Cianobacterias, frecuentes en el acuario pero poco conocidas Texto y fotogra!as: José María Cid Ruiz Cuando se descubrió la dis"nción entre célula procariota ó (célula sin núcleo) y eucariota (célula con núcleo), se constató que los organismos actualmente denominados “cianobacterias” no eran verdaderas algas. Las cianobacterias, obacterias, iontes capaces de son en realidad los únicos organismos procariontes 1 realizar fotosíntesis oxigénica . Principales caracterís"cas de las cianobacterias Las cianobacterias (mal denominadas nominadas como algas “verde- azulaosín os ínín das “) son organismoss unicelulares , capaces de realizar fotos fotosíntesis y por tanto o sinte!zar sinte"zar sus propios alimentos (organismos ((or orga gani ga nism ni smos sm os os). Al Al igual igua ig ual que las algas verdaderas, verdader eras er as,, poseen as pose po seen se en clorofila clor cl orofi or ofila ofi la y autótrofos). mbién un conjunto ccon onju on junt ju nto nt o de pigmentos secundarios: secun unda un dari da rios ri os: ficocianina, os ficoc fic ocia oc iani ia nina, aloni también ficocianina (pigmento ((pi pigm pi gmen gm ento en to azules) aazu zule zu les) le s) y ficoeritrina fico fi coer eritrina na (pigmento ((pi pigm pi gmen gm ento en to rojo). Estos pigmentos, s, !enen "en " enen en en laa función func fu nción de captar nc cap apta tar energía ta ener ergí er gía lumínica que gí osteriorment ntee ab nt abso sorb so rbid rb idaa por id por la clorofila-a cloro rofil fila-a . Todos estos es posteriormente absorbida uestos fotosinté!cos fot otosin inté in té"c té "cos "c os no n están está es tán encerrados tá ence en cerrados en membranas a compuestos clor oroplast stos (como st ((co como co mo en e las las algas alga gass verdaderas), ve manera de cl cloroplastos sino que es en e el protoplasma proto toplas to asma as ma celular. ccel elul el ular ul ar. Las ar Las cianobacterias cianob ci obac ob acte ac terias prete están libres d celular ce rode ro dead de ada por ad por una una capa mucilaginosa muci mu cila ci laginosa la sa sentan pared rodeada uest staa por por ácidos ácid ác idos os pec•nicos pec ec•n ec •nic •n icos os y mucopolisacáridos. mucopolisacáridos (viscosa) compuesta cian anob an obac ob acte ac terias presenta te pre p resent re ntaa entre otros orgánt or El protoplasma dee las cianobacterias grán ánulos de poliglucanos án polililigl po glucanos y gránulos gl nulos: ribosomas, vacuolas,, gránulos erente tess estudios te estu es tudios gené"cos realizados con tu de cianoficina. Los diferentes inado o quee se trata de d bacterias "po este grupo, han determinado Gram-nega"vo. Cianobacterias, frecuentes en el acuario pero poco conocidas

Muchas especies de cianobacterias cia presentan un metabolismo mixto. No solo son capaces de generar compuestos compu orgánicos mediante fotosíntesis, también pueden fijar el nitrógeno atmosféric atmosférico (N2) disuelto en el agua, mediante una encima que rompe la molécula del gas nitróg nitrógeno y forma amonio (NH4+), el cual es ya directamente metabolizado como alimento. Am Ambos procesos son incompa"bles simultáneamente (la enzima u"lizada en la fijación del nitrógeno se inhibe en presencia de oxígeno), por ello las cianobacterias realizan fotosíntesis durante el día y fijación de nitrógeno por la noche. Las cianobacterias han jugado un papel primordial en como la vida evolucionó en la "erra, dado que pertenecen al grupo de organismos vivos primigenios, responsables de la presencia masiva de oxígeno en la atmosfera terrestre.

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Las cianobacterias en el acuario Un organismo que para sobrevivir le basta de día algo de luz y que de noche dispone del nitrógeno que el aire con!ene (en realidad del nitrógeno disuelto en el agua) para seguir alimentándose, no parece que necesite mucha ayuda adicional para establecerse en un medio acuá!co como es un acuario de agua dulce o marino. De hecho casi siempre están presentes aunque no las detectemos a simple vista. El problema sobreviene, cuando en el acuario se produce un desequilibrio significa!vo por exceso de energía: nergía: quíos, silicatos, mica (exceso de carbono orgánico, nitratos, fosfatos, principalmente) y/o lumínica (exceso de radiación iación luminosa). o, en un proceso natural de En los acuarios marinos por ejemplo, “maduración”, observaríamos como algunas superficies y sobre todo el sustrato del fondo se ve moderadamente colonizado por por pa de algas parduzcas, debida a la inicial inici cial al coloccol olool ouna suave mono-capa 2 nización del mismo ismo por diatomeas (estas algas no o presentan pres pr esen es enta en tan ta isit is itos it os en e cuanto al nivel de radiación rad adia ad iaci ia ción ci ón luminosa llum umin um inos in osaa y os grandes requis requisitos vechan el el silicio silililici si cio ci o disponible disp di sponible para incorporarlo sp incorp rpor rp orar or arlo ar lo a su su pared pare pa red celure aprovechan r). En un acuario acua uari ua rio ri o equilibrado, equi eq uilililibr ui brad br ado, la situación ad situ tuac ació ión se estabilizaría eest stab st abilililiz ab izaría en poiz lar). Por el contrario, ccon ontr on trar tr ario ar io, si las fuentes io fuent ntes es de energía en cas semanas. Por citadas ormente ab abun unda un dase da sen, se n, una una segunda seg egun eg unda oleada un ole leada de cianobacterias anteriormente abundasen, rior o simultáneamente ssim imultá táne tá neam ne amen am ente en te otra otr tra de algas tr aalg lgas verdes filamentosas) lg (y posterior llara. a. Las cianobacterias cia iano ia noba no bact ba cter ct eria er iass se fijan ia fija fi jan ja n firmemente firme fir meme me mente a prác!came se desarrollara. quie ier !po de superficie sup uper up erfic er ficie fic ie dentro den d entro del en del acuario acuari ac rio ri o (incluyendo (inc (i ncluyendo nc mente cualquier Allí crecen, c n, se s reproducen repr re prod pr oduc od ucen uc en y generan an polímeros pol p olím ol ímer ím eros exer tejidos vivos). Allí de la célula la a laa superficie superfi rficie de fijación. Con el !em rfi tracelulares desde !emna estructura estru ruct ru cturaa consistente ct consis iste is tente a modo de mi te po, van formando una microm”). Esta Est sta estructura st estr es tructura ess la “película tr “pelícu tapizancapa biológica (“biofilm”). mbrado dos a ver sobre el sustrato, do s te” que estamos acostumbrados plantas o cionad ados ad os y desequilibrados deseq rocas de los acuarios polucionados en su balance energé!co. Cianobacterias, frecuentes en el acuario pero poco conocidas

de No siempre es fácil determinar que grupos o especies cons!tuyen la “polución biológica” de fr un acuario. Con frecuencia bacterias, cianobacterias y algas “verdaderas” comparten la invaco sión y el complejo tapiz que puede cubrir la arena del fondo, las rocas del sustrato, el tejido de cor corales y esponjas e incluso colonizar el cuerpo de peces como los caballitos de mar ( (Hippocampus sp.). Como criterio general no riguroso, se puede considerar que las capas tapizantes viscosas de tonalidades rojizas, parduscas o negras corresponden a cianobacterias (si bien una misma especie puede presentar apariencias dis"ntas bajo espectros de iluminación diferentes o nutrientes diversos), mientras que las formaciones verdosas con aspecto arborescente suelen corresponder a invasiones de algas filamentosas, donde son frecuentes las especies Debersia sp. y Bryopsis plumosa, las cuales a su vez no son fáciles de diferenciar de las cianobacterias del género Lyngbya. 2

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También puede cons!tuirse (en presencia de silicio en exceso) un tapiz de verdaderas algas diatomeas que sus!tuyen y “en!erran” una primera colonización de cianobacterias. A veces el escenario se complica aún más, cuando junto a cianobacterias y diatomeas, se confirma bajo microscopio la presencia masiva en el agua del acuario de algas pelágicas (dinoflagelados). Esta son más di$ciles de comba!r que los anteriores grupos dado que no precisan para subsis!r ni del nitrógeno ni del fósforo. Les basta con el ¡carbonato nato cálcico del agua marina!.

¿Cómo controlar su expansión masivaa en el acuario? La primera pregunta sería: ¿cómo ómo controlar el “que”?. Como vimoss nfre nf renre nen el apartado anterior no siempre es fácil saber a qué nos enf enfrenggru rupo ru po dee tamos y no siempre la colonización corresponde a un solo grupo ha r frente fren fr ente en te a u una na organismos. A la hora de establecer planes para hacer ción masiva, mas m asiva, conviene saber si nos as os enfrentamos eenf nfre nf rent re ntam nt amos am os a u una na colonización “planta”, lanta”, una una “bacteria”, “bac “b acte ac teri te ria”, un “dinoflagelado” “dinoflagela lado la do”” o a varios do vari va rios ri os de d ellos simultáneame ment me nte. nt e. Una Una buena bue b uena ue na forma f ma de de iniciar inic icia ic iarr el diagnós!co ia dia d iagn ia gnós!co es indagn multáneamente. gar cual es la fuente ffue uent ue ntee de energía nt eene nerg ne rgía descont rg ntro rolada da. Por ejemplo, si enda descontrolada. ntramos los silicatos silililica si cato ca toss elevados to elev el evad ev ados ad os (niveles ((ni niveless de ≥ 0,2 mg/l ya pueden ni contramos desencadenar ncadenar ar colon colonizaciones oniz on izac iz acio ac ione io nes masivas) ne masiva ma vas) va s) podemos p sospechar que nos tamoss a una colonización colo co loni lo niza ni zaci za ción ci ón dee diatomeas. diat di atom omea om eas. ea s. Aunque en este caenfrentamos ne no solo medir med m edir ed ir ell nivel nive ni vell del ve de agua agua del d acuario acu cuar cu ario ar io sino medir so, conviene el agua aagu gua dulce dulc lcee u!lizada lc u!liza u! zada za da (las (la lass diatomeas la diatomea eass incorporan ea incorp in rporan el silirp la calidad del acuari ac rio ri o con n suma su rapidez y en ocas cio disponible en el aguaa del acuario ocasioalarma al mantes pero ma per p ero sí en el agua dulce du u!lines los niveles allílí no son alarmantes evapora rada o en las propias ra prop pr opia op ias sales marinas u!lizaia zada en reponer la evaporada mar ar). ar ). das para hacer agua de mar).

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accion encaminadas al control de este !po de “plagas” en el acuario: Veamos ahora, algunas acciones prope Eliminar las zonas propensas a ser fácilmente colonizadas, modificando sus condiciones. En general, se observ observa que las áreas del acuario con nula o débil corriente de agua acumulan del puntos de anclaje de la colonización, en especial si son zonas muy expuestas a tritus y son los fuert iluminación del acuario. Generar corrientes de agua moderadas por todos los rincola fuerte ne donde habitualmente se acumulan restos orgánicos dificultará significa!vamente la fijanes ción de las primeras colonias en la zona. Si las plagas se producen recurrentemente en el acuario, y este dispone de un sistema de filtración-depuración de calidad razonable, es conveniente replantearse una reducción tanto del número de especímenes mantenidos (biomasa) como de las can!dades y calidades de la alimentación suministrada y observar si el acuario se estabiliza y equilibra en unos niveles energé!cos más bajos. 3

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Pocas medidas resultan más eficaces en el control de la “polución biológica” del acuario, que un protocolo de mantenimiento que contemple frecuentes renovaciones parciales de agua. En los acuarios marinos es recomendable entre un 15 y un 20% semanal, que en el caso de los acuarios dulceacuícolas puede ser entre un 30 y un 50%, dependiendo del nivel de biomasa mantenida. Si no se "ene intención de limpiar de dos a tres veces por semacuna, los filtros mecánicos, no los pongamos. Lo contrario es acumular detritus orgánico justo en una zona de alto flujo jo de agua ón al máximo. bien oxigenada y por tanto potenciar la nitrificación El mismo argumento de base, sirve para recomendar omendar que se haga el mayor esfuerzo posible en la adquisición dquisición del mejor “Skimer” y disponer de una buena na filtración química an"fosfatos. "ón de la plaga mediante la iluminación, ilumin inación, n, ssii se En cuanto a la ges"ón trata de cianobacterias, bact cter ct erias, un pensamiento ú"l es recordar er rrec ecor ec orda or darr qu da quee la especie “invas “invasora” asor as ora” or a” no no es una planta y que incluso incl in clus cl uso us o puede pued pu edee preferir ed pref pr efer ef erir er ir nas de colonización colon oniz on izac iz ació ac ión ió n que que no sean sean las las más intensamente iint nten nt ensa en same ment me ntee ililumint zonas nadas. das. Sin embargo, embar argo ar go,, está go está demostrada dem d emos em ostrada su afinidad os aafin finidad ad por p la zona del espectro rojo-anaranjado, ctro rojo-anaran anja an jado ja do, es decir do dec d ecir ir las l longitudes longitu tudes de onda más largas del a tomar dos el espectro espectr tro o visible. visi vi sibl si ble. bl e. Ello EEllllllo o nos nos debería debe de bería llevar be ll or un n lado u"lizar u"l u "liz "l izar iz ar lámparas llám ámpa ám para pa rass que ra qu la energía e medidas: por radiada se concentre más ha hacia el espectro eesp spec sp ectro ec o “azul” “azu “a zul” (λ zu (λ en entre 45 450 0 y 300 nm),lo onde on dería con n lámparas lámp mparas mp as caracterizadas car arac ar acteriza ac zada za dass por da po una una temque se correspondería peraturas de color 10000K acuarios or de de 8000 8000 a 100 0000K 00 K (e (en ac acua uarios de agua ua ua dulce, lad ado, ad o, no o amor"zar am ex nunca por debajo dee 6000K).. Porr otro lado, en exceso estas lámparas demorando por demorand ndo demasiado nd demasiad de ado ad o su sus"tución s as tecnologías tec ecno ec nologías (fluorescentes no (fluoresce otras nuevas, dado que algunas espeámpa para su pa s espectro radiado se descialmente) al envejecer la lámpara plaza hacia el rojo. Cianobacterias, frecuentes en el acuario aacu cu pero poco conocidas

la eliminación $sica de las colonias, En todos tod odos los "pos "po " poss de plaga, po pla p laga la ga,, una ga un buena opción es siempre siem siempre quee se ten si enga en ga p pre resente que “eliminar” no es “remover”. Se trata pues de atrapar y extenga presente porciones de la capa tapizante, no de agitarla y trasportarla a traer fuera de dell ac acuario con rapidez porcio la columna de agua circulante, pues en este caso solo haremos que favorecer la contaminación de nuevas áreas del acuario. invasión de algas pelágicas (dinoflagelados), donde la reducción drás"ca de En el caso de una invasi nitratos y fosfatos, como ya se refirió, no resuelve el problema, el uso de lámparas UV-C y ozonizadores son las la opciones más recomendables. En el e caso de algas bentónicas, la mayoría de alguicidas suelen u"lizar como principios ac"vos el cobre o el permanganato potásico. El uso de an"bió"cos, en el caso de las cianobacterias (dada su condición de bacterias "po gramnega"vo) se sabe que puede resultar eficaz, pero comporta el peligro de que una dosis no suficientemente alta genere una cepa resistente a los mismos y además, los an"bió"cos recomendables son de amplio espectro y también eliminaran los lechos de bacterias nitrificantes (Nitrobacter y Nitrosomonas) de nuestro acuario. 4

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Eritromicina y Tetraciclina son los an!bió!cos más frecuentemente u!lizados en estos casos. Suministrar una única dosis de 200mg/40l y transcurridos dos días proceder a cambiar al menos el 50% del agua del acuario. Otros tratamientos alterna!vos descritos en la bibliogra"a u!lizan peróxido de hidrogeno (al 3%) en dosis de 40g/50l.

Trabajos citados Welsh,DT (1994), “Microbial obial Mats: structure, development..”, develop NATO Series G,E. Sciences VOl 35 Nielsen LP et al (1994), “Denitrifica!on, nitrifica!on, and an nitrogen assimila!on in photosynthe!c microbial mats”,, LJP Caume•e (eds) mble S. (2002), “Algae Curse: a new view”, F.A.M.A F.A .A.M .M.A .M .A magazine mag m agaz ag az 2002-07 Gamble

En general se observa que las cianobacterias !enen un comportamiento en el acuario, que podríamos describir como una “histéresis vital” en relación a la fuente de energía (alimento) que las hizo aparecer, en el sen!do de que una vez bien estazca (se elimine casi por blecidas, aunque el “es!mulo” desaparezca completo la fuente de alimento), ellas as permanecerán vivas incluso su colonia podrá crecer. Ante este panorama algo inquietante una conclusión final parece poder extraerse: en materia de cianobacterias, “mejor mejo me jor prevenir que curar”. © jo

Para más información nformación o contactar con onta on tact ta ctar ct ar con con el autor: au www.aqua•cnotes.com www.aqu qua• qu a•cnot otes ot es.c es .com .c Notas: Nota1: La fotosíntesis tesis oxigénica oxig igén énica es ell !po •po po de de fotosíntesis foto tosí to síntesis sí is m más generalizado mo d el agua aagu guaa actúa gu actú ac túaa como tú mo el e donante dona nant na nte primario nt en la naturaleza. En esta modalidad do oxígeno o (O2 O2). O2 ). Existen Exi xisten xi en otros o os organismos organis o ismo is moss fotosinté!mo fotosi sint si nté! nt é!é! de electrones, liberando (O2). arqueobact ar cteria ct iass pero ia pero desarrollan desar arro ar rollan otr ro tras as modalimod m odalicos entre las bacterias y lass arqueobacterias otras dades de fotosíntesis, en las quee el compuesto ccom ompu om pues pu esto es to donante donan ante d an dee electrones, es ell sulfuro o el hidrógeno en vez del agua. Nota2: Algunos autores (Stock & Ward, 1989), 198 989), encontraron 98 en n que que en realidad son bacterias los primeros colonizadores rápidamente adores del el sustrato sus ustr trato seguidas rápidam tr por la aparición de una mono-capa de diatomeas. diatom omeas. om s. La colonización culmina con la aparición de algas verdes filamentosas osas as acopladas aaco copl pladas al entramado de pl bacterias, cianobacterias y diatomeas.

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