Veroordeeld tot cyanobacteriën

Tekst: Radek Bednarczuk (www.radbed.com) (Vertaling: Loek van der Klugt) - Foto's: Jos Hoedeman

Cyanobacteriën behoren tot de oudste en eenvoudigste organismen. In oudere bronnen worden zij geclassificeerd als algen, wat nog doorklinkt in de wetenschappelijke indeling CYANOPHYTA (phyta = planten), zowel als in de populaire naam blauwalgen. Tegenwoordig vormen de cyanobacteriën (cyanobacteria) een afdeling in het koninkrijk der bacteriën.

Hun naam bestaat uit twee delen: het eerste deel 'cyano' is zonder meer verbonden met het karakteristieke pigment dat ze de unieke kleur verleent, namelijk het blauwe phycocyanide, dat het
  Blauwpurperen smeeralg
De blauwpurperen smeeralg is een cyanobacterie van het geslacht Oscillatoria. Deze bestaat uit een keten van cellen die door een slijmhuid tot draden worden gevormd. De slijmdraden vormen een mat die vanwege de grote hoeveelheid slijm superglibberig aanvoelt. (Vergroting 250 x)
groengele chlorofyl b vervangt dat echte planten hebben en wat bij de cyanobacteriën ontbreekt. Het tweede deel van de naam 'bacteria' kan gemakkelijk worden geraden: het verwijst naar de sterke gelijkenis met bacteriën. Hun algemene kenmerken bestaan uit de chemische samenstelling van de celwand en het membraan dat hen omgeeft. Bovendien vertonen hun cellen een erg eenvoudige structuur. Dat wil zeggen, hun DNA is niet gescheiden van het cytoplasma, hetgeen resulteert in het gebrek aan specifieke mechanismen van celdeling: geen meiose en ook geen mitose. (Meiose is het proces waarbij door tweedeling voortplantingscellen als ei- en zaadcellen en ook stuifmeel en sporen worden gevormd. Mitose is het proces dat na de bevruchting plaatsvindt en waarbij chromosomenparen zich eerst verdubbelen om vervolgens uit elkaar te gaan. Zo ontstaan nieuwe cellen en dus groei. - vertaler)

Ook werd gevonden dat sommige cyanobacteriën het vermogen bezitten zich te verplaatsen (bijvoorbeeld Oscillatoria). Zij kunnen zich voortbewegen door te glijden of door het maken van schommelende bewegingen. Sommige cyanobacteriën kunnen atmosferische lucht opnemen. Ook in dat opzicht komen zij met de bacteriën overeen. Naast wat er hiervoor al werd gezegd over het pigment, cyanobacteriën bevatten andere pigmenten, bijvoorbeeld chlorofyl a, rood phycoerythrine en geel caroteen. Interessant is dat de zuurgraad of alkaliciteit van hun omgeving hun kleur bepaalt.
  Afgevallen blad van een vaantjesplant
Dit afgevallen blad van een vaantjesplant ligt op de bodem nagenoeg tegen de voorruit en wordt door bacteriën verteerd. In de zuurstofarme en voedselrijke zone weet de blauwalg de taak van de bacteriën over te nemen. We hebben te maken met de blauwpurperen smeeralg
Die kan rood, blauw, geel of blauwgroen zijn. Sommige soorten ontberen het fotosynthetische pigment en leiden een heterotrofische levensstijl.
De wetenschap kent meer dan 2000 soorten cyanobacteriën en die zijn verdeeld over 160 geslachten. Daaronder bevinden zich bodembewonende soorten, die de bodem de karakteristieke geur geven. Ongeveer 200 soorten leven in water, zowel zoet als zout water. Zij vermenigvuldigen zich alleen ongeslachtelijk, meestal door celdeling of door het in stukjes breken van een veelcellige draad; veel soorten produceren speciale organen voor ongeslachtelijke vermenigvuldiging. Cyanobacteriën kunnen leven waar een beetje water, minerale zouten, licht en koolstofdioxide zijn. Zij leven in heldere stromen, bergmeren, en ook in wateren die zijn verontreinigd met organische substanties.

Cyanobacteriën in het aquarium - hoe ze te herkennen
Het meest waarschijnlijk in aquaria zijn draadvormige cyanobacteriën (Oscillatoria). Zij zijn gemakkelijk te herkennen: op het glas of op decoratiemiddelen vormen zij een gemakkelijk verwijderbare, gelatineuze, slijmerige laag van een paar millimeters dik - soms kunnen daaronder gasbellen worden waargenomen. Als er een lichtstraal op ze wordt gericht, dan blijken ze opaal te zijn en als ze uit het water worden genomen, dan verspreiden ze de karakteristieke geur van vers gemaaid gras. Als er sprake is van een massale ontwikkeling in het aquarium, dan kan die geur zelfs worden waargenomen als de lichtkap wordt geopend! Als de cyanobacteriën de planten gaan bedekken, dan onthouden ze die het licht dat deze nodig hebben voor hun levensverrichtingen. Erger nog, zij verspreiden gifstoffen in het water die een negatieve uitwerking hebben op de aquariumbewoners.

Soms vormen zij een dichte mat op het substraat die de gasuitwisseling onmogelijk maken. Daarbij kunnen zuurstofloze zones ontstaan en - wat erger is - in die omstandigheid kan schadelijk zwavelwaterstof (H2S) worden gevormd.

Wat veroorzaakt blauwalgenexplosies?
Soms, door bekende of onbekende oorzaak, is het biologisch evenwicht in het aquarium verstoord. De volgende factoren kunnen bijdragen aan het uitbreken van een blauwalgenplaag:
- niet of onvoldoende uitvoeren van wekelijkse waterverversing;
- overbevolking van het aquarium, wat leidt tot het ophopen van organische substanties en waarbij we ook rottende planten en ongeconsumeerd voer kunnen rekenen;
- fouten in de plantenbemesting - overbemesting en/of het gebruik van meststoffen die rijk zijn aan stikstof en fosfor;
- ongeschikte biologische filtering en verminderde zuurstofconcentratie;
- ongeschikte belichting (te hoog roodaandeel), zowel als te langdurige belichting;
- te veel direct zonlicht en/of al te sterke kunstmatige belichting

Cyanobacteriën zullen vooral gaan woekeren als meer dan een van de hiervoor genoemde factoren tegelijk optreden. Vaak zoeken we de oorzaak van een blauwalgenexplosie in een te hoge concentratie aan stikstof en fosfor, maar - interessant genoeg - kunnen we dan geen verhoogde concentraties meten. Hoe komt dat dan? De schijnbare tegenstelling kan daardoor worden verklaard dat de blauwalgen zoveel nitraat en fosfor consumeren dat de concentraties normaal of zelfs aan de lage kant lijken! (Vermoedelijk bedoelt de auteur dat er aanvankelijk een veel te hoge concentratie stikstof en - volgens het concept van de Redfieldratio vooral - fosfor is geweest. Dat leidde tot de blauwalgenwoekering. Toen de blauwalgen er eenmaal in grote hoeveelheid waren, consumeerden die meteen (vrijwel) alles wat aan stikstof en fosfor beschikbaar kwam. - vertaler)

Ongelijke strijd of David tegen Goliath
Hoe dan ook, we kunnen de strijd tegen de blauwalgen in ons aquarium winnen! Het slechte nieuws is dat deze organismen in vrijwel elk aquarium te vinden zijn. Ga er maar gerust van uit dat het niet mogelijk is een aquarium vrij van kwalijke bacteriën of blauwalgen te houden. Als zij voor hen gunstige leefcondities vinden, dan zullen zij zich vermenigvuldigen en langzaam maar zeker ander leven in het aquarium onmogelijk maken. Helaas, deze onwelkome gasten maakten ook hun entree in mijn aquarium. Omdat ik alleen omkeerosmosewater gebruikte, maakte ik mezelf wijs dat mijn aquarium veilig was. Want, zo redeneerde ik, het osmosefilter zou de cyanobacteriesporen wel uitfilteren. Als zo'n filter dat al zou doen, de sporen zijn helaas ook aanwezig in de lucht, maar dat realiseerde ik me pas later. We brengen ze zelf in onze huizen, ze zitten op onze kleding en onze schoenen en ze kunnen ook vaak gevonden worden in het diepvriesvoer dat wij onze vissen geven. Om terug te keren naar de blauwalgenexplosie, na enige tijd kwam ik tot de conclusie dat de oorzaak daarvan moest worden gezocht in slechte belichting. Gedurende een aantal jaren had ik dezelfde tl-buizen gebruikt en ongetwijfeld was hun verstoorde spectrum perfect voor de blauwalgen.

  Baardalg
Terwijl de planten in dit aquarium minder floreren, oogt het kienhout redelijk goed. De baardalgjes zijn echter een goede vangplaats voor rondzwervend vuil, waarbij de kans op blauwalg toeneemt
Om te beginnen moet de oorzaak van de blauwalgenexplosie worden weggenomen. Als je dat wilt en als je daarvoor de tijd hebt, dan is het soms de moeite waard gebruik te maken van natuurlijke methoden. Daaronder valt het losmaken van hun substraat en zo volledig mogelijk afzuigen van alle blauwalgen. Daarna dient het water voor ongeveer de helft te worden ververst. In ernstige gevallen dient deze procedure gedurende een week tot wel een maand dagelijks te worden herhaald. In minder erge gevallen kan dat om de drie dagen worden gedaan. In deze periode dient niet te worden gevoerd. Sommige liefhebbers zetten de bak bovendien in het donker. Komen de blauwalgen desondanks toch weer terug, dan zit er niets anders op dat met chemicaliën aan de gang te gaan. Die zijn in iedere aquariumwinkel te koop.

Gebruik van chemicaliën
Zelf maakte ik gebruik van het welbekende antibioticum penicilline in kristalvorm. Zoals ik al opmerkte, zijn blauwalgen verwant aan bacteriën en daardoor ook gevoelig voor antibiotica. Bij gebruik van antibiotica dienen we eerst 60% van het water te verversen. Daarna dient de bak verduisterd te worden - antibiotica worden namelijk door licht afgebroken. De dosis is 10.000 internationale eenheden (IE) per liter water. Het antibioticum wordt geleverd in poedervorm en moet dus eerst in water worden opgelost. Die oplossing gieten we het best vlak voor een uitstromer in de bak. Dan zal het middel snel en gelijkmatig over de bak worden verdeeld. (Om te verhinderen dat het middel wordt uitgefilterd, dient eventueel aanwezige actieve kool in het filter te worden verwijderd - vertaler). Na 48 uur dient de dosering te worden herhaald, nu echter in de helft van de eerste dosering, dus 5.000 IE per liter water. De behandeling dient 1 tot 2 weken te worden volgehouden. In die periode dient de bak goed belucht te worden. In de ruimte waarin de bak staat, bestaat kans op een 'ziekenhuisluchtje'. De vissen mogen gedurende de behandelingsperiode niet worden gevoerd. Na de behandeling dienen de dode overblijfselen van de blauwalgen van de bodem van de bak te worden verwijderd. Daarna dient de helft van het water te worden ververst. Er moet worden gefilterd over fijnporig schuim, filterwatten en actieve kool. Na een paar dagen dient alle filtermateriaal te worden vervangen. Ook dienen meteen na de behandeling alle aquariumdelen, die niet met het antibioticum in aanraking kwamen met waterstofperoxide of chloramine te worden gedesinfecteerd om te verhinderen dat resten blauwalgen of hun sporen zich alsnog gaan vermeerderen.

  Een tegenlichtopname (150 x vergroot)
Een tegenlichtopname (150 x vergroot) van een situatie, ten gevolge van een vervuiling in het aquarium. De draadalg is nog geheel intact en is duidelijk herkenbaar aan de strakke vorm van de cellulosewand. De blauwalg (blauwpurperen smeeralg) gaat woekeren in een omgeving van opgehoopt vuil met vele onzichtbare bacteriën en pakketjes diatomeeën (kiezelalg)
Na de behandeling kunnen nitrificerende bacteriën aan het water worden toegevoegd. Door de behandeling kunnen de voor ons gunstige bacteriën namelijk ook zijn gedood.
In mijn strijd heb ik een dubbele dosis antibioticum toegepast en dat in een bak met wildvangdiscussen! Ik heb geen enkel negatief effect waargenomen, niet bij de vissen en ook niet bij de planten. In feite valt waar te nemen dat de planten na een dergelijke behandeling welig gaan tieren. Dat zou dan te danken kunnen zijn aan de overmaat aan stikstofverbindingen die door het vergaan van de dode cyanobacteriën vrij zijn gekomen.
Bedenk wel dat de beschreven behandeling effectief, maar wel riskant is: niet alle cyanobacteriën zijn gelijk, waardoor - in extreme gevallen, als de concentratie voor die soorten te laag was - het kan voorkomen dat sommige soorten de behandeling niet alleen overleven, maar ook nog eens immuniteit tegen het toegepaste antibioticum ontwikkelen. Maar ja, als wij deze onwelkome gasten voorgoed willen elimineren, dan kan het de moeite waard zijn een dergelijke behandeling uit te voeren. Maar garantie valt niet te geven, de plaag kan zich opnieuw voordoen.

Voorkomen is beter dan genezen
Een oude wijsheid, die ook hier geldt: Cyanobacteriën bestrijden is als vechten tegen windmolens. Een natuurlijke basismethode om blauwalgen voor te zijn, is het toepassen van snel groeiende waterplanten. Sommige slakken, bijvoorbeeld die uit het geslacht Pomacea, kunnen helpen in de strijd. Als zij weinig voedsel vinden, dan kunnen zij zich in leven houden door de blauwalgenfilm van de planten en/of decoratiemiddelen te eten. Zo'n gedrag vertoont ook de levendbarende hooglandkarper Ameca splendens. Hoewel, al te veel te vertrouwen op de hulp van dergelijke strijdmakkers is niet aan te raden. Op de eerste plaats moeten we voorkomen dat er onbalans in ons aquatisch systeem ontstaat.

De positieve rol van cyanobacteriën
Eerlijkheidshalve moeten we ook de goede kant van cyanobacteriën memoreren. Ze koloniseren de meest ongastvrije uithoeken van onze planeet, waar ze de functie van wegbereider vervullen, eerst voor planten, dan voor dieren.
Vaak worden cyanobacteriën de pioniers van de organische wereld genoemd. Met hun vermogen atmosferische stikstof te binden, verrijken zij de bodem met stikstofverbindingen. Wat dat betreft, is het interessant te vermelden dat bijvoorbeeld in India cyanobacteriën met opzet in de bodem van rijstvelden worden gebracht en dat dat wel een 15-20% rijkere opbrengst kan opleveren. De molm die zich op dode cyanobacteriën vormt heeft vaak medicinale eigenschappen. Veel soorten voorzien in de voedselbehoefte van mensen, bijvoorbeeld in Siberië en Zuidoost-Azië. En natuurlijk moeten we ook Spirulina (ook een cyanobacterie) noemen, die wordt gekweekt voor medicinale doeleinden en bij de voedselvoorziening van onder meer Afrikaanse cichliden wordt gebruikt.

Aanhangsel - Waarom zijn cyanobacteriën gevaarlijk?
Een blauwalgenexplosie in onze aquaria leidt tot een tekort aan zuurstof en licht, factoren die essentieel zijn voor het overleven van andere aquatische organismen: planten, vissen en andere dieren, protozoa. Overdadige ophoping van blauwalgen vertraagt de wateruitwisseling tussen verschillende niveaus in de bak, verstoort de waterstroming daarin - en als de blauwalgen afsterven, dan verbruiken de bacteriën, die de dode blauwalgen afbreken zeer veel zuurstof, waardoor vissen en andere aquatische dieren en planten kunnen sterven. Zij nemen ook plaats in die de planten en dieren nodig hebben om te kunnen functioneren. (Vertaler heeft grote moeite met deze tekst. Hij vermoedt dat de auteur probeert te zeggen dat als de planten met een laag blauwalgen zijn bedekt, deze enerzijds onvoldoende licht kunnen vangen en daardoor niet meer de energie krijgen, die nodig is voor het assimilatieproces en anderzijds geen of onvoldoende kooldioxide en zuurstof met het omringende water kunnen uitwisselen. Kortom, de assimilatie komt tot stilstand en dat leidt tot een ophoping van kooldioxide en een tekort aan zuurstof in het water. Dat is niet alleen erg levensbedreigend voor de vissen en andere waterbewoners, maar ook de nuttige bacteriën zullen er door afsterven en dan zijn de rapen echt gaar!)

In voedselrijke water, vol fosfor-, koolstof- en stikstofverbindingen kan soms een massale uitbraak van cyanobacteriën plaatsvinden. Er ontstaan als het ware dikke lagen die de karakteristieke, onplezierige geur produceren. Het is niet de geur die schadelijk is, maar de gifstoffen die deze organismen uitscheiden. Ongeveer 1% van de cyanobacteriën produceert substanties die giftig zijn voor de mens, te weten hepato- en neurotoxinen. (Hepatotoxinen zijn schadelijk voor de lever, neurotoxinen voor het zenuwgestel - vertaler). Hepatotoxinen zijn gifstoffen die een paar keer sterker werken dan natriumcyanide en zij kunnen - zowel bij mensen als bij dieren - jeuk, koorts, diarree, braken en zelfs acute leverschade veroorzaken. Het laatste kan schade aan het zenuwgestel verergeren, wat tot uiting kan komen in spieraandoeningen (soms zelfs verlamming van de ademshalingsspieren), een doof gevoel of samentrekkingen van de bewegingspieren. In dit verband kan het interessant zijn te vermelden dat sommige wetenschappers proberen cyanobacteriële gifstoffen toe te passen bij de behandeling van sommige zenuwaandoeningen, bijvoorbeeld de ziekte van Alzheimer.