradient necessary for heart function, and allows the transmission of all signals in the brain and nerves. Most osmoregulation in fish occurs in the gills and works as follows: Ammonia is produced as a waste product of fish metabolism. When fish are in motion, a larger amount of ammonia is produced, and it must be excreted from the blood. Unlike higher animals, fish do not excrete ammonia through urine. Ammonia and most nitrogenous waste substances pass through the gill membrane (about 80-90%). As ammonia passes through the gill membrane, it is exchanged for sodium. This reduces the amount of ammonia in the blood and increases its concentration in gill cells. Conversely, sodium passes from gill cells to the blood. To replace sodium in gill cells and restore salt balance, gill cells excrete ammonia into the water and exchange it for sodium from the water. Similarly, chloride ions are exchanged for bicarbonate. During respiration, the byproduct is CO2 and water. Bicarbonate is formed when CO2 from cellular respiration reacts with water in the cell. Fish cannot, unlike terrestrial animals, exhale CO2 and instead combine it with water to form bicarbonate ions. Chloride ions enter the cell, and bicarbonate exits the cell into the water. This exchange of hydrogen for sodium helps control blood pH.

These two mechanisms of ion exchange are called absorption and secretion, occurring in two types of gill cells: respiratory and chloride cells. Chloride cells, responsible for excreting salts, are larger and more developed in marine fish species. Respiratory cells, crucial for gas exchange, removal of nitrogenous waste products, and maintaining acid-base balance, are more developed in freshwater fish. They are supplied by arterial blood and facilitate the exchange of sodium and chloride for ammonia and bicarbonate. These processes are again highly dependent on energy accessibility. If there is not enough energy for the ion pump to function, the exchange cannot occur, and water „floods“ the cells through diffusion, leading to the death of the fish.

Consequences of Oxygen Shortage in Osmoregulation

Just a few minutes of oxygen deprivation cause the brain cell membrane to lose the ability to control ion balance, releasing neurotransmitters that accelerate calcium entry into the cell. Elevated calcium levels in cells trigger numerous degenerative processes that lead to damage to the nervous system and death. These processes include DNA damage, important cellular proteins, and the cell membrane. Free radicals and nitrogen oxide are formed, damaging cellular organelles. Similar processes occur in other organs (liver, muscles, heart, and blood cells). If calcium enters the cell, a large amount of energy is needed to remove it with calcium pumps, which require ATP. Another consequence of hypoxia is the release of hormones from the pituitary gland, with prolactin prevailing in fish. The release of this hormone affects the permeability of the cell membrane in the gills, skin, kidneys, intestines, influencing the ion transport mechanism. Its release helps regulate the balance of water and ions by reducing water intake and retaining important ions, mainly Na+ and Cl-. This helps maintain salt balance in the blood and tissues and prevents fish from swelling with water.

The biggest threat to freshwater fish is the loss of ions through diffusion into the water rather than excretion of excess water. Although water balance regulation may be important, it is secondary to ion retention. Prolactin reduces the osmotic permeability of the gills by retaining ions and excreting water. It also increases mucus secretion in the gills, helping maintain the balance of ions and water by preventing the passage of molecules through the membrane. In fish stressed by capture or vigorous swimming, energy is depleted from the tissues, and it takes several hours to days for its reserves to replenish. Anaerobic energy metabolism cannot fully provide for this, requiring a substantial amount of oxygen. A lack of oxygen leads to fish mortality. However, they may not die immediately. Salt balance cannot be maintained without an adequate supply of oxygen.

The need for oxygen is a critical factor that influences the survival of fish under stress, more so than water temperature or salinity levels. However, water temperature is a key indicator of how much oxygen is available to fish and how quickly they can utilize it. The maximum amount of dissolved oxygen in water is known as the saturation level, and it decreases as the water temperature rises. For example, at a temperature of 20 °C, water is saturated with oxygen at a concentration of 8.9 mg/l, at 26 °C, it’s saturated at 8 mg/l, and at 32 °C, it drops to only 7.3 mg/l. Higher temperatures increase the metabolism of fish, leading to a faster utilization of oxygen. A concentration of oxygen below 5 mg/l at 26 °C can be rapidly lethal.

Air and Oxygen in Water – Can Harm Too

In some cichlid breeding setups, hobbyists often aim for maximum water aeration through powerful air pumps. Some use air intake before the outlet of internal or external filters, while others employ separate air compressors to inject air into the water through air stones with very fine pores. Both aeration methods can create a vast number of microscopic bubbles. The size of oxygen or air bubbles can significantly alter water chemistry, gas exchange efficiency, and the concentration of dissolved gases. Risks to the health and survival of fish arise, especially during transportation in closed containers where air or oxygen is forced into the water under pressure. There’s also a risk with excessive and fine aeration in aquariums. Microscopic gas bubbles can adhere to gills, scales, skin, and eyes, causing trauma and gas embolism. Damaged gills and gas embolism negatively affect fish health and survivability, limiting gas exchange during breathing and leading to hypoxia, CO2 retention, and respiratory acidosis. Pure oxygen is an effective oxidizer. Microscopic bubbles containing pure oxygen can attach to gill filaments, drying them out, irritating them, causing oxidation, and resulting in chemical burns to the delicate epithelial tissue. If the water appears milky with numerous tiny bubbles sticking to scales, gills, or the tank’s inner walls, these conditions should be considered potentially toxic and generally unhealthy for fish. If the action of gas is prolonged and the partial pressure of oxygen hovers around 1 atmosphere (instead of the normal 0.2 atm. in air), the chances of fish survival decrease. Compressed air is suitable if it is continuously supplied within a safe oxygen concentration range. However, the action of compressed air or oxygen supplied under high pressure into the water can cause fish to stop breathing, increasing the concentration of CO2 in their bodies. This can lead to changes in the acid-base balance (respiratory acidosis) in fish, raising mortality. Pure compressed oxygen contains five times more oxygen than air. Therefore, the need for its supply is about 1/5 of that for air. Very small oxygen bubbles dissolve faster than larger ones because they have a larger surface area relative to volume. However, each gas bubble needs sufficient space to dissolve in water. If this space is lacking or insufficient, microbubbles may remain in suspension in the water, adhere to surfaces in the water, or slowly rise to the surface.

Microscopic gas bubbles dissolve in water quickly, delivering more gas into the solution than larger bubbles. These conditions can oversaturate water with oxygen if the quantity of gas bubbles creates a „mist“ in the water and remains dispersed (in suspension). High-pressure oxygen can be toxic due to the formation of free radicals. Microscopic oxygen bubbles can also cause gas embolism. Arterial gas embolism and tissue emphysema can be real dangers, especially during the transport of live fish. It is necessary to avoid the suspension of gas bubbles in transport water. The problem of arterial gas embolism during transport arises because fish do not have the opportunity to submerge into deeper waters (as fish released into a lake might), where the water pressure is higher, helping to dissolve fine bubbles in the circulatory system. Two key points improve the well-being of a large number of caught and stressed fish during transport:

  • Increasing the Partial Pressure of O2 Above Saturation with Compressed Oxygen and Supplying Sufficiently Large Bubbles to Escape the Water Surface. Air mainly consists of nitrogen, and microscopic nitrogen bubbles can also adhere to the gills. Bubbles of any gas attached to the gills can affect breathing and disrupt the health of fish. If fish are transported in water oversaturated with bubbles, there is a likelihood of hypoxia, hypercarbia, respiratory acidosis, diseases, and death.
  • Increasing the Salinity of Water to 3-5 mg/l. Salt (non-iodized NaCl is sufficient) is suitable for fish transport. In stress, fish lose ions, which can be more stressful for them. The energy required for ion transport through cell membranes can represent a significant loss of energy, requiring even more oxygen. Transporting fish in containers containing a mist of microscopic bubbles can be dangerous for transported fish, increasing the likelihood of delayed mortality after release. Fish transported in water that appears milky and contains microbubbles are stressed, experience physical damage, and have increased susceptibility to infections, illnesses, and post-transport mortality.

After the release of fish that survived the initial toxic effects of oxygen during transport, they may be more sensitive to various pathogens. As a result, increased mortality may occur in the days to weeks following transport. Very aerated water does not mean oxygenated water. Highly aerated water is often oversaturated with gaseous nitrogen, which can cause illness. Microscopic bubbles containing mainly nitrogen can cause tissue emphysema during transport, similar to what happens to divers.

Autor des Beitrags: Róbert Toman

Die positive Wirkung von Sauerstoff auf lebende Organismen ist allgemein bekannt. Fische benötigen Sauerstoff zum Leben ebenso wie landlebende Wirbeltiere, obwohl ihre Atemmechanismen völlig unterschiedlich sind. Da sie keine Lungen haben, muss der Sauerstoff direkt aus dem Wasser in das Blut durch die Gewebe gelangen, die direkt mit dem Wasser in Kontakt stehen, also durch die Kiemen. Der Sauerstoff, der durch die Kiemen in das Blut diffundieren soll, muss natürlich gelöst sein, da Fische nicht in der Lage sind, Sauerstoff in Form von Blasen aufzunehmen. Das Fangen von Fischen, ihr Transport und ihre Haltung in Gefangenschaft stellen erhebliche metabolische Anforderungen an Gehirn, Muskeln, Herz, Kiemen und andere Gewebe. Diese Bedingungen bezeichnen wir allgemein als Stress, aber die physiologische Situation ist viel komplizierter. Stress im Zusammenhang mit dem Fang und dem Freilassen von Fischen in eine andere Umgebung kann zur Mortalität der Fische beitragen. Das Verständnis des Energiestoffwechsels der Fische und der Faktoren, die ihn beeinflussen, ist wichtig für den richtigen Umgang mit Fischen und ihre Pflege nach dem Fang. Vor der Bewertung der mit dem Sauerstoff im Wasser verbundenen Risiken und zum besseren Verständnis dieser Risiken wollen wir kurz die physiologischen Prozesse im Zusammenhang mit der Funktion des Sauerstoffs im Fischorganismus erläutern.

Energie- und Sauerstoffbedarf

Die Energie, die für alle zellulären Funktionen benötigt wird, wird aus Adenosintriphosphat (ATP) gewonnen. Es ist notwendig für Muskelkontraktionen, die Übertragung von Nervenimpulsen im Gehirn, die Herzfunktion, die Sauerstoffaufnahme durch die Kiemen usw. Wenn die Zelle Energie benötigt, wird durch die Spaltung der Bindungen im ATP Energie freigesetzt. Ein Nebenprodukt dieser Reaktion ist Adenosindiphosphat (ADP) und anorganisches Phosphat. In der Zelle können ADP und Phosphat durch komplizierte Stoffwechselprozesse wieder reagieren und ATP wird gebildet. Die meisten Süßwasserfische benötigen eine große Menge an Sauerstoff in ihrer Umgebung. Dieser Sauerstoff wird hauptsächlich als „Treibstoff“ für die biochemischen Mechanismen benötigt, die mit den Energieprozessen verbunden sind. Der Energiestoffwechsel, der mit Sauerstoff verbunden ist, ist sehr effizient und gewährleistet eine ständige Energieversorgung, die der Fisch für grundlegende physiologische Funktionen benötigt. Dieser Stoffwechsel wird als aerober Stoffwechsel bezeichnet.

Nicht alle Energieproduktion erfordert Sauerstoff. Die Zellen haben Mechanismen entwickelt, um die Energieversorgung während kurzer Perioden mit niedrigen Sauerstoffkonzentrationen (Hypoxie) aufrechtzuerhalten. Der anaerobe oder hypoxische Energiestoffwechsel ist wenig effizient und nicht in der Lage, genügend Energie für die Gewebe über längere Zeiträume zu produzieren. Fische benötigen eine konstante Energiezufuhr, und dafür benötigen sie eine ständige und ausreichende Menge an Sauerstoff. Ein Sauerstoffmangel entzieht den Fischen schnell die Energie, die sie zum Leben brauchen. Fische sind in der Lage, über lange Strecken ohne Ermüdung in beachtlicher Geschwindigkeit zu schwimmen. Diese Art des Schwimmens nutzen die Fische beim normalen Schwimmen und über lange Strecken. Die Muskeln, die an dieser Bewegung beteiligt sind, benötigen große Mengen an Sauerstoff zur Energieproduktion. Wenn Fische genug Sauerstoff haben, werden sie bei langem Schwimmen nie müde. Schnelles, intensives Schwimmen dauert normalerweise nur wenige Sekunden oder Minuten und endet in einem Zustand körperlicher Erschöpfung. Diese Art des Schwimmens nutzen die Fische bei der Jagd, beim Aufstieg gegen die Strömung oder bei der Flucht. Dieser Bewegungsstil erschöpft die Energiespeicher vollständig. Die Erholung kann Stunden, manchmal sogar Tage dauern, abhängig von der Verfügbarkeit von Sauerstoff, der Dauer des schnellen Schwimmens und dem Grad der Erschöpfung der Energiespeicher. Wenn beispielsweise ein Fisch, der beim Fang völlig erschöpft wurde, in ein anderes Becken gesetzt wird, benötigt er viel Sauerstoff und einen ruhigen Ort, um seine Energiespeicher wieder aufzufüllen. Wenn er jedoch in einen Behälter mit wenig Sauerstoff gesetzt wird, kann er seine Energie nicht wiederherstellen und stirbt früher oder später. Es ist nicht der Sauerstoffmangel, der den Fisch tötet, sondern der Energiemangel und die Unfähigkeit, die Energiespeicher wieder aufzufüllen. Es ist klar, dass dies Bedingungen sind, die Fische extrem stressen.

Faktoren, die die Energiewiederherstellung beeinflussen

Mit dem Verlust der Energiespeicher während des schnellen Schwimmens steigt der Laktatspiegel in den Geweben und im Blut. Da es sich um eine Säure handelt, produziert sie Wasserstoffionen, die den pH-Wert der Gewebe und die Energiezufuhr zur Zelle senken. Außerdem erhöht es die Auswaschung wichtiger Metaboliten aus der Zelle, die für die Energiewiederherstellung notwendig sind. Die Ausscheidung von Laktat und die Wiederherstellung der normalen Zellfunktion kann 4 bis 12 Stunden dauern. Dabei spielen Körpergröße, Wassertemperatur, Wasserhärte und pH-Wert sowie die Verfügbarkeit von Sauerstoff eine wichtige Rolle.

Körpergröße: Es besteht eine positive Korrelation zwischen dem anaeroben Energiestoffwechsel und dem Energiebedarf. Größere Fische benötigen also mehr Energie für schnelles Schwimmen. Dies führt zu einem höheren Energieverbrauch und einer längeren Erholungszeit.

Wassertemperatur: Die Ausscheidung von Laktat und anderen Metaboliten wird stark von der Wassertemperatur beeinflusst. Größere Temperaturänderungen beeinflussen die Fähigkeit der Fische zur Wiederherstellung der Energiespeicher erheblich. Es ist daher wichtig, große Temperaturänderungen zu vermeiden, die die Energieerholungsfähigkeit verringern.

Wasserhärte: Eine Verringerung der Wasserhärte hat einen wichtigen Einfluss auf den Stoffwechsel und das Säure-Basen-Gleichgewicht des Blutes. Die meisten Studien befassen sich mit dem Einfluss auf Meeresarten, und es ist nicht vollständig geklärt, ob diese Ergebnisse auf Süßwasserfische übertragbar sind. Wenn Süßwasserfische gestresst sind, dringt Wasser durch die Zellmembranen, hauptsächlich der Kiemen, und das Blut wird dünner. Diese Blutverdünnung erhöht die Anforderungen an die Aufrechterhaltung des Salzhaushalts im Körper, d.h. die Aufrechterhaltung des osmotischen Gleichgewichts. Mehr dazu erfahren Sie unten.

pH-Wert des Wassers: In einer sauren Umgebung sind die Fische in der Lage, Energie schneller wiederherzustellen. Ein höherer pH-Wert verlangsamt diesen Prozess erheblich, was für Arten, die einen höheren pH-Wert benötigen, wie z.B. afrikanische Cichliden aus den Seen Malawi und Tanganyika, riskant ist.

Regulation des osmotischen Drucks – Aufrechterhaltung des Salzhaushalts bei gestressten Fischen

Die Regulation des Salzgehalts ist lebenswichtig. Struktur und Funktion der Zelle stehen in engem Zusammenhang mit dem Wasser und den darin gelösten Substanzen. Der Fisch verwendet beträchtliche Energie zur Kontrolle der Zusammensetzung der intrazellulären und extrazellulären Flüssigkeiten. Bei Fischen verbraucht diese Osmoregulation etwa 25-50% des gesamten metabolischen Aufwands, was wahrscheinlich am höchsten unter den Tieren ist. Der Mechanismus, den Fische zur Aufrechterhaltung des Salzhaushalts nutzen, ist sehr kompliziert und extrem energieabhängig. Da die Effizienz des anaeroben Energiestoffwechsels nur etwa 1/10 des Energiestoffwechsels in einer sauerstoffreichen Umgebung beträgt, kann der Energiebedarf für die Osmoregulation der Gewebe nicht allein durch den anaeroben Energiestoffwechsel gedeckt werden. Ein schneller Abfall des ATP-Spiegels in der Zelle verlangsamt bis hin zur Unterbrechung die Funktion der zellulären Ionenpumpen, die den Salztransport durch die Zellmembran regulieren. Die Unterbrechung der Ionenpumpenfunktion führt zu einem Ungleichgewicht der Ionen in der Zelle und birgt das Risiko des Zelltodes und des Todes des Fisches.

Süßwasser- und Meeresfische stehen ständig vor der Notwendigkeit der Ionen- und Osmoregulation. Süßwasserfische, deren Ionenkonzentration in den Geweben viel höher ist als im Wasser, müssen die Aufnahme und den Verlust von Wasser durch die durchlässigen Epithelgewebe und den Urin regulieren. Diese Fische produzieren große Mengen an Urin, der etwa 20% des Körpergewichts pro Tag ausmacht. Die Nieren der Fische sind sehr effizient bei der Entfernung von Wasser aus dem Körper und ebenso effizient bei der Zurückhaltung von Salzen im Körper. Während nur sehr kleine Mengen Salz in den Urin gelangen, erfolgt der Großteil der Osmoregulation durch die Kiemen. Natrium ist das Hauption der Gewebe. Der Transport von Natrium durch die Zellmembran ist stark energieabhängig und wird durch das Enzym Na/K-ATPase ermöglicht. Dieses Enzym befindet sich in der Zellmembran und nutzt die von ATP bereitgestellte Energie, um Natrium in eine Richtung durch die

Membran zu transportieren und gleichzeitig Kalium in die entgegengesetzte Richtung zu pumpen. Das durch die Spaltung von ATP freigesetzte Phosphat wird direkt auf das Enzym übertragen. Das Phosphorylieren und Dephosphorylieren des Enzyms ermöglicht den Natrium- und Kaliumionen den Transport durch die Zellmembran.

Der Fang und die Haltung von Fischen in einem Behälter erschöpft die Energiespeicher des Fisches, die für die Aufrechterhaltung des Salzhaushalts erforderlich sind. Solche Fische sind anfälliger für Infektionen, da das Immunsystem bei gestressten und erschöpften Fischen ebenfalls beeinträchtigt ist. Aus diesen Gründen ist es wichtig, gefangene Fische in Becken mit ausreichender Sauerstoffversorgung und optimalen Wasserparametern zu halten, um ihre Energiereserven und ihre Gesundheit zu erhalten.

Cech, J.J. Jr., Castleberry, D.T., Hopkins, T.E. 1994. Temperature and CO2 effects on blood O2 equilibria in squawfish, Ptychocheilus oregonensis. In: Can. J. Fish. Aquat. Sci., 51, 1994, 13-19.
Cech, J.J. Jr., Castleberry, D.T., Hopkins, T.E., Petersen, J.H. 1994. Northern squawfish, Ptychocheilus oregonensis, O2 consumption and respiration model: effects of temperature and body size. In: Can. J. Fish. Aquat. Sci., 51, 1994, 8-12.
Crocker, C.E., Cech, J.J. Jr. 1998. Effects of hypercapnia on blood-gas and acid-base status in the white sturgeon, Acipenser transmontanus. In: J. Comp. Physiol., B168, 1998, 50-60.
Crocker, C.E., Cech, J.J. Jr. 1997. Effects of environmental hypoxia on oxygen consumption rate and swimming activity in juvenile white sturgeon, Acipenser transmontanus, in relation to temperature and life intervals. In: Env. Biol. Fish., 50, 1997, 383-389.
Crocker, C.E., Farrell, A.P., Gamperl, A.K., Cech, J.J. Jr. 2000. Cardiorespiratory responses of white sturgeon to environmental hypercapnia. In: Amer. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol., 279, 2000, 617-628.
Ferguson, R.A, Kieffer, J.D., Tufts, B.L. 1993. The effects of body size on the acid-base and metabolic status in the white muscle of rainbow trout before and after exhaustive exercise. In: J. Exp. Biol., 180, 1993, 195-207.
Hylland, P., Nilsson, G.E., Johansson, D. 1995. Anoxic brain failure in an ectothermic vertebrate: release of amino acids and K+ in rainbow trout thalamus. In: Am. J. Physiol., 269, 1995, 1077-1084.
Kieffer, J.D., Currie, S., Tufts, B.L. 1994. Effects of environmental temperature on the metabolic and acid-base responses on rainbow trout to exhaustive exercise. In: J. Exp. Biol., 194, 1994, 299-317.
Krumschnabel, G., Schwarzbaum, P.J., Lisch, J., Biasi, C., Weiser, W. 2000. Oxygen-dependent energetics of anoxia-intolerant hepatocytes. In: J. Mol. Biol., 203, 2000, 951-959.
Laiz-Carrion, R., Sangiao-Alvarellos, S., Guzman, J.M., , M.P., Miguez, J.M., Soengas, J.L., Mancera, J.M. 2002. Energy metabolism in fish tissues relaed to osmoregulation and cortisol action: Fish growth and metabolism. Environmental, nutritional and hormonal regulation. In: Fish Physiol. Biochem., 27, 2002, 179-188.
MacCormack, T.J., Driedzic, W.R. 2002. Mitochondrial ATP-sensitive K+ channels influence force development and anoxic contractility in a flatfish, yellowtail flounder Limanda ferruginea, but not Atlantic cod Gadus morhua heart. In: J. Exp. Biol., 205, 2002, 1411-1418.
Manzon, L.A. 2002. The role of prolactin in fish osmoregulation: a review. In: : Gen. Compar. Endocrin., 125, 2002, 291-310.
Milligan, C.L. 1996. Metabolic recovery from exhaustive exercise in rainbow trout: Review. In: Comp. Biochem. Physiol.,113A, 1996, 51-60.
Morgan, J.D., Iwama, G.K. 1999. Energy cost of NaCl transport in isolated gills of cutthroat trout. In: Am. J. Physiol., 277, 1999, 631-639.
Nilsson, G.E., Perez-Pinzon, M., Dimberg, K., Winberg, S. 1993. Brain sensitivity to anoxia in fish as reflected by changes in extracellular potassium-ion activity. In: Am. J. Physiol., 264, 1993, 250-253.

Akvaristika, Biológia

Fyziológia rýb a rastlín

skala
Hits: 15851

Krvný obeh rýb je jednoduchý, nervová sústava obdobne – tvorí ju jednoduchý mozog a miecha. Ryby dýchajú žiabrami, no niektorým druhom sa vyvinulo aj iný príjem vzduchu. Napr. pancierniky dýchajú črevnou sliznicou atmosférický kyslík. Labyrintkám na rovnaký účel slúži tzv. labyrint. Labyrint je pomerne zložitý ústroj, ktorý sa vyvíja napr. bojovniciam, guramám po 50 dni ich života. Akvarijné ryby sa dožívajú 0.5 až 20 rokov. Pre veľmi hrubé porovnanie sa dá uvažovať, že menšie druhy sa dožívajú nižšieho veku a väčšie druhy vyššieho. Napr. neónky sa dožívajú 2 – 3 roky, dánia, , gupky 4 – 5 rokov, kaprozúbky 1 – 4 roky, prísavníky Ancistrus – 8 – 10 rokov, no väčšie aj 10 až 20 rokov. Sumčeky Corydoras sa neraz dožijú 18 rokov. Akvariové ryby rastú postupne. Dá sa povedať, že rastú celý svoj život. Všeobecne možno pri porovnaní s prírodou konštatovať, že nedravé druhy obyčajne nedosahujú veľkosti v prírode, naopak druhy dravé často prekračujú veľkosti v prírode. Je to spôsobené konkurenciou a našou starostlivosťou a kŕmením. Ak však neposkytujeme našim rybám dostatok priestoru, ryby jednoducho tak veľmi narastú – ak budeme chovať napr. akaru modrú v akváriu o objeme 20 litrov, neporastie ani zďaleka do plnej veľkosti. Ak jej alebo v podobnej situácii poskytneme rybám časom väčšiu nádrž, vedia náhle narásť. Prípadne ryby nám rastú, ale vo väčšej nádrži rastú oveľa rýchlejšie. Niektoré ryby napr. nedostanú správnu stravu a akvaristi vravia, že sú tzv. seknuté. Môže to byť spôsobené napr. tým, že sú kŕmené inak ako boli u iného akvaristu. Dôvodov na pomalý , resp. jeho zastavenie je však neúrekom. Sú niektoré taxóny, ktoré rastú rýchlejšie geneticky. Ide napr. o kaprozúbky, ktoré sa musia za jedinú sezónu – polroka, narodiť, dospieť, rozmnožovať sa a čoskoro aj zomrieť.

Ryby sa vyznačujú premenlivou teplotou tela – medzi poikilotermné – to znamená, že si nedokážu zabezpečiť vlastné teplo, sú v tomto smere závislé od teploty okolitého prostredia. V praxi – ryba nachádzajúca sa vo vode s teplotou 25 °C má teplotu tela rovnako 25 °C. Je dobre si uvedomiť, že ma inú tepelné vlastnosti ako napr. vzduch, prípadne kov. Na jej zahriatie je treba väčšie množstvo energie ako pri vzduchu. To znamená, že aj na ochladenie je treba vyvinúť viac úsilia. Podrobnejšie sa týmito energetickými nákladmi zaoberá iný článok.

Možno ste si všimli, že veľká vodná nádrž dokáže ovplyvniť okolitú klímu. Voda drží teplo, ktoré v lete ochladzuje a v zime otepľuje. Podobne sa správa aj more. Vo vode sa oveľa rýchlejšie stráca aj teplo nášho tela – vtedy keď vstúpime vo , asi 200 krát rýchlejšie pri rovnakej teplote ako na vzduchu. Tepelné vlastnosti vody je vhodné poznať. Vo vyššej teplote vody sa ryby často cítia lepšie, no táto znižuje ich vek – keďže patria medzi organizmy, ktoré si nevedia udržať stálu teplotu tela, ich metabolizmus je pri vyššej teplote na akú sú geneticky adaptované, unavovaný viac. Vyššia teplota dokáže životný cyklus rýb znížiť aj na polovicu. Vyššia teplota znižuje časom kondíciu, obranyschopnosť. Krátkodobo ryby vydržia aj vysoké a veľmi nízke teploty. Teplota ktorú sú schopné zniesť je 43 °C. Po prekročení tejto hranice sa ryby dusia, strácajú koordináciu a kapú. Podobne sa správajú aj po znížení teploty pod 5 °C. Je samozrejmé, že niektoré druhy sú odolnejšie viac, iné menej. Samozrejme mám na mysli bežné druhy tropického a subtropického pásma.

Svetlo ryby vnímajú pomerne slabo. V porovnaní trebárs z cicavcami, hmyzom, hlavonožcami je to pomerne slabé. Ich  krátkozraké oči nepatria medzi ich dobre vyvinuté zmysly. Ryby nemajú viečka, ani slzné žľazy. Ryby počujú infrazvuk. O ich príjme a spracovaní zvuku toho veľa nevieme. V každom prípade, naše bežné zvuky nepočujú – ak sa vám to zdá – tak potom reagujú na vlnenie, ale náš rozhovor určite nepočujú. Ich sluchové ústroje sú skôr orgánom rovnováhy. Bočná čiara je orgán, ktorý dokáže veľmi veľa. Pomocou neho sa vedia napr. oslepené jedince orientovať. Dokonca veľmi bezpečne. Pravdepodobne ním veľmi presne vnímajú vlnenie, tlak, smer, prúdenie, elektromagnetické vzruchy, potravu, prekážky, ktoré dokážu najlepšie spracovať a následne sa podľa nich riadiť.

Ryby majú aj hmatové a čuchové bunky. Chuťové bunky sa nachádzajú aj v ústach ako by sme mohli predpokladať, no veľká časť sa nachádza na plutvách. Je to zaujímavé, ale ryba sa dotkne potravy plutvou a vie, či je sústo môže chutiť, alebo nie. Ryby sa vyznačujú pohlavným dimorfizmom. Zaujímavý je však fakt, že niektoré druhy živorodiek dokážu za určitých okolností zmeniť pohlavie. Tento jav sa vyskytuje najmä u mečúňa mexického – Xiphophorus helleri. V prípade, že sa v akváriu nachádza vysoká prevaha samičiek – je teda nedostatok samcov, môžu sa niektoré samičky zmeniť na samca – narastie im mečík, gonopódium atď. Mnoho však z takýchto samcov je neplodných. Mne samému sa to v mojej praxi stalo, keď som choval dlhší mečúne. Zmena pohlavia sa vyskytuje aj u iných druhov živorodiek, nie však tak často ako u X. helleri. Z hľadiska plodnosti Xiphophorus helleri je zaujímavé, že čím neskôr dôjde ku začiatku rastu mečíka samcov – vlastne ku dospievaniu, tým je samček spravidla plodnejší. Ako však naznačujem v predchádzajúcom odstavci, ak k tomu dôjde zmenou pohlavia, často sú samci úplne neplodní. Takzvaný skorí samci, ktorým sa mečík a gonopódium tvorí v skorom veku majú vyššiu dispozíciu k neplodnosti.

Rastliny žijúce pod vodou, resp. vodné rastliny vyskytujúce sa v akvaristike sú veľmi blízke príbuzné svojim suchozemským ekvivalentom. Rovnako obsahujú cievne zväzky, ktoré sa nazývajú žilnatina. Tieto cievy a cievice sú obyčajne dobre viditeľné. Rastliny dýchajú počas celého 24 hodinového cyklu, cez deň – resp. za dostatku svetla prijímajú oxid uhličitý a vodu a tvoria z tejto neústrojnej hmoty sacharidy (stavebné látky) najmä pre konzumentov a životodarný kyslík. Na rozdiel od suchozemských rastlín sú vodnému prostrediu prispôsobené tak, že príjem živín, dýchanie prebieha celým povrchom rastliny (často aj koreňom). nemajú prieduchy – suchozemské rastliny majú prieduchy na spodnej strane listov. Rastliny produkujú prostredníctvom fotosyntézy kyslík. V prípade, že vidíme produkciu kyslíka rastlinami – bublinky, koncentrácia kyslíka v bunke stúpla nad 40 mg/l. Avšak vzhľadom na dosť rozdielne fyzikálne a chemické podmienky a celkový charakter vodných rastlín, fotosyntéza vodných rastlín prebieha oveľa pomalšie ako u rastlín suchozemských – teda aj rastové prírastky sú preto menšie.

Fish

The circulatory system of fish is simple, and the nervous system is similarly constructed with a simple brain and spinal cord. Fish breathe through gills, but some species have evolved alternative methods of air intake. For example, armored catfish breathe atmospheric oxygen through the intestinal mucosa. Labyrinth fish, like Betta fish, use a structure called the labyrinth for the same purpose. The labyrinth is a relatively complex organ that develops, for example, in Betta fish and gouramis around 50 days after their birth. Aquarium fish can live anywhere from 0.5 to 20 years. For a very rough comparison, smaller species tend to have shorter lifespans, while larger species can live longer. For instance, neon tetras live for 2-3 years, danios, tetras, and guppies for 4-5 years, killifish for 1-4 years, Ancistrus plecos for 8-10 years, and larger cichlids can live between 10 and 20 years. Corydoras catfish often live up to 18 years. Aquarium fish grow gradually, and it can be said that they grow throughout their entire lives. Generally, when compared to nature, non-predatory species usually do not reach the sizes they do in the wild, whereas predatory species often exceed their natural sizes. This is due to competition and our care and feeding. However, if we do not provide enough space for our fish, they simply won’t grow much. For example, keeping a blue acara in a 20-liter tank won’t allow it to reach its full size. But if we provide a larger tank over time, the fish can grow significantly. Alternatively, fish grow, but in a larger tank, they grow much faster. Some fish may not receive proper nutrition, and hobbyists say they are „stunted.“ This can be caused, for example, by feeding them differently than they were at another hobbyist’s place. There are numerous reasons for slow growth or its cessation. Some taxa genetically grow faster. For example, killifish must be born, mature, reproduce, and soon die within a single season—about six months.

Fish exhibit variable body temperatures; they are poikilothermic organisms, meaning they cannot regulate their own body heat and depend on the temperature of the surrounding environment. In practice, a fish in water at 25 °C will have a body temperature of 25 °C. It’s essential to realize that water has different thermal properties than, for example, air or metal. More energy is required to heat water than air, and similarly, more effort is needed to cool it down. Another article delves into these energy costs in more detail.

You may have noticed that a large body of water can influence the surrounding climate. Water retains heat, cooling the area in summer and warming it in winter. The same principle applies to the sea. Heat from our bodies dissipates much faster in water, about 200 times faster in the same temperature as in the air. It’s useful to know the thermal properties of water. Higher water temperatures often make fish feel better, but this temperature also shortens their lifespan. Since they cannot maintain a stable body temperature, their metabolism is more strained at higher temperatures than they are genetically adapted to, leading to increased fatigue. Higher temperatures can reduce the fish’s lifespan by half. Higher temperatures also decrease their overall condition and defensive capabilities over time. Fish can endure both high and very low temperatures in the short term. The temperature they can tolerate is 43 °C. Beyond this limit, fish suffocate, lose coordination, and perish. Similar behavior occurs after the temperature drops below 5 °C. It’s evident that some species are more resilient than others. I refer, of course, to common species from tropical and subtropical regions.

Fish perceive light relatively weakly. Compared to mammals, insects, and cephalopods, their vision is relatively poor. Their shortsighted eyes are not well-developed senses. Fish don’t have eyelids or tear glands. Fish can hear infrasound, although we know little about how they receive and process sound. In any case, they don’t hear our regular sounds. Their hearing organs are more organs of balance. The lateral line is an organ that can do a lot. It helps, for example, blind individuals orient themselves very effectively. They likely perceive waves, pressure, direction, flow, electromagnetic stimuli, food, and obstacles with great precision and adjust their behavior accordingly.

Fish also have touch and smell cells. Taste cells are found in their mouths, as expected, but a significant number is located on the fins. It’s interesting that a fish can touch its food with its fin and determine whether it is palatable or not. Fish are characterized by sexual dimorphism. However, some species of livebearers can, under certain circumstances, change their gender. This phenomenon is most common in the Mexican swordtail (Xiphophorus helleri). If there is a high prevalence of females in an aquarium, meaning a shortage of males, some females can change into males—developing a sword, gonopodium, etc. Many such males are, however, infertile. I have experienced this in my own practice when breeding swordtails for an extended period. Gender change also occurs in other livebearer species but not as frequently as in X. helleri. Concerning fertility, it’s interesting that the later the growth of the male’s sword begins—essentially maturing—the more fertile the male tends to be. However, as mentioned in the previous paragraph, males that change gender are often entirely infertile. Early males, where the sword and gonopodium develop at an early age, have a higher predisposition to infertility.

Plants

Aquatic plants, or rather water plants found in aquariums, are very closely related to their terrestrial counterparts. They contain vascular bundles called veins, which are usually visible. Plants respire throughout the entire 24-hour cycle, absorbing carbon dioxide and water during the day, with sufficient light, to produce carbohydrates (building materials), primarily for consumers, and life-giving oxygen. Unlike terrestrial plants, aquatic plants are adapted to the aquatic environment so that nutrient intake and respiration occur through the entire surface of the plant, often through the roots. Water plants do not have stomata—terrestrial plants have stomata on the lower side of their leaves. Plants produce oxygen through photosynthesis. When we observe oxygen production by plants—bubbles, the oxygen concentration in the cell has risen above 40 mg/l. However, due to the significantly different physical and chemical conditions and the overall character of aquatic plants, photosynthesis in aquatic plants occurs much slower than in terrestrial plants—thus, growth increments are smaller.

Fische

Das Kreislaufsystem der Fische ist einfach, und das Nervensystem ist ähnlich aufgebaut mit einem einfachen Gehirn und Rückenmark. Fische atmen durch Kiemen, aber einige Arten haben alternative Methoden der Luftaufnahme entwickelt. Zum Beispiel atmen Panzerwelse atmosphärischen Sauerstoff durch die Darmschleimhaut ein. Labyrinthfische, wie Betta-Fische, verwenden für den gleichen Zweck eine Struktur namens Labyrinth. Das Labyrinth ist ein relativ komplexes Organ, das sich beispielsweise bei Betta-Fischen und Guramis etwa 50 Tage nach ihrer Geburt entwickelt. Aquariumfische können zwischen 0,5 und 20 Jahren leben. Für einen sehr groben Vergleich neigen kleinere Arten dazu, eine kürzere Lebensdauer zu haben, während größere Arten länger leben können. Zum Beispiel leben Neon-Tetras 2-3 Jahre, Danios, Tetras und Guppys 4-5 Jahre, Prachtschmerlen 1-4 Jahre, Ancistrus-Fishe 8-10 Jahre und größere Buntbarsche können zwischen 10 und 20 Jahren leben. Panzerwelse erreichen oft ein Alter von 18 Jahren. Aquariumfische wachsen allmählich, und man kann sagen, dass sie ihr ganzes Leben lang wachsen. Im Allgemeinen erreichen nicht räuberische Arten in der Regel nicht die Größen, die sie in freier Wildbahn erreichen, während räuberische Arten oft ihre natürlichen Größen übertreffen. Dies liegt an Konkurrenz und unserer Pflege und Fütterung. Wenn wir unseren Fischen jedoch nicht genügend Platz bieten, werden sie einfach nicht viel wachsen. Zum Beispiel wird eine blaue Acara in einem 20-Liter-Tank ihre volle Größe nicht erreichen können. Aber wenn wir im Laufe der Zeit einen größeren Tank bereitstellen, können die Fische erheblich wachsen. Alternativ wachsen die Fische, aber in einem größeren Tank wachsen sie viel schneller. Einige Fische erhalten möglicherweise keine ordnungsgemäße Ernährung, und Aquarianer sagen, dass sie „gestoppt“ sind. Dies kann beispielsweise durch eine andere Fütterung als bei einem anderen Aquarianer verursacht werden. Es gibt zahlreiche Gründe für langsames Wachstum oder dessen Stillstand. Einige Taxa wachsen genetisch schneller. Zum Beispiel müssen Prachtschmerlen in einer einzigen Saison – etwa sechs Monaten – geboren, heranwachsen, sich vermehren und bald darauf sterben.

Fische zeichnen sich durch variable Körpertemperaturen aus; sie sind poikilotherme Organismen, was bedeutet, dass sie ihre eigene Körperwärme nicht regulieren können und von der Temperatur der umgebenden Umgebung abhängig sind. In der Praxis wird ein Fisch in Wasser bei 25 °C eine Körpertemperatur von 25 °C haben. Es ist wichtig zu erkennen, dass Wasser andere thermische Eigenschaften hat als Luft oder Metall. Mehr Energie ist erforderlich, um Wasser zu erwärmen als Luft, und ähnlich ist mehr Aufwand erforderlich, um es abzukühlen. Ein anderer Artikel geht detaillierter auf diese Energiekosten ein.

Sie haben vielleicht bemerkt, dass ein großes Gewässer das umliegende Klima beeinflussen kann. Wasser speichert Wärme und kühlt die Umgebung im Sommer und wärmt sie im Winter auf. Das Gleiche gilt für das Meer. Die Wärme von unseren Körpern verfliegt im Wasser viel schneller, etwa 200 Mal schneller bei derselben Temperatur wie in der Luft. Es ist nützlich, die thermischen Eigenschaften von Wasser zu kennen. Höhere Wassertemperaturen lassen Fische oft besser fühlen, verkürzen jedoch auch ihre Lebensdauer. Da sie keine stabile Körpertemperatur aufrechterhalten können, ist ihr Stoffwechsel bei höheren Temperaturen stärker belastet als sie genetisch angepasst sind, was zu erhöhter Ermüdung führt. Höhere Temperaturen können die Lebensdauer der Fische um die Hälfte reduzieren. Höhere Temperaturen verringern auch insgesamt ihre Kondition und Abwehrfähigkeiten im Laufe der Zeit. Fische können sowohl hohe als auch sehr niedrige Temperaturen kurzfristig überstehen. Die Temperatur, die sie tolerieren können, beträgt 43 °C. Über diese Grenze ersticken die Fische, verlieren die Koordination und sterben. Ein ähnliches Verhalten tritt nach einer Temperatur unter 5 °C auf. Es ist offensichtlich, dass einige Arten widerstandsfähiger sind als andere. Ich beziehe mich selbstverständlich auf gängige Arten aus tropischen und subtropischen Regionen.

Fische nehmen Licht relativ schwach wahr. Im Vergleich zu Säugetieren, Insekten und Kopffüßern ist ihre Sicht relativ schlecht. Ihre kurzsichtigen Augen sind keine gut entwickelten Sinne. Fische haben keine Augenlider oder Tränendrüsen. Fische können Infraschall hören, obwohl wir wenig darüber wissen, wie sie Schall empfangen und verarbeiten. Jedenfalls hören sie nicht unsere normalen Geräusche. Ihre Gehöranlagen sind eher Organe des Gleichgewichts. Die Seitenlinie ist ein Organ, das viel kann. Es hilft beispielsweise blinden Individuen, sich sehr effektiv zu orientieren. Wahrscheinlich nehmen sie damit sehr präzise Wellen, Druck, Richtung, Strömung, elektromagnetische Reize, Nahrung und Hindernisse wahr und passen ihr Verhalten entsprechend an.

Fische haben auch Tast- und Geruchszellen. Geschmackszellen finden sich in ihren Mündern, wie zu erwarten ist, aber eine erhebliche Anzahl befindet sich auf den Flossen. Es ist interessant, dass ein Fisch sein Futter mit seiner Flosse berühren kann und feststellen kann, ob es schmackhaft ist oder nicht. Fische zeichnen sich durch Geschlechtsdimorphismus aus. Einige lebendgebärende Arten können jedoch unter bestimmten Umständen ihr Geschlecht ändern. Dies tritt am häufigsten beim Schwertträger (Xiphophorus helleri) auf. Wenn es einen hohen Anteil an Weibchen in einem Aquarium gibt, also ein Mangel an Männchen, können

einige Weibchen zu Männchen werden—einen Schwert ausbildend, Gonopodium usw. Viele solcher Männchen sind jedoch unfruchtbar. Ich habe dies in meiner eigenen Praxis erlebt, als ich Schwertträger über einen längeren Zeitraum gezüchtet habe. Die Geschlechtsänderung tritt auch bei anderen lebendgebärenden Arten auf, jedoch nicht so häufig wie bei X. helleri. Hinsichtlich der Fruchtbarkeit ist interessant, dass je später das Wachstum des Schwerts des Männchens beginnt—im Wesentlichen die Reife—desto fruchtbarer tendiert das Männchen zu sein. Wie jedoch im vorherigen Absatz erwähnt, sind Männchen, die das Geschlecht ändern, oft vollständig unfruchtbar. Frühe Männchen, bei denen das Schwert und das Gonopodium früh im Alter gebildet werden, neigen zu einer höheren Neigung zur Unfruchtbarkeit.

Pflanzen

Wasserpflanzen oder besser gesagt Wasserpflanzen, die in Aquarien vorkommen, sind ihren terrestrischen Gegenstücken sehr ähnlich. Sie enthalten Gefäßbündel, die Venen genannt werden und in der Regel sichtbar sind. Pflanzen atmen während des gesamten 24-Stunden-Zyklus, nehmen während des Tages bei ausreichend Licht Kohlendioxid und Wasser auf, um daraus Kohlenhydrate (Baumaterialien) hauptsächlich für Verbraucher und lebensspendenden Sauerstoff herzustellen. Im Gegensatz zu terrestrischen Pflanzen sind Wasserpflanzen an die aquatische Umgebung angepasst, so dass die Aufnahme von Nährstoffen und die Atmung über die gesamte Oberfläche der Pflanze erfolgen, oft auch über die Wurzeln. Wasserpflanzen haben keine Stomata—terrestrische Pflanzen haben Stomata auf der Unterseite ihrer Blätter. Pflanzen produzieren Sauerstoff durch Fotosynthese. Wenn wir die Sauerstoffproduktion durch Pflanzen beobachten—Blasen—ist die Sauerstoffkonzentration in der Zelle über 40 mg/l gestiegen. Aufgrund der deutlich unterschiedlichen physikalischen und chemischen Bedingungen und des Gesamtcharakters von Wasserpflanzen erfolgt die Fotosynthese bei Wasserpflanzen jedoch viel langsamer als bei terrestrischen Pflanzen—somit sind die Wachstumszuwächse kleiner.

Akvaristika, Biológia

Choroby rýb a ich liečenie

skala
Hits: 67501

Každý asi pozná vetu: Zdravý ako ryba. Bodaj by vaše boli zdravé, ale skúsenejší akvarista by sa asi tomuto porekadlu vyhol. Zárodky infekcií sa vo vode úspešne šíria a často aj neustále vyskytujú, avšak ryby samozrejme disponujú imunitným systémom, ktorý bráni prieniku choroby. Tento systém môže byť samozrejme rôznymi faktormi narušený, a tým sa budeme tu zaoberať. Chcel by som však znovu zdôrazniť, že ryby si za normálnych podmienok, ktoré by sme im mali vedieť poskytnúť, poradiť aj samé. Počas choroby ryba veľmi často v závislosti od druhu mení sfarbenie. Môže zblednúť, aj stmavnúť.

Ak sme dospeli do štádia, že sa nevyhneme dezifenkcii, vhodný je hypermangán, ocot, čistá , zmes a octu, podrobenie varu. Vyššia teplota znižuje v dlhšom časovom období kondíciu, imunitu rýb, aj keď sa v takejto vode na pohľad cítia lepšie a sú krajšie vyfarbené. Choroby rýb sú ťažšie diagnostifikovateľné a liečiteľné, najmä tie vnútorné. Vonkajšie ochorenia, ktoré sú častokrát badateľné aj voľným okom, aj keď aj medzi nimi sa nájde zopár, ktoré môžu aj napriek liečeniu kondične dobre disponovanej ryby viesť ku úhynu. Vnútorné ochorenia často zistíme prostredníctvom zmeny správania, prípadne až po úhyne. Špecializované veterinárne pracoviská sú schopné identifikovať aj z mŕtveho materiálu typ ochorenia. Pri použití liečiv je často vhodné z rastliny odstrániť, ak je to možné. Pretože liečivá rastlinám vyslovene škodia, a ich účinky sú dlhodobé. Ak to nie je možné, po skončení liečby je vhodné použiť aktívne uhlie, ktoré teoreticky dokáže niečo z nenaviazaných súčastí liečiv a produktov reakcií nimi spôsobených, viazať. Po určitom čase je nutné samozrejme aj aktívne uhlie odobrať, pretože stratí absorpčné vlastnosti. Šírenie choroby môže byť plošné, ale často krát je viazané na jediného hostiteľa – čo nám dáva možnosť zbaviť sa choroby v jej počiatku premiestnením napadnutého jedinca do inej nádrže. Ak by sa takémuto parazitu podarilo úspešne zdolať svoju svoju obeť, táto už ďalej mu nebude poskytovať živiny, a prejde resp. bude si hľadať nového kandidáta. Možno ste si všimli niekedy, že nebadane vám po jednom odchádzajú ryby v pomerne dlhom časovom úseku – je to možný následok práve takéhoto priebehu choroby.

Ichtyoftirióza – je pomerne časté ochorenie rýb, slangovo sa mu hovorí krupička. Spôsobuje ho Ichthyophthirius multifilis, ktorý patrí medzi nálevníky. Ryby sú posiate akoby „krupičkou“. Choroba preniká do živou potravou, cudzou vodou, prinesenými rybami. Proti krupičke pomáha zvýšenie teploty – soľný kúpeľ opísaný nižšie. Účinne potláča krupičku aj malachitová zeleň, no tá vlastne len vylieči symptómy, samotná choroba v zárodkoch zostane, preto ju na liečenie neodporúčam, ale hodia sa liečivá na báze FMC.

Oodinióza – toto ochorenie spôsobuje Piscinoodinium pillularis.

Medzi ťažké choroby rýb, ktoré sú takmer neliečiteľné možno s istotou zaradiť mykobakteriózu – tuberkulózu rýb. Prejavuje sa najmä chorobným chudnutím, prepadnutou brušnou časťou tela, nezáujmom prijímať potravu. Je nutné poznamenať, že toto ochorenie je ako jedno z mála prenosné dotykom na človeka. Ak lekár nepríde na súvis s rybami, môže skončiť aj smrťou pacienta. Čiže v prípade tohto ochorenia, nemanipulujme s rybami rukami, zabráňme styku s postihnutou rybou.

Bakteriálny rozpad plutiev spôsobuje mikroorganizmy Pseudomonas, Aeromonas. Ide o vážnu chorobu, ktorá sa účinne lieči napr. pomocou prípravku Bactopur Direct. Tento prípravok firmy SERA zafarbuje vodu do žltozelena, dôležitejšie však je, že výrazne poškodzuje , preto pri jeho použití rastliny z akvária odstránime. Často aj napriek liečbe uhynie polovička populácie.

Plesne – následkom nákazy, dochádza na rybách k rôznym preplesňovej nákazy. Pleseň je huba, ktorá v tomto prípade napáda pokožku rýb. Plesne sú pomerne dobre na povrchu viditeľné, niektoré sú liečiteľné Acriflavínom, FMC a podobnými prípravkami, prípadne aj soľou, no niektoré sú vážnejšie a je nutné siahnuť po silnejších prostriedkoch. Chcel by som však upozorniť, že spóry plesní môžu byť prakticky neustále prítomné vo vode, ale chorobný stav sa nemusí prejaviť. Ryby majú imunitný systém, ktorý sa za optimálnych podmienok dokáže brániť. Najmä dravšie ryby, poranené sú účinnejšie napádané plesňami, ale ak je ryba v kondícii, v krátkom čase si s ňou poradí. Preto, ak pozorujeme takéhoto jedinca, nemusíme nutne siahnuť ku liečbe, ale dajme šancu prirodzenému vývinu, zasiahnime až v prípade že sa nákaza šíri, alebo ryby sú oslabené nejakou väčšou zmenou. Náznakom prítomnosti plesňového ochorenia je obtieranie sa o podklad, o piesok, o . Ak registrujeme zvýšené otieranie, zrejme ryby svrbí práve pleseň – týmto spôsobom sa jej snažia zbaviť.

Vodnatieľka – plynatosť. Pomerne vážne ochorenie, ktoré je zväčša spôsobené nesprávnou výživou. Pri podozrení podávajme menej bielkovinových zložiek a viac balastných látok. Prejav ochorenia je však postupný, čiže aj jeho doznenie trvá dlhšie obdobie.

bloat – ochorenie afrických jazerných cichlíd – venuje sa mu samostatný článok.

V prípade, že ryba trpí pokročilou formou ťažko liečiteľnej choroby, prípadne sme z nejakého iného veľmi vážneho dôvodu nútený ryby usmrcovať, mali by sme aj k tomuto problému pristupovať profesionálne a s úctou. Existuje viacero humánnych metód, ktorými môžeme vykonať rybu usmrtiť: prudkým úderom ryby o pevný podklad, ponorením do sódovky, minerálky – využijeme silný narkotizačný účinok CO2 vo vyššej koncentrácii, rýchlym prerušením chrbtice – miechy tesne za hlavou ostrým predmetom, veľmi studenou vodou, môžeme si pomôcť napr. ľadom. Liečba Pri liečbe môžeme čiastočne úspešne využiť aktívne uhlie, ktoré adsorbuje množstvo nežiaducich látok, no predovšetkým UV-lampu. Ultrafialové žiarenie má svoje využitie aj v medicíne, takže samozrejme netrvalo dlho a technické riešenie použitia UV-žiarenia nedalo na seba dlho čakať. UV-lampa sa používa buď ako filter, alebo v akútnom prípade priamo na kontaminovanú vodu. Jej účinnosť je pomerne veľká, napr. na druhy baktérii [1] ako je Bacillus megatherium, Clostridium tetami, Dysentery bacilli, Micrococcus candidus, Myxobacterium tuberculosis, Psedomonas aerugenosa, Salmonsella enteritidis, na vírusy, na nálevníka, chlorelu a mnohé iné druhy a taxóny. Veľa liečiv používaných v akvaristike je kontaktného charakteru – čiže ak narazia na vhodný objekt, viažu sa s ním. Zvyčajne sú tekuté. Preto je vhodné zabezpečiť prúdenie napríklad pomocou filtra, vzduchovania alebo inak a aplikovať kvapalné liečivo do celého priestoru zasiahnutého chorobou. Často som sa v praxi stretol s používaním preventívnych prostriedkov. Používajú sa špeciálne prípravky na tento účel, a častokrát aj liečivá v nižšej koncentrácii. Som zásadne proti, pretože používaním špeciálnych prípravkov oslabujeme imunitný systém našich rýb, ktoré potom pri silnejšom choroby nie sú schopné nákaze odolávať. Takéto prostriedky potláčajú prirodzenú odolnosť organizmu. Prevenciu zabezpečme iným spôsobom – správnymi podmienkami chovu, výživnou rozmanitou stravou, údržbou. Ak by som uvažoval o použití preventívnych prostriedkov, tak iba keď sú ryby v príliš stresujúcom prostredí – napr. v predajni, prípadne niekde kde dochádza k veľkým zmenám v osádke rýb, nanajvýš ak nechceme použiť pre nové ryby karanténu. V prípade použitia akýchkoľvek rozpustných liečiv musíme uvažovať o odobratí aktívneho uhlia z akvária. Pretože by liečba bola značne neúčinná – aktívne uhlie vo veľkej miere adsorbuje aj zložky obsiahnuté v liečivách. Jeho účinky je vhodné využiť po liečbe, tak ako som už spomenul na inom mieste.

Soľný kúpeľ – soľ je najmä medzi skúsenejšími akvaristami používaný prostriedok na liečenie niektorých chorôb. Napr. na odstránenie tzv. krupičky (1 polievková lyžica na 30 litrov vody) je možné soľ a zvýšenú teplotu úspešne použiť. Soľ spôsobuje zvýšenie vylučovania slizu, ktorým sa organizmus ryby bráni.

FMC – niektoré liečivá sú predávané pod rôznymi obchodnými značkami, no sú to odvodeniny od FMC. FMC má širokospektrálne pôsobenie, obsahuje tri základné zložky: formalín, malachitovú zeleň a metylénovú modrú. Je pomerne účinný voči niektorým ektoparazitom a plesniam.

Hypermangán – manganistan draselný KMnO4 sa používa napr. proti kaprivcovi, proti riasam. Pôsobí dezinfekčne, využíva sa aj v medicíne.

Trypaflavín je príbuzný acriflavínu aj proflavínu.

Proti ektoparazitom sa používa metylénová modrá a malachitová zeleň. Chemicky malachitová zeleň patrí medzi trifenylmetány.

Z ďalších liečiv to je metronidazol – entizol. Komerčne sa FMC ponúka aj pod rovnakým názvom FMC, ale aj napr. ako Multimedikal.

Aj v akvaristike sa využívajú antibiotiká: tetracyklín, streptomycín.

Karanténa Karanténa spočíva v priestorovej izolácii organizmov. Často sa v karanténe ryby liečia z nejakej choroby. Karanténa sa využíva po transporte rýb, to znamená, že ak si kúpime nové ryby môžeme využiť karanténnu nádrž. Ako zariadiť takúto nádrž? V prvom rade ide o jej veľkosť. Musí zodpovedať našim rybám. Na dno použijeme len štrk, prípadne hrubší piesok, alebo môžeme mať karanténnu nádrž bez dna. Filtrovanie, ak by sme ryby liečili by bolo problematické, pretože liečivá nepriaznivo vplývajú na mikroorganizmy v ňom. Preto by som použil len jednoduchý filter, ktorý by plnil mechanickú filtráciu – čiže stačil by vnútorný molitanový filter. Vzduchovanie by som zaviedol, nie je však nutnosťou. Osvetlenie nemusí splňovať najprísnejšie kritériá. Rastliny by som použil len plávajúce, napr. Ceratophyllum demersum, Najas apod. Do karantény sú vhodné aj ryby, ktoré boli ubité inými rybami v nádrži. Niektoré druhy rýb veľmi trpia po izolácii do karantény samotou. Najmä sociálne žijúcim rybám táto izolácia často veľmi urýchli priebeh choroby. Je to veľmi ťažko riešiteľná situácia, kedy takýto jedinci skapú skôr na následky zmeny, ako na chorobu, ktorá ich celý kvárila.

Everyone probably knows the phrase: „Healthy as a fish.“ May your fish be healthy, but a more experienced aquarist would probably avoid this proverb. Infection germs spread successfully in water and often occur continually. Of course, fish have an immune system that prevents disease. However, this system can be disrupted by various factors, and that’s what we will focus on here. I would like to emphasize once again that, under normal conditions that we should provide them, fish can manage on their own. During an illness, the fish often changes its color depending on the species. It may fade or darken.

If we have reached the point where we cannot avoid disinfection, suitable options include potassium permanganate, vinegar, pure water, a salt and vinegar mixture, and boiling. Higher temperatures affect the condition and immunity of the fish over a longer period, although they may seem better and more beautifully colored in such water at first glance. Fish diseases are difficult to diagnose and treat, especially the internal ones. External diseases, often visible to the naked eye, are also present, although some, despite treatment, can lead to the death of a healthy, well-conditioned fish. Specialized veterinary facilities can also identify the type of disease from dead material. When using medicines, it is often advisable to remove plants from the tank if possible, as medications harm plants explicitly, and their effects are long-term. If this is not possible, it is advisable to use activated carbon after the treatment, which theoretically can bind some of the unbound components of medicines and reaction products. Of course, activated carbon must be removed after some time because it loses its absorption properties. The spread of the disease can be widespread, but it is often tied to a single host. This gives us the opportunity to get rid of the disease at the beginning by moving the affected individual to another tank. If such a parasite successfully overcomes its victim, it will no longer provide it with nutrients, and it will move on or find a new candidate. You may have noticed that your fish are gradually dying one by one over a longer period – this may be the result of just such a course of the disease.

Ichthyophthyriosis – is a fairly common fish disease colloquially called „white spot disease.“ It is caused by Ichthyophthirius multifiliis, which belongs to ciliates. Fish are covered with „white spots.“ The disease penetrates the aquarium through live food, foreign water, and introduced fish. Increased temperature – a salt bath described below – helps against white spot disease. It is also effective in suppressing white spot with malachite green, but it only cures the symptoms, and the actual disease remains in its early stages, so I do not recommend its use for treatment, but medications based on FMC are suitable.

Oodiniumosis – This disease is caused by Piscinoodinium pillularis.

Among the severe fish diseases that are almost incurable, we can certainly include mycobacteriosis – fish tuberculosis. It manifests mainly through pathological emaciation, a sunken abdominal area, and disinterest in food intake. It is necessary to note that this disease, like one of the few, can be transmitted to humans by touch. So, in the case of this disease, let’s not manipulate fish with our hands, avoid contact with an affected fish.

Bacterial fin rot is caused by microorganisms Pseudomonas, Aeromonas. It is a serious disease that can be effectively treated, for example, with the product Bactopur Direct. This SERA product stains the water yellowish-green, but more importantly, it significantly damages plants, so when using it, remove plants from the aquarium. Often, despite treatment, about half of the population may die.

Fungi – As a consequence of infection, various fungal infections occur on fish. Fungi attack the skin of fish in this case. Some fungi are quite treatable with acriflavine, FMC, and similar preparations, or even with salt. However, some are more serious, and stronger agents may be needed. However, I would like to point out that fungal spores can be practically present in the water all the time, but the diseased condition may not manifest itself. Fish have an immune system that, under optimal conditions, can defend itself. Especially aggressive fish are more effectively attacked by fungi if injured, but if the fish is in good condition, it will cope with it in a short time. Therefore, if we observe such an individual, we do not necessarily have to resort to treatment. Give a chance for natural development; intervene only if the infection is spreading, or the fish are weakened by some significant change.

Hydrops – Gas saturation. A relatively serious disease, which is mostly caused by improper nutrition. In case of suspicion, we should provide less proteinaceous components and more fibrous substances. The manifestation of the disease, however, is gradual, so its culmination takes a longer period.

Malawi bloat – a disease of African lake cichlids – deserves a separate article.

In case a fish suffers from an advanced form of a highly incurable disease, or if we are forced to euthanize fish for some other very serious reason, we should approach this issue professionally and with respect. There are several humane methods by which we can euthanize a fish: by a sharp blow of the fish against a solid surface, immersion in soda, mineral water – we use the strong narcotic effect of CO2 in a higher concentration, a quick break of the spine – the spinal cord just behind the head with a sharp object, very cold water, we can use ice, for example. Treatment During treatment, we can partially use activated carbon, which adsorbs many unwanted substances, but especially UV lamp. Ultraviolet radiation also has its uses in medicine, so it didn’t take long for a technical solution to the use of UV radiation to appear. The UV lamp is used either as a filter or directly on contaminated water in case of acute treatment. Its effectiveness is quite significant, for example, against bacterial species [1] such as Bacillus megatherium, Clostridium tetani, Dysentery bacilli, Micrococcus candidus, Myxobacterium tuberculosis, Psedomonas aerugenosa, Salmonella enteritidis, against viruses, ciliates, chlorella, and many other species and taxa. Many medicines used in aquaristics are contact in nature – that is, if they encounter a suitable object, they bind to it. They are usually liquid. Therefore, it is advisable to ensure water circulation in some way, such as filtration, aeration, or otherwise, and apply liquid medicine to the entire area affected by the outbreak. I have often encountered the use of preventive measures. There are special preparations for this purpose, and often medications in lower concentrations. I am fundamentally against it because by using special preparations, we weaken the immune system of our fish, which then cannot resist infection in more severe conditions. Such means suppress the natural resistance of the body. Prevention should be ensured in another way – through proper breeding conditions, diverse nutrition, and maintenance. If I were to consider using preventive means, only when the fish are in a too stressful environment – for example, in a store or somewhere where there are large changes in fish stocking, at most if we don’t want to use quarantine for new fish. When using any soluble medicines, we must consider removing active carbon from the aquarium. Because the treatment would be largely ineffective – activated carbon adsorbs to a large extent also the components contained in the medicines. Its effects should be used after treatment, as I mentioned elsewhere.

Salt bath – salt is used especially by more experienced aquarists as a remedy for some diseases. For example, to remove the so-called white spot (1 tablespoon per 30 liters of water), salt and increased temperature can be successfully used. Salt causes an increase in mucus secretion, with which the fish organism fights.

FMC – some medicines are sold under various trade names but are derivatives of FMC. FMC has a broad spectrum of action and contains three basic components: formalin, malachite green, and methylene blue. It is quite effective against some ectoparasites and fungi.

Potassium permanganate – potassium permanganate KMnO4 is used, for example, against carp pox, against algae. It acts disinfectant, and it is also used in medicine.

Trypaflavin is a relative of acriflavine and proflavine.

Against ectoparasites, methylene blue and malachite green are used. Chemically malachite green belongs to triphenylmethanes.

Other medicines include metronidazole – entizol. FMC is also commercially available under the same name FMC, but also, for example, as Multimedical.

Antibiotics are also used in aquaristics: tetracycline, streptomycin.

Quarantine Quarantine consists of the spatial isolation of organisms. Often, fish are treated in quarantine for some disease. Quarantine is used after transporting fish, that is, if we buy new fish, we can use the quarantine tank. How to arrange such a tank? First of all, it’s about its size. It must correspond to our fish. On the bottom, we use only gravel, possibly coarser sand, or we can have a quarantine tank without a bottom. Filtration, if we treat fish, would be problematic because drugs adversely affect microorganisms in it. Therefore, I would only use a simple filter that would perform mechanical filtration – an internal foam filter would be sufficient. Aeration would I introduce, but is not a necessity. Lighting does not have to meet the strictest criteria. Plants must only be floating, such as Ceratophyllum demersum, Najas, etc. Quarantine is also suitable for fish that were attacked by other fish in a tank. Some fish species suffer greatly after isolation in quarantine. In particular, socially living fish often suffer greatly from the accelerated course of the disease after isolation. It is a very difficult situation to solve, where such individuals die rather from the consequences of the change than from the disease that has been tormenting them all the time.

Jeder kennt wahrscheinlich den Satz: „Gesund wie ein Fisch“. Möge es Ihren Fischen gut gehen, aber erfahrene Aquarianer würden diesem Sprichwort wahrscheinlich ausweichen. Infektionskeime verbreiten sich im Wasser erfolgreich und treten oft und regelmäßig auf. Natürlich verfügen Fische über ein Immunsystem, das das Eindringen von Krankheiten verhindert. Dieses System kann jedoch durch verschiedene Faktoren gestört werden, und darauf werden wir hier eingehen. Ich möchte jedoch erneut betonen, dass Fische unter normalen Bedingungen, die wir ihnen bieten sollten, in der Lage sind, selbst zurechtzukommen. Während einer Krankheit ändert der Fisch oft seine Farbe, abhängig von der Art. Es kann verblassen oder verdunkeln.

Wenn wir den Punkt erreicht haben, dass wir nicht auf Desinfektion verzichten können, ist Kaliumpermanganat, Essig, reines Wasser, eine Mischung aus Salz und Essig, das Kochen geeignet. Eine höhere Temperatur beeinträchtigt über einen längeren Zeitraum die Kondition und Immunität der Fische, obwohl sie sich in solchem Wasser auf den ersten Blick besser fühlen und schöner gefärbt sind. Fischkrankheiten sind schwer zu diagnostizieren und zu heilen, besonders die inneren. Äußere Krankheiten, die oft mit bloßem Auge erkennbar sind, sind jedoch auch darunter, obwohl es auch solche gibt, die trotz Behandlung zu einem gesunden, gut konditionierten Fischsterben können. Interne Krankheiten erkennen wir oft durch Verhaltensänderungen oder erst nach dem Tod. Spezialisierte veterinärmedizinische Einrichtungen können auch die Art der Krankheit aus totem Material identifizieren. Bei der Verwendung von Medikamenten ist es oft ratsam, Pflanzen aus dem Aquarium zu entfernen, wenn möglich. Denn Medikamente schaden Pflanzen ausdrücklich, und ihre Wirkungen sind langfristig. Wenn dies nicht möglich ist, ist es nach Abschluss der Behandlung ratsam, Aktivkohle zu verwenden, die theoretisch etwas von den ungebundenen Bestandteilen von Arzneimitteln und den von ihnen verursachten Reaktionsprodukten binden kann. Nach einiger Zeit muss natürlich auch die Aktivkohle entfernt werden, da sie ihre adsorbierenden Eigenschaften verliert. Die Ausbreitung der Krankheit kann flächendeckend sein, ist aber oft an einen einzigen Wirt gebunden. Dies gibt uns die Möglichkeit, die Krankheit zu Beginn durch Verlegen des infizierten Individuums in ein anderes Aquarium loszuwerden. Wenn es diesem Parasiten gelingt, sein Opfer erfolgreich zu überwinden, wird es diesem keine Nahrung mehr geben, und es wird zu einem neuen Kandidaten wechseln oder einen suchen. Vielleicht haben Sie schon einmal bemerkt, dass Ihre Fische unbemerkt über einen längeren Zeitraum nach und nach sterben – das kann ein Ergebnis genau dieses Krankheitsverlaufs sein.

Ichthyophthiriose – ist eine ziemlich häufige Fischkrankheit, umgangssprachlich als Weißpünktchenkrankheit bezeichnet. Es wird von Ichthyophthirius multifilis verursacht, der zu den Ciliaten gehört. Fische sind mit „Weißpünktchen“ bedeckt. Die Krankheit gelangt durch Lebendfutter, fremdes Wasser, mitgebrachte Fische ins Aquarium. Gegen Weißpünktchen hilft eine Temperaturerhöhung – ein Salzbad, das weiter unten beschrieben wird. Es unterdrückt Weißpünktchen auch wirksam mit Malachitgrün, heilt jedoch nur die Symptome, die eigentliche Krankheit bleibt in den Anfängen erhalten, daher rate ich nicht zur Verwendung zur Behandlung, sondern es gibt Medikamente auf FMC-Basis.

Oodiniumose – Diese Krankheit wird durch Piscinoodinium pillularis verursacht.

Zu den schweren Fischkrankheiten, die fast unheilbar sind, gehört sicherlich die Mykobakteriose – die Fischtuberkulose. Es zeigt sich hauptsächlich durch krankhafte Abmagerung, eingefallenen Bauchbereich, Desinteresse am Futter. Es ist zu beachten, dass diese Krankheit wie eine der wenigen berührungsempfindlich auf den Menschen übertragen werden kann. Wenn der Arzt keine Verbindung zu Fischen herstellt, kann dies auch zum Tod des Patienten führen. Daher sollten wir in diesem Fall, in dem wir so schwerwiegende Erkrankungen in Betracht ziehen, professionell und respektvoll vorgehen. Es gibt mehrere humane Methoden, mit denen wir einen Fisch töten können: einen scharfen Schlag des Fisches auf einen festen Untergrund, Eintauchen in Soda, Mineralwasser – wir nutzen die starke narkotisierende Wirkung von CO2 in höherer Konzentration, ein schnelles Brechen des Rückgrats – das Rückgrat kurz hinter dem Kopf mit einem scharfen Gegenstand, sehr kaltes Wasser, wir können zum Beispiel Eis verwenden. Behandlung Bei der Behandlung können wir teilweise erfolgreich Aktivkohle verwenden, die viele unerwünschte Substanzen adsorbiert, aber vor allem UV-Licht. Ultraviolette Strahlung findet auch in der Medizin Anwendung, daher dauerte es natürlich nicht lange, bis die technische Lösung für die Verwendung von UV-Strahlung bereitstand. UV-Lampe wird entweder als Filter oder im akuten Fall direkt auf das kontaminierte Wasser angewendet. Ihre Effektivität ist ziemlich hoch, zum Beispiel gegen bestimmte Bakterien [1] wie Bacillus megatherium, Clostridium tetami, Dysenteriebakterien, Micrococcus candidus, Myxobacterium tuberculosis, Psedomonas aerugenosa, Salmonella enteritidis, gegen Viren, gegen Ciliaten, Chlorella und viele andere Arten und Taxa. Viele in der Aquaristik verwendete Heilmittel haben einen Kontaktcharakter – dh wenn sie auf ein geeignetes Objekt stoßen, binden sie sich daran. Sie sind in der Regel flüssig. Daher sollten wir für eine ausreichende Wasserzirk

ulation sorgen, sei es durch Filtration, Belüftung oder auf andere Weise, und das flüssige Arzneimittel auf den gesamten vom Krankheitsausbruch betroffenen Bereich anwenden. Ich bin oft auf die Verwendung von vorbeugenden Mitteln gestoßen. Es gibt spezielle Präparate für diesen Zweck, und oft auch Medikamente in niedrigerer Konzentration. Ich bin grundsätzlich dagegen, weil wir durch die Verwendung spezieller Präparate das Immunsystem unserer Fische schwächen, die dann bei schwereren Krankheiten der Infektion nicht widerstehen können. Solche Mittel unterdrücken die natürliche Widerstandsfähigkeit des Organismus. Die Vorbeugung sollte auf andere Weise sichergestellt werden – durch richtige Haltungsbedingungen, abwechslungsreiche Ernährung und Wartung. Wenn ich über die Verwendung vorbeugender Mittel nachdenken würde, dann nur, wenn die Fische in einer zu stressigen Umgebung sind – z. B. im Geschäft oder an einem Ort, an dem sich die Fischbesatzung stark ändert, höchstens wenn wir keine Quarantäne für neue Fische verwenden möchten. Bei der Verwendung von auflösbaren Arzneimitteln müssen wir darüber nachdenken, ob wir die Aktivkohle aus dem Aquarium entfernen sollten. Denn die Behandlung wäre weitgehend unwirksam – Aktivkohle adsorbiert in hohem Maße auch die in den Arzneimitteln enthaltenen Bestandteile. Ihre Wirkungen sollten nach der Behandlung genutzt werden, wie ich bereits an anderer Stelle erwähnt habe.

Salzbad – Salz wird vor allem von erfahreneren Aquarianern als Mittel zur Behandlung einiger Krankheiten verwendet. Zum Beispiel zur Entfernung von sogenannten Weißpünktchen (1 Esslöffel pro 30 Liter Wasser) kann Salz und erhöhte Temperatur erfolgreich verwendet werden. Das Salz verursacht eine Erhöhung der Schleimsekretion, mit der der Organismus des Fisches kämpft.

FMC – einige Medikamente werden unter verschiedenen Handelsnamen verkauft, sind aber Derivate von FMC. FMC hat ein breites Wirkungsspektrum und enthält drei Hauptbestandteile: Formalin, Malachitgrün und Methylenblau. Es ist ziemlich effektiv gegen einige Ektoparasiten und Pilze.

Kaliumpermanganat – Kaliumpermanganat KMnO4 wird zum Beispiel gegen Karpfenpocken, gegen Algen verwendet. Es wirkt desinfizierend und wird auch in der Medizin eingesetzt.

Trypaflavin ist ein Verwandter von Acriflavin und Proflavin.

Gegen Ektoparasiten werden Methylblau und Malachitgrün verwendet. Malachitgrün gehört chemisch zu den Triphenylmethanen.

Zu den weiteren Medikamenten gehört Metronidazol – Entizol. Kommerziell wird FMC auch unter dem gleichen Namen FMC angeboten, aber auch z. B. als Multimedical.

In der Aquaristik werden auch Antibiotika eingesetzt: Tetracyclin, Streptomycin.

Quarantäne Die Quarantäne besteht in der räumlichen Isolation von Organismen. Oft werden Fische in der Quarantäne gegen eine bestimmte Krankheit behandelt. Die Quarantäne wird nach dem Transport von Fischen verwendet, das heißt, wenn wir neue Fische kaufen, können wir das Quarantänebecken verwenden. Wie richte ich ein solches Becken ein? Vor allem geht es um seine Größe. Es muss unseren Fischen entsprechen. Am Boden verwenden wir nur Kies, gegebenenfalls groben Sand oder können ein Quarantänebecken ohne Boden haben. Die Filtration wäre schwierig, wenn wir Fische behandeln würden, weil Arzneimittel einen nachteiligen Einfluss auf die Mikroorganismen darin haben. Daher würde ich nur einen einfachen Filter verwenden, der die mechanische Filtration erfüllt – ein interner Schaumstofffilter würde ausreichen. Belüftung würde ich einführen, ist aber keine Notwendigkeit. Die Beleuchtung muss nicht den strengsten Kriterien entsprechen. Pflanzen müssen nur schwimmend sein, z. B. Ceratophyllum demersum, Najas usw. In die Quarantäne können auch Fische gestellt werden, die von anderen Fischen in einem Becken angegriffen wurden. Einige Fischarten leiden sehr unter der Isolierung in die Quarantäne. Insbesondere sozial lebende Fische leiden oft sehr unter dem beschleunigten Verlauf der Krankheit nach der Isolation. Es handelt sich um eine sehr schwer zu lösende Situation, in der solche Individuen eher an den Folgen der Veränderung sterben als an der Krankheit, die sie die ganze Zeit gequält hat.

[1] Malawi Cichlid Homepage