Ekologie rostlinného akvária

V mantinelech zdravého rozumu a kritického myšlení

Faktory potlačující růst řas 1 → úvod

Řasy: různorodá skupina organismů (různé druhy mají různé nároky)

Řasy se dělí do několika základních skupin: hnědé řasy, červené řasy, zelené řasy, krásnoočka a sinice (což jsou ale technicky vzato vlastně bakterie).

Poznámka: Podrobnější členění a popis nejčastějších akvarijních řas najdete v samostatném článku (viz Klíč: Identifikace akvarijních řas).

Neustále se rozmnožující mikroskopické organismy

Akvarijní řasy jsou mikroskopické organismy, které nejsou pouhým okem viditelné. Teprve když se dostatečně namnoží a začnou vytvářet tzv. nárosty nebo dlouhá vícebuněčná vlákna, začneme si jich v akváriu všímat.

Zdaleka nejčastějším způsobem rozmnožování sladkovodních řas bývá prosté vegetativní dělení, resp. fragmentace (odlomení) stélky. Tímto způsobem se řasy rozmnožují nepřetržitě, a určitě ve větší míře než pomocí tzv. zoospor (= rejdivých výtrusů).

Zoospory nevznikají nepřetržitě, ale spíše naráz, a to jen za určitých okolností – nejčastěji při stresu (který může fungovat jako určitý impulz k náhlému vytvoření a následnému uvolnění zoospor do okolí). Zoospora je bičíkovec, který vyrejdí z buňky, několik minut plave ve vodě, a pak přisedne (kamkoli – na řasu samotnou, na sediment, na vodní rostlinu ...), a začne tvořit mladé vlákno. Rejdivé výtrusy dokáží přežít zpravidla jen několik málo dnů (nejvýše týden), přičemž už po několika hodinách u nich obvykle zaniká bičík a nemohou se tak již aktivně pohybovat (jejich další pohyb se omezuje na unášení proudem). Vzhledem k tomu, že už do několika minut či nejvýše hodin po svém uvolnění přisedají zoospory na nějaký povrch, kde z nich okamžitě vznikají nová vlákna (= nové řasy), je jejich výskyt (nalezení) ve vodě spíše vzácným jevem.

Jinou (samostatnou) kapitolou je sexuální (pohlavní) rozmnožování řas, které sice probíhá, ale extrémně vzácně, a o jeho četnosti téměř nic nevíme. U mořských řas se setkáváme většinou jen s jedním vystřídáním generací (= rodozměnou) za jeden rok.

Protože se tedy sladkovodní (akvarijní) řasy množí téměř výhradně nepohlavně (vegetativně), jejich rozmnožování může přestat jen v případě, že bychom nějak zamezili růstu jejich buněk. Toto je prakticky možné docílit jen tak, že bychom je uvrhli do ¹⁾ naprosté tmy, nebo ²⁾ prostředí bez živin. Nicméně řasy jsou schopny žít i ve velmi čisté vodě (o konduktivitě 10 µS) a občas je možné je najít i v balené vodě → tj. prostředí extrémně chudém na živiny (odříznout je tedy od živin se tudíž v praxi jeví jako neproveditelný požadavek). Řasy jsou navíc v podstatě nesmrtelné → buňky se stále dělí, a pokud mají stálý přísun živin (kterých nemusí být mnoho), neumřou. V přírodě (ale také v akváriu) samozřejmě podléhají predaci (kořistění ze strany dravců), virovým infekcím, stresu apod.

Jsou všudypřítomné

Řasy (ať už ve formě mikroskopických vegetativních buněk či zoospor) najdete téměř v jakémkoli prostředí – od vzduchu, přes půdu až po vodu. Některé mikroskopické řasy se volně vznášejí ve vodě, jiné žijí přisedlým životem. Řasy jsou samozřejmě také v každém akváriu, v každé akvarijní vodě, na každé akvarijní rostlině i dekoraci. Vzhledem k jejich mikroskopickým rozměrům a schopnosti přichytit se na pevný podklad, je prakticky nemožné se jich zcela zbavit. Pokud tedy někdo tvrdí, že má akvárium bez řas, pak neříká pravdu. Řasy prostě vždy byly a budou nedílnou součástí našich akvárií. Pokud byste si nějaký (na první pohled zdravý) list akvarijní rostliny prohlédli pod mikroskopem, zjistili byste, že je jeho povrch pokrytý celou řadou různých druhů mikroskopických řas. Tyto řasy zde (jakož i na jiných místech v akváriu) čekají na vhodnou příležitost k přemnožení.

Jsou užitečné

Přestože pro řadu akvaristů jsou řasy spíše na obtíž, jsou v mnoha ohledech také užitečné – čistí vodu, pomáhají odčerpávat z vody přebytečné živiny a další látky, jsou nedílnou součástí potravního řetězce (= nedílnou součástí jídelníčku některých mikroorganismů a živočichů), slouží jako bioindikátory (ukazatele) kvality vodního prostředí a stability akvária, a některé druhy řas se v akváriích pěstují i z estetických důvodů pro jejich krásný či zajímavý vzhled (např. některé ruduchy).

V prostředí, do kterého proudí příliš mnoho energie (v podobě světla a živin), kterou nedokáží rostliny zužitkovat, fungují řasy jako stabilizační prostředek, pomocí něhož se příroda snaží nastolit rovnováhu.

K životu jim stačí málo – voda, světlo, živiny (při absenci toxických látek)

Ke svému růstu a rozmnožování potřebují řasy zpravidla jen vodu, světlo, živiny, čas a absenci toxických látek. Vzhledem k tomu, že jsou řasy mikroskopické organismy, stačí jim k životu velmi malé množství živin (několikanásobně menší než rostlinám). Nicméně čím větší bude biomasa řas, tím rychleji a více živin budou v souhrnu spotřebovávat. Při extrémním přemnožení se může jejich spotřeba živin přiblížit spotřebě živin vodních rostlin.

Za normálních podmínek se řasy rozmnožují a rostou především v závislosti na světle a živinách (vč. CO₂), které mají k dispozici. Dokud budou mít k dispozici dostatek světla a živin, budou se množit a růst. Jakmile dosáhnou svého maxima a vyčerpají většinu živin, jejich růst a rozmnožování se utlumí, a řasy začnou ustupovat (resp. přizpůsobovat své stavy množství dostupných živin). Snížení množství živin tedy v těchto systémech povede zcela logicky i k omezení biomasy řas (nebo alespoň urychlí jejich regresi).

Nejdůležitější faktory negativně ovlivňující růst řas

S nějvětší pravděpodobností to není jen jedna konkrétní věc, ale spíše souhra několika různých faktorů. Největší vliv má zcela jistě světlo, resp. intenzita osvětlení. Ve srovnání se světelnými podmínkami, které panují v přírodě, dopadá na rostliny v akváriu mnohem méně světla → 2000 µmol PAR v přírodě vs. 150-300 µmol PAR u vodní hladiny v akváriu. Jelikož světlo řídí rychlost fotosyntézy, a tím i růstu, je zřejmé, že při několikanásobně nižším osvětlení budou mnohem pomaleji růst i řasy. S tím úzce souvisí i další důležitý faktor, a tím jsou živiny, především pak CO₂ (resp. jeho množství či dostupnost). Nebudou-li mít rostliny k dispozici dostatek živin (vč. CO₂ jakožto zdroje uhlíku = základní stavební látky rostlinných buněk), bude to mít negativní dopad na jejich růst a zdraví. Oslabené rostliny pak nemusí být schopné konkurovat řasám, a bránit své nejbližší okolí před jejich invazí. Dalším faktorem je pak pravidelná údržba akvária. Řasy ke svému přemnožení potřebují dostatek času (některé řasy se nezačnou v akváriu objevovat dříve, než po týdnu). Pokud tedy v akváriích používáme výkonnou filtraci (která 24h denně čistí vodu), každý týden ho čistíme, odstraňujeme organické zbytky a měníme polovinu vody, značně jim tím komplikujeme život (neboť musí začínat neustále od znova). Významnými pomocníky při této údržbě jsou také tzv. řasožravci - tj. živočichové, jejichž velkou část jídelníčku tvoří právě řasy (např. krevetky, krunýřovci, parmičky, plži). V neposlední řadě na tom mají svůj podíl i samotné rostliny, které nejenže svými listy "vychytávají" poměrně velkou část světla (a řasám tak mohou v docela velké míře stínit), ale také mohou do svého okolí vylučovat speciální chemikálie (tzv. alelopatika), které růst řas mohou aktivně potlačovat ... nebo je také možné, že zdravé (dobře rostoucí) listy prostě a jednoduše nejsou vhodným místem pro uchycení a růst řas. Nezanedbatelným faktorem mohou být i nejrůznější bakterie a bakteriální filmy (povlaky).

Metody řešení přemnožení řas

• Dlouhodobě účinné:
• Fungující mikroflóra

Rozpracovat ...

• Úprava intenzity osvětlení

Růst většiny řas se přímo odvíjí od intenzity osvětlení → čím více světla, tím rychleji řasy rostou a množí se. Snížením intenzity osvětlení lze růst většiny¹⁾ řas účinně zpomalit (a v úplné tmě i prakticky zastavit). Tato přímá souvislost mezi intenzitou osvětlení a rychlostí růstu řas byla mnohokrát vědecky prokázána, a nepochybuje o ní snad žádný akvarista. Při úpravě intenzity osvětlení je třeba brát v potaz nároky jednotlivých druhů rostlin. Každá rostlina potřebuje ke svému růstu určité minimum světla. Odborně se tomuto minimu říká kompenzační bod světla (angl. Light Compensation Point neboli LCP). U stínomilných rostlin se toto minimum pohybuje kolem 10-30 µmol PAR, u světlomilných rostlin pak obvykle kolem 30-50 µmol PAR. Pokud tedy chceme zajistit, aby se dobře dařilo naprosté většině akvarijních rostlin, měli bychom se snažit udržovat intenzitu našeho osvětlení nad touto minimální hranicí. Jako přiměřená hodnota osvětlení, která by měla být dostačující pro většinu vodních rostlin, se uvádí 50 µmol PAR²⁾. (V případě, že budou většinu našich rostlin v akváriu tvořit spíše stínomilné druhy, vystačíme si i s osvětlením kolem 30 µmol PAR.) Takováto intenzita osvětlení skýtá několik výhod: 1) je dostatečně velká pro dobrý růst většiny vodních rostlin, 2) je dostatečně malá pro špatný růst většiny sladkovodních řas, 3) pomalejší růst rostlin znamená automaticky také menší poptávku po živinách (vč. CO₂), takže není potřeba tolik hnojit a rostliny tak často zastřihávat; a pomalejší růst řas znamená zase menší nároky na údržbu akvária. Pokud jde o světlo, má každá rostlina také své maximum. Odborně se tomuto maximu říká bod nasycení světla (angl. Light Saturation Point neboli LSP). U většiny vodních rostlin se toto maximum pohybuje v rozmezí 500-1000 µmol PAR. Zvyšování intenzity osvětlení od 50 do ~500 µmol PAR tedy bude mít za následek i zvyšování rychlosti růstu rostlin; nad ~500 µmol PAR už se ale rychlost růstu dále zvyšovat nebude (nebo jen naprosto zanedbatelně). Důležité je také vědět, že při poviční intenzitě osvětlení, tj. kolem ~300 µmol PAR, jsou rostliny nasycené světlem už téměř z 90%, takže zvyšování intenzity osvětlení nad tuto hranici už přináší jen nepatrný nárůst rostlinné biomasy. Z toho všeho pro nás vyplývá, že efektivní rozsah osvětlení u akvarijních rostlin se pohybuje v rozmezí 50-300 µmol PAR. Přitom je ale samozřejmě dobré pamatovat na to, že vyšší intenzita osvětlení představuje i větší riziko přemnožení řas, a také větší nároky rostlin na přísun živin (vč. CO₂). Z tohoto důvodu by intenzita osvětlení ve spodních patrech akvária (tj. u substrátu) neměla raději překračovat 100-150 µmol PAR.

¹⁾ Přestože tato přímá úměra mezi intenzitou osvětlení a rychlostí růstu platí u většiny řas, existují i výjimky. Například některé druhy rozsivek rostou nejlépe při slabším osvětlení; silné osvětlení může jejich růst naopak zbrzdit nebo téměř zastavit.

²⁾ Pokud nevíte, jakou intenzitu osvětlení máte ve svém akváriu vy, můžete se podívat na měření, která jsem prováděl u vybraných typů osvětlení, a z toho pak alespoň orientačně odvodit hodnoty ve vašem akváriu.

• Alelochemikálie

Alelopatické chemikálie jsou chemikálie produkované rostlinami, které mají negativní (častěji) či pozitivní (méně častěji) účinky na jiné organismy. Řada sinic dokáže například vylučovat alelochemikálie, které potlačují růst jiných druhů sinic či řas. Vylučování algicidních látek bylo zjištěno také u některých druhů hub a suchozemských rostlin (většinou se jednalo o fenylpropanoidy). Řada vědeckých studií se zaměřila také na studium alelochemikálií produkovaných vodními vaskulárními rostlinami, jako jsou např. Chara, Elodea, Myriophyllum, Potamogeton, Lemna, Pistia a další. V jedné z těchto studií se například zjistilo, že extrakty z Myriophyllum spicatum potlačovaly růst sinic. Přestože tedy některé potenciální algicidní alelochemikálie byly spolehlivě identifikovány, hlavní překážkou v jejich dalším výzkumu jsou značné finanční náklady na kultivaci organismů a extrakci dostatečného množství alelochemikálií pro aplikaci.

Podobný vliv jako alelochemikálie vylučované živými rostlinami však mohou mít i jiné látky, např. produkty vznikající při tlení slámy. Již roky používají farmáři k potlačení růstu řas v rybnících seno či slámu. V laboratorních podmínkách potlačila hnijící sláma (Hordeum) růst několika druhů planktonních a vláknitých řas. Účinnou látkou jsou zde vylučované sloučeniny chinonu. Ne na všechny druhy řas se však zdá být tato metoda účinná, a určitou roli zde mohou hrát i další faktory (např. množství slámy, cílové druhy řas, konkrétní podmínky prostředí, a délky expozice). Některé laboratorní testy např. naznačují, že na potlačení růstu vláknitých řas může být účinná sušená vojtěška (Medicago).

Rostliny tedy mohou hrát při kontrole řas v rostlinných akváriích velmi důležitou roli (možná dokonce ještě důležitější než světlo), a to především díky vylučování speciálních chemikálií, které potlačují růst řas (přinejmenším některých druhů). To konec konců potvrzují i praktické zkušenosti mnohých akvaristů, kteří vypozorovali, že „zdravé a vitální rostliny přispívají velkou měrou k potlačení řas“ (a to nejen pomocí alelochemikálií, ale i tím, že rostliny řasy připravují o nemalou část dopadajícího světla a zároveň i o živiny; a kromě toho zvýšenou produkcí kyslíku podporují činnost aerobních mikrobů, kteří na oplátku efektivněji přeměňují organické látky na anorganické minerály).

Nutno dodat, že tato schopnost rostlin potlačovat růst řas, se projevuje pouze v systémech, kde je těchto rostlin poměrně velké množství, a zároveň jsou tyto rostliny zdravé a vitální (strádající či odumírající rostliny schopnost produkovat tyto "obranné" látky pravděpodobně ztrácejí). Kromě toho alelochemikálie nevylučují jen rostliny, ale i některé řasy (které jimi naopak potlačují růst rostlin či jiných, konkurenčních druhů řas)!

Poznámka: Co by mohlo mít na účinky alelopatik negativní vliv, jsou například časté "výměny většího množství vody", díky nimž by docházelo ke zředění koncentrace těchto látek ve vodě. Na druhou stranu se ale zase díky výměnám většího množství vody odstraňuje z akvária nezanedbatelné množství mikroskopických řas přítomných ve vodním sloupci. Na obsah alelopatik ve vodě bude mít s největší pravděpodobností negativní vliv také "aktivní uhlí" (angl. active charcoal), které má schopnost odstraňovat z vody většinu organických látek (mezi něž alelopatika zcela jistě patří).

• Management živin
Anorganické živiny

V rostlinném akváriu nelze kvůli nárokům rostlin přidávání živin (= přihnojování) zcela eliminovat. Pokud však živiny z vodního sloupce přesunete do substrátu (odkud je dokáže kořeny přijímat většina vodních rostlin), můžete výrazně omezit živiny ve vodním sloupci (kde k nim mají přístup i řasy).

• Vysoký poměr Si:P a N:P (= hodně Si a N) => dominantním druhem se stávají rozsivky [např. N:P = 15:1].
• Nízký poměr N:P a Si:P (= málo N a Si, hodně P) => dominantním druhem se stávají sinice, které dokáží získávat dusík z atmosféry [např. N:P = 5:1].

Přestože množství živin (především pak dusíku a fosforu) nelze nikdy v rostlinném akváriu snížit natolik, aby to zcela zabránilo potenciálnímu riziku přemnožení řas, může se to stát účinnou prevencí. Na základě svých růstových experimentů mohu zcela jednoznačně potvrdit, že řasy se mohou přemnožit i v akváriu, kde bude ve vodě jen minimální množství živin (2 mg/ℓ NO₃, 0.2 mg/ℓ PO₄, 0.02 mg/ℓ Fe), takže omezení živin ve vodním sloupci není samospásným řešením. Přehnané množství živin však podporuje u rostlin produkci většího množství vedlejších produktů fotosyntézy a zároveň se může hromadit ve filtru (ve formě sraženin), což pak může vést k mnohým problémům.

S managementem živin souvisí i čištění filtru (který se může časem zanést kalem či organickými zbytky, při jejichž rozkladu se pak mohou do vody uvolňovat ve větší míře toxické látky) a zastřihávání přerostlých rostlin (které mohou začít časem bránit dobré cirkulaci vody, a tím i rozvodu živin po akváriu).

Organické odpadní látky

Mnohem důležitější než anorganické živiny se zdají být v souvislosti s přemnožením řas živiny organické, či spíše organické odpadní látky. Udržování organických odpadních látek na co nejnižší úrovni je pro stabilitu akvária naprosto klíčové a souvisí to úzce nejen s pečlivou údržbou akvária, ale především s efektivní činností mineralizačních bakterií.

• Krátkodobě účinné:
• Metody přímé kontroly (pravidelná údržba čili management akvária)
"S rostlinnými akvárii je to jako s japonskými zahradami. Pokud se o ně s náležitou péčí nestaráte, budou vypadat nevzhledně. A stejně jako se dobrým zahradníkem člověk nestává přes noc, tak i k udržení rostlinného akvária v dlouhodobě dobrém stavu jsou zapotřebí určité znalosti a zkušenosti."

— Tom Barr

Cílem těchto metod je rychlé a efektivní odstranění co největšího množství biomasy řas. Tyto metody by měly být používány jen jako doplněk k předchozím metodám (protože neřeší příčinu, ale pouze následky).

• Mechanický sběr řas (čištění)

Odstraňování přisedlých řas z pevných povrchů: např. seškrabávání řas ze skla, čištění řas na kamenech a kořenech pomocí kartáčku, čištění akvarijní techniky v roztoku Sava (nebo jiného přípravku), vyčesávání vláknitých řas z travních porostů pomocí hřebínku.

Odstraňování volně se vznášejících řas z vody: především pravidelná výměna většího množství vody a odkalování, při kterém se z akvária odstraňují také organické zbytky (odumírající listy, nespotřebované zbytky krmiva, uhynulí živočichové).

• Biomanipulace (dafnie)

Nejaktivněji se živí řasami zooplanktonní organismy (především některé druhy dafnií). Pokud bude v akváriu větší množství živočichů, kteří se dafniemi živí a výrazně tak zredukují jejich počty, dojde obvykle k nárůstu biomasy fytoplanktonu (což je nežádoucí). Úspěch této metody ale závisí na řadě dalších faktorů (např. dafnie se neživí všemi druhy řas; velké množství živin může vést k přemnožení řas, které pak dafnie nebudou stíhat konzumovat). Přesné podmínky, za kterých bude biomanipulace fungovat, nebyly dosud definovány. Situaci navíc komplikuje i to, že růst a rozmnožování dafnií významně klesá, pokud se živí řasami, které vyrůstají v prostředí chudém na fosfor (s vysokým poměrem C:P).

• Biologická kontrola (řasožravci)

Biologická kontrola spočívá v použití jednoho druhu organismů (viry, bakterie, bezobratlí řasožravci – např. plži, larvální stádia hmyzu, krevetky či některé druhy ryb) k eliminaci jiného nežádoucího druhu organismů (řas nebo sinic). Problém je, že určité druhy organismů se obvykle specializují jen na některé druhy řas (u virů a bakterií je tato specializace ještě užší), takže pro úspěšnou eliminaci širšího spektra řas je třeba použít vícero druhů algivorních organismů/živočichů (spásačů řas). U některých druhů živočichů se navíc mohou s přibývajícím věkem měnit i stravovací návyky/preference. Další komplikací u některých algivorních krevetek a ryb může být i to, že ke konzumaci určitého druhu řas se uchýlí pouze v případě nedostatku jiné, vhodnější potravy.

Nejčastěji chovaní řasožravci v rostlinných akváriích: krevetka japonská, krunýřovec jednopruhý, parmička černopruhá.

• Algicidy (chemie)

Běžnou metodou kontroly přemnožených řas je použití chemikálií (tzv. algicidů). Nejběžněji se v této souvislosti používají různé sloučeniny mědi – nejčastěji CuSO₄ (příp. některé další sloučeniny). Nejcitlivější na měď (Cu²⁺) jsou planktonní sinice, a dále pak rozsivky, dinoflagellata a mikroskopické zelené řasy. Některé mikroskopické zelené řasy (např. řasy rodu Ankistrodesmus, Scenedesmus a Pandorina) jsou vůči mědi celkem tolerantní (odolné). Velmi citlivé na měď jsou také řasy rodu Spirogyra a Oedogonium. Nejtolerantnější (nejodolnější) vůči mědi jsou pak sinice vytvářející povlaky na substrátu či rostlinách (např. rod Oscillatoria). Při doporučeném dávkování 250 µg/l Cu²⁺ (= 1 mg/l CuSO₄) účinkuje velmi rychle, obvykle v řádu hodin. Velký vliv na účinky mědi má také pH a alkalita (při vyšším pH a alkalitě se může měď ve vodě špatně rozpouštět a být tak na cílové organismy v podstatě neúčinná). Při nízkém pH proto může být i doporučená dávka 250 µg/l Cu²⁺ pro některé citlivější živočichy smrtelně nebezpečná. Nejvyšší přípustná koncentrace CuSO₄ ve vodě je 4 mg/l (tato koncentrace už může být ve vodě s nízkou alkalitou smrtelná pro ryby). Pro bezobratlé živočichy se hodnota LC₅₀ (= hodnota, při které na následky otravy mědí uhyne 50% organismů/živočichů) pohybuje v rozmezí 10-130 µg/l Cu²⁺. Přestože přímá toxicita mědi bývá pro ryby problémem málokdy, smrtelné následky pro ryby může mít především vyčerpání kyslíku během úhynu většího množství řas a jejich následnému rozkladu. Měď (Cu²⁺) ze sloučeniny CuSO₄ bývá ve vodě účinná maximálně v řádu několika málo dnů. Problémem při častějším používání mědi může být jeho přechod (adsorpce) do substrátu, kde jakožto těžký kov setrvává po velmi dlouhou dobu.

Přestože mohou být některé z metod přímé kontroly řas poměrně účinné, každá z nich dokáže problémy s řasami vyřešit jen na krátkou dobu. Nejlepším dlouhodobým řešením problémů s řasami je především přiměřené (nepříliš silné) osvětlení, dobře živené rostliny, maximální možné omezení produkce organického odpadu a efektivně fungující mikroflóra.

Literatura

1. WEHR, John D a Robert G SHEATH. Freshwater algae of North America: ecology and classification. Boston: Academic Press, c2003, xvi, 918 p. ISBN 01-274-1550-5.
2. STEVENSON, R, M BOTHWELL a Rex L LOWE. Algal ecology: freshwater benthic ecosystems. San Diego: Academic Press, c1996, xxvi, 753 p. ISBN 01-266-8450-2.
3. BACHMANN, Roger W. The Limiting Factor Concept: What Stops Growth? LakeLine. 2001, roč. 21, č. 1, s. 26-28. ISSN 0734-7978.

Copyright © 2012-2017