Весьма распространено мнение (основанное на наблюдениях и опыте), что по после нескольких лет успешного роста кораллы постепенно замедляют или резко прекращают свой рост в рифовом аквариуме. В результате таких наблюдений и появился термин «синдром старого аквариума». Многие авторы пытались раскрыть причины этого процесса. Некоторые, наоборот, пытались убедить, что подобный «синдром» не существует, приводя в пример рифовые аквариумы, процветающие на протяжении длительного времени. 

И все же этот синдром должен существовать, поскольку слишком многие аквариумисты столкнулись с подобными явлениями. Однако, также как и с другими «синдромами», причин этого явления несколько, поэтому некорректно было бы вести речь об отдельной, единственной проблеме. В данной статье я попробую рассмотреть факторы, которые, как мне кажется, влияют на проявление этого синдрома, а также обсудить степень их воздействия на процессы, имеющие место в рифовых аквариумах. Отмечу: данная статья не является результатом проведения эксперимента. Здесь представлен краткий перечень гипотез, встречающихся в научной литературе, обсуждение степени влияния отдельных факторов, а также примеры наблюдений и мои рекомендации в отношении синдрома «старого аквариума». 

Мы все прекрасно знаем о процессах, протекающих в рифовых аквариумах. И несмотря на это, наш уход за аквариумом напоминает вождение машины по прямой дороге. Едва заметные изменения в направлении, которые сложно сразу заметить, могут привести к тому, что машину просто снесет с дороги. Эта аналогия касается и изменений параметров качества воды, которые, если не уделять им должного внимания, однажды могут серьезно вас удивить. Палетта (2006) поднимал тему синдрома «старого аквариума» и отлично рассказал о различных типах «пренебрежения/невнимания», которые могут стать причиной изменений в аквариуме и качестве жизни его обитателей. Я вернусь к этим вопросам далее, поскольку они предусмотрены в этой статье, которую я готовил на протяжении всего последнего года. Я рекомендую читателям познакомиться со статьей Палетты, которая опубликована в майском выпуске Advanced Aquarist Online. Сравнивая статьи, сразу бросается в глаза, что я придаю большее значение взаимосвязи биологической фильтрации и синдрома «старого аквариума». 

  

Но сначала, "пренебрежение". Правила вождения. 

Аквариумисты-новички вполне могут не осознавать значение поддержания высокого показателя щелочности, хотя и опытные аквариумисты, гуру, могут просто облениться и позволить показателям щелочности понизиться. Соответственно, это может привести к постепенному снижению показателей роста кораллов и кораллиновых водорослей, а также к увеличению количества «вредных» водорослей, в частности, Derbesia. В случае, если снижение щелочности сопровождается ростом концентрации фосфатов, тогда вместо аквариума с кораллами вы получите аквариум с водорослями. 

Уменьшение щелочности происходит вследствие воздействия нескольких факторов. Если количество добавок кальция и карбонатов в аквариум со временем не изменяются, тогда по прошествии времени оба показателя будут понижаться, поскольку потребление кальция в аквариуме увеличивается. Иногда потребность в кальции уменьшается, поскольку нижние отделы кораллов отмирают, попадая в тень новых ветвей. Совсем несложно отслеживать уровень щелочности и кальция при помощи тестов и, в случае необходимости, корректировать дозировки добавок. Работоспособность кальциевого реактора постепенно изменяется. Чтобы поддерживать эффективность реактора на должном уровне, необходимо проводить его регулярное обслуживание.

Вследствие добавления корма со временем в осадочной породе всех аквариумов накапливаются фосфаты, а если недостаточно ухаживать за аквариумом, то фосфаты накапливаются и в воде. Как правило, накопление фосфатов в осадочных породах не представляет особой проблемы, поскольку в таком состоянии они не растворимы. Кроме всего прочего, фосфаты могут накапливаться на живых камнях и внутри них. В этом случае полезно держать в системе животных, которым нравится переворачивать все на дне, в этом случае камни не будут забиваться богатым фосфатами детритом; а использование волногенератора и прочих приспособлений для создания течений помогает предупреждать осаждение детрита на камнях и поддерживать субстрат в хорошем (здоровом) состоянии. Фосфаты частично связываются в детрите в виде маленьких частиц фосфата кальция и в виде различных форм органического фосфата. Часть фосфатов осаждается на поверхности камней, но вскоре они покрываются кораллиновыми водорослями, губками и прочими живыми существами, которые изолируют фосфаты от основной массы воды. 

  

Хотя осевшие фосфаты, встречающиеся во всех аквариумах и естественных экосистемах, не представляют особой проблемы, накопление неорганических и органических фосфатов в воде может стать причиной следующих симптомов синдрома «старого аквариума»: замедление роста кораллов, исчезновение кораллиновых водорослей и «озеленение» живых камней. Для ограничения концентрации растворенных в воде фосфатов эффективны скиммеры, кальквассер, водорослевая фильтрация и адсорбирующая фосфаты среда (антифосы). Биомасса любого рода, не только водоросли, но и кораллы и бактерии, вполне могут использоваться для ограничения концентрации фосфатов (Delbeek and Sprung, 2005). 

  

Если в аквариуме имеются участки, где детрит осаждается наиболее активно, то периодическое сифонка этих участков – весьма эффективная процедура, которую можно проводить параллельно с подменами воды. Однако, речь не идет о серьезной сифонке всего дна аквариума, поскольку такой вариант обычно используется в аквариумах, где содержатся только рыбы (fish-only). Единовременно следует сифонить только один участок дна, потому что песчаный грунт представляет собой живое сообщество, которому можно нанести непоправимый ущерб масштабной чисткой. 

Симптомы синдрома «старого аквариума» могут проявиться в результате подмены недостаточного объема воды. И хотя мы действительно можем справиться с накоплением нитратов и фосфатов, удалять загрязняющие воду органические вещества и даже поддерживать необходимые уровни кальция и щелочности без подмен воды, ионный состав воды в аквариуме со временем изменяется. Бингманн (1998; 1999) рассматривает этот процесс на примере нескольких основных ионов, а Фосса и Нильсен (1996) продемонстрировали изменения, имеющие место в аквариуме, если поддерживать концентрацию отдельных элементов при подменах воды в различных режимах, а также при отсутствии подмен. Ежемесячная подмена 10-25% воды аквариума позволяет контролировать изменения в ионном составе воды в аквариумной системе. 

Снижение скорости течения в аквариуме по прошествии определенного времени вследствие уменьшения эффективности основных циркуляционных насосов встречается повсеместно. Причин этому – множество, с этим также связано снижение эффективности биологической фильтрации в субстрате, и разумеется, менее эффективный газообмен. 

Со временем снижается не только производительность насосов; скорость потока воды в аквариуме уменьшается также вследствие роста кораллов, чьи ветви и полипы разбивают поток. В этом случае необходимо либо увеличить мощность насосов, либо подрезать ветви кораллов. Именно по этой причине рекомендуется создавать более просторные системы, с меньшим количеством камней и кораллов, чтобы плотность роста кораллов соответствовала естественной, соответственно, вокруг каждой колонии течение будет проходить свободнее. 

Рост кораллов уменьшает не только скорость потока воды, но и количество света, поступающего на субстрат. Подобное затенение, помимо прочего, влияет на скорость и эффективность фотосинтеза, изменение уровня рН, выработку кислорода и потребление углекислого газа. Как следствие, ухудшается состояние кораллов, оказавшихся в тени, поскольку они не получают достаточно света. 

Шимек (2002a,b, 2003) предположил, что вследствие высокой концентрации металлов в солевых смесях и большого количества корма, содержащего следы металлов, наши аквариумы напоминают токсические мусорные свалки; результат – накопление тяжелых металлов в закрытых системах. Он рекомендует регулярно менять камни и песок в аквариуме. Секха (2003) и Харкер (2003b, 2004a,b) приводят доказательства, способные оспорить токсичность накапливаемых в аквариуме металлов. До сих пор неизвестно, в какой степени скопление какого-либо металла влияет на систему, и влияет ли вообще. Если металлы действительно влияют на состояние системы, тогда по прошествии определенного времени следовало бы ожидать похожих изменений во всех рифовых аквариумах. Однако, такой тенденции не наблюдается, возможно, по причине различий в принципах ухода и обслуживания систем, или же предположение является неверным. 

Борнман (2001, 2002d) рассматривает возможное влияние различных аллелопатических продуктов обмена веществ жестких и мягких кораллов, которые попадают в воду, и предлагает ссылки на научную литературу. Эта концепция рассматривалась ранее (например, Wilkens, 1990; Delbeek and Sprung, 1994). Хотя утверждение, что большое количество мягких кораллов в аквариуме негативно сказывается на жестких кораллах, и наоборот, совершенно справедливо, проблема заключается в объяснении того, как это негативное влияние усиливается по прошествии времени. Я полагаю, что проблема заключается в правильной организации кораллов в аквариуме – правильный выбор обитателей аквариума – задача довольно сложная. Однако, если бы проблема заключалась лишь в поддержании правильного количества существ в аквариуме, все было бы значительно проще. Вполне возможно, что со временем количество мягких или жестких кораллов увеличивается, что может стать причиной усиливающегося аллелопатического воздействия на другие жесткие или мягкие кораллы просто потому, что большее количество кораллов выделяет большее количество соединений. Борнманн (2001, 2002d) предположил, подобное химическое противостояние может стать причиной необъяснимой гибели кораллов. Поскольку нам мало что известно о судьбе этих соединений в закрытых аквариумных системах, сложно подтвердить или опровергнуть эту гипотезу. Вполне возможно, что аллелопатические соединения, являющиеся причиной возникновения разных проблем, могут являться непредсказуемым компонентом закрытой среды; но не стоит впадать в панику! Сведения об успешном содержании рифовых аквариумов различных размеров на протяжении длительного времени являются подтверждением того, что подобные проблемы не являются обязательными. 

  

Я считаю, что причина нашего успеха, несмотря на химическое противостояние, - это один из наиболее значимых факторов, заслуживающих внимания при рассмотрении проблемы синдрома «старого аквариума». В 2005 и 2006 году я прочитал несколько лекций на эту тему, проводя взаимосвязь между синдромами «старого аквариума» и «нового аквариума». Синдром «нового аквариума» широко известен; причиной возникновения этого синдрома считается недостаточная биологическая фильтрация. Так почему же этот же фактор не может лежать в основе синдрома «старого аквариума»? А если предположение верно, то как объяснить этот процесс? 

Рост популяций бактерий и прочей фауны в субстрате аквариума помогает быстрее разбить аллелопатические соединения, и разумеется, вполне возможно, что скиммеры, озон или активированный уголь помогают держать их под контролем. Ответ на вопрос “Почему время от времени они наносят разрушающий удар (если они его наносят)?” является возможным объяснением того, что же представляет собой синдром «старого аквариума». В следующем разделе, посвященном биологическм фильтрам, речь пойдет о том, как и почему аллелопатические соединения могут время от времени становиться причиной синдрома «старого аквариума».

В главе 6, The Reef Aquarium Volume Three, мы с Чарльзом Делбиком описываем способ проведения биологической фильтрации в субстрате и поясняем, почему адвективный поток воды является ключевым аспектом. По прошествии времени, субстрат накапливает детрит, который препятствует адвективному течению воды, соответственно, снижая выработку кислорода, а по мере разложения детрит уничтожает кислород из воды внутри субстрата. В результате подобного воздействия изменяется функционирование субстрата, что может сказаться впоследствии на состоянии всего рифового аквариума. Несмотря на приведеннные факты, мы не настаиваем на том, что аквариумисту необходимо удалять детрит! Как раз наоборот, для успешного функционирования системы необходимо накапливать определенное количество детрита, который способствует здоровому разнообразию жизни в субстрате аквариума. Далее, если детрита скапливается слишком много, он начинает негативно воздействовать на функционирование естественного биологического фильтра. 

Что такое биологическая фильтрация? Традиционно, биологическую фильтрацию считают способом управления азотистыми отходами. Однако, бактерии в таком биологическом фильтре также потребляют различные виды органических соединений, что помогает поддерживать среду в хорошем состоянии способами, практически не связанными с азотным циклом. Эта концепция практически не обсуждатеся в современных статьях и лекциях, посвященных биологической фильтрации, однако она достаточно известна среди специалистов, связанных с биосферой. В начале 1990х годов я консультировал проект Biosphere 2 – фантастический проект, в рамках которого была сконструирована большая теплица, в которой находились несколько основных земных экосистем, в частности, тропические джунгли, океан, коралловый риф и саванна. Группа ученых, работавших в этой закрытой системе на протяжении двух лет, занималась изучением изменений в этих экосистемах. Поддержание воздуха в таких закрытых системах аналогично поддержанию воды в наших закрытых аквариумных системах. Поддержание соотношения кислорода и углекислого газа – одна из первоочередных проблем; думаю, вы понимаете, что использование достаточного количества растений помогает достигнуть оптимального баланса. Кстати сказать, достичь сбалансированного уровня совсем непросто, но все же двигаться стоит именно в этом направлении. Важный параметр, определявший качество воздуха в этом проекте и с которым пришлось иметь дело инженерам, - выделение пластиком и прочими техническими компонентами системы летучих веществ в воздух. Этот процесс в какой-то степени волнует и нас, в наших домах и офисах, но не в той степени, поскольку наши здания не закрываются герметично, а допускают обмен воздуха с внешней средой. В закрытой системе накопление таких веществ в воздухе может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Проблема была решена путем пропускания воздуха через «почвенные реакторы». «Почвенные реакторы» представляют собой влажную землю, через которую при помощи насосов прогонялся воздух. Растения находятся в земле, различные виды бактерий и прочих форм жизни заселяют почву. Немного напоминает слой песчаного субстрата в аквариуме, не так ли? 

В песчаном субстрате микроорганизмы накапливают и разлагают различные летучие органические вещества из воздуха, проходящего через подобный «почвенный реактор», после поглощения этих веществ в частицы почвы или захватывания их водой. Подобное действие земляного слоя кажется мне поистине удивительной демонстрацией способности почвы детоксифицировать различного рода загрязнения посредством комбинирования физического и биологического воздействия. 

Чаще всего мы воспринимаем воздействие аллелопатических соединений как противостояние одного коралла с другим, или с полипом, или с водорослями. На самом же деле, аллелопатические соединения, поступающие в воду, обладают сильными антибактериальными свойствами, поэтому они способны самым прямым образом влиять на бактерий в фильтрующем слое. Намеренное или ненамеренное воздействие аллелопатических соединений может приостановить размножение одного или нескольких типов бактерий, что, в свою очередь, может привести к изменениям в функционировании биологического фильтра в целом. 

Вполне возможно, что формы жизни (кораллы, актинии, водоросли, губки и бактерии) могли бы развиваться в закрытой системе и производить соединение, способное предупредить размножение бактерий, разбивающих это соединение. Однако, такой эффект был бы кратковременным, поскольку со временем могут появиться другие бактерии, способные поглощать это соединение в качестве пищи... и так до тех пор, пока существо, вырабатывающее это соединение, не изменит его таким образом, чтобы поддерживать эффективность этого соединения и уровень его концентрации в воде. Представление о том, что субстрат-фильтратор со временем может или должен эволюционизировать, вполне возможно, является фактором, влияющим на возникающие в течение длительного времени изменения, имеющие место в аквариуме. Помимо этого существует еще быстрый процесс развития и обновления биопленки, продемонстрированный Споттом (1992). 

  

В следующем разделе я рассмотрю теоретически возможное влияние вирусов на бактерии, включая бактерии, обитающие на кораллах. Аллелопатические соединения в закрытой системе аквариума подобным образом должны воздействовать на бактериальную фауну кораллов; это влияние может быть причиной изменений в росте или выживании кораллов.

Симптомы синдрома «старого аквариума» могут быть связаны с различными типами заболеваний. 

  

Неприятный факт заключается в том, что после того, как вы разобрались в механике, химических и биологических процессах, принимающих участие в развитии рифового аквариума, остается еще одно препятствие - заболевания, способные свести на нет все ваши усилия. Вопреки распространенному мнению, заболевания возникают не по причине плохого качества воды, хотя совершенно справедливо, что изменение параметров может негативно сказаться на рыбах и беспозвоночных, и соответственно, стать причиной заболеваний. Если болезнетворные микроорганизмы губят ваших рыб и беспозвоночных, нет никаких тестов, способных выявить причину гибели обитателей вашего дорогостоящего аквариума. Кроме того, практически невозможно, и тем более непрактично, полностью предупредить попадание патогенных организмов в рифовый аквариум. Это означает, что различного рода заболевания в определеннной степени будут влиять на рыб и беспозвоночных, содержащихся в аквариуме. В случае правильного планирования системы, проведения карантинных процедур и регулярного ухода, можно в значительной степени предупредить развитие такой ситуации. Слишком самоуверенные аквариумитсы любят повторять, что рыбы не болеют в рифовом аквариуме, потому что в такой системе условия максимально приближены к естественной среде, соответственно, у рыб вырабатывается и повышается иммунитет в отношении всех возможных заболеваний. Подобное утверждение верно лишь отчасти, поскольку речь не может идти обо всех видах заболеваний; следовательно, будем считать это утверждение в целом неверным. Время от времени, определенные виды заболеваний поражают любой аквариум. 

Многие знают о присутствии бактерий, способных приводить к быстрому некрозу тканей (rapid tissue necrosis, RTN) кораллов, но мало кто действительно хорошо понимает, о чем конкретно идет речь. Не так давно, некоторые аквариумисты наблюдали схожее явление, которому так и не было найдено объяснение и которое многими серьезно не воспринималось. Описать это явление можно следующим образом. Один или несколько видов кораллов в старом аквариуме внезапно, после нескольких лет успешного роста, прекращали расти. Прекращение роста могло сопровождаться менее эффективным вытягиванием полипов, некрозом тканей (скоротечным или протекающим медленно). Поврежденные виды погибали в аквариуме, тогда как другие кораллы в этом же аквариуме чувствовали себя отлично и продолжали расти. После подобного происшествия аквариум может прекратить "принимать" этот вид кораллов. Все последующие попытки заселить в аквариум фраги первой особи, расположенные уже в других аквариумах, заканчивались неудачами, поскольку коралл быстро уступал системе и погибал. Этому явлению нет объяснения, но когда были исключены известные паразиты, например, протозои и плоские черви, я пришел к выводу, что причиной возникновения таких мистических проблем с кораллами могли быть бактерии. Бактерии могли напрямую воздействовать на кораллы или выделять токсины в систему, что-то вроде «синдрома токсического аквариума», описанного Мое (1989). Со временем, они могут повлиять и на другие виды кораллов так, что в результате аквариум перестанет воспринимать определенные виды кораллов, при этом остальные виды будут себя отлично в нем чувствовать. Конечно, куда проще причиной возникновения таких ситуаций объявить различные токсины или более общие факторы, например, «качество воды». Тем не менее, ни подмены воды, ни даже замена всего субстрата не помогают решить эту проблему. Создается впечатление, что аквариум вырабатывает иммунитет к конкретным кораллам. Названия этой ситуации пока не придумали, рекомендаций тоже не существует. Применение антибиотика, описанное в Sprung and Delbeek (1997) может оказаться эффективным, но пока что никто серьезно не изучил эту возможность. Влияние этой проблемы невозможно отличить от воздействия аллелопатических соединений, выделяемых в воду различными кораллами, растениями и бактериями и приостанавливающих рост. Вполне возможно, что болезнетворные микроорганизмы не имеют никакого отношения к этой проблеме, а выделяемые в воду соединения и есть основная причина. У меня нет никаких экспериментальных подтверждений гипотезы, что бактерии могут воздействовать на кораллы способом, аналогичным синдрому «токсического аквариума», описанного Мое (1989). Это просто мое предположение. 

  

Последние исследования патогенных бактерий, воздействующих на мадрепоровые кораллы, позволяют с большей вероятностью согласиться с существованием этого феномена. Вполне возможно, вскоре мы установим причины возникновения этой проблемы и вызванных бактериями заболеваний, которые иногда имеют место в аквариумах. Например, Бен Хайм и др. (2003) установили, что обесцвечивание Pocillopora damicornis возникало в результате воздействия бактерии Vibrio coralliilyticus на зооксантеллы, тогда как вызванный бактериями лизис и гибель тканей кораллов связаны с бактериальными внеклеточными протеолитическими ферментами (протеазами). 

Некоторые аквариумисты проводили эксперименты, добавляя непатогенные бактерии в аквариумы, чтобы вытеснить патогенные бактерии и обратить процесс RTN. Пробиотическое применение культивированных бактерий должно стать важной процедурой ухода за рифовым акариумом. В другой вариации, Столп и Старр (1963), Шило (1966), Шило и Брафф (1965) описывают бактериолитическое воздействие бактерий Bdellovibrio bacteriovorus. Фрэнк деГрааф (1968) предложил, что эти хищные бактерии в состоянии контролировать популяцию бактерий в естественной среде, соответственно, можно воспользоваться этим способом для контроля патогенных микроорганизмов в аквариуме. Подобный способ может стать бесценным в плане контроля патогенных микроорганизмов, влияющих на рыб и кораллы, но его необходимо тщательно протестировать. 

  

Упомянутая выше проблема с мадрепоровыми кораллами, когда они воспринимаются как инородные существа (так называемая «имунная реакция») может быть вызвана утратой защитных бактерий на поверхности коралла в результате инфекции. Бактериофаги, так называют вирусы, могут поражать определенные виды бактерий, обитающие в слизи коралла, в результате уменьшается невосприимчивость к другим видам бактерий, которые могут заселить освободившееся место. Кроме того, они могут стать причиной активизации вирулентности некоторых бактерий. В океане присутствует огромное количество бактериофагов. В среднем, в 1 мл морской воды содержится более 50 млн бактериофагов (Fuhrman, 1999)! Пока не было проведено ни одного исследования по изучению их поведения в аквариуме. 

  

Вирусы могут также стать причиной многих заболеваний кораллов; их присутствие в аквариуме до сих пор не изучалось. Уилсон и др. (2005) наблюдали за частицами, напоминающими вирусы (virus like particles,VLPs) у зооксантелл и на тканях кораллов. Они отметили, что на тканях перегретых кораллов VLP присутствовали в огромных количествах, тогда как у контрольных экземпляров (не перегретых), найти VLP было сложно. Рабочая гипотеза заключалась в том, что температурный шок становится причиной скрытых вирусов в зооксантеллах. Более того, авторы отметили морфологическое многообразие VLP, предположив, что огромное количество вирусов способно поражать кораллы и зооксантеллы. Подобные наблюдения не противоречат гипотезе о бактериофагах, а также указывают на другие факторы, связанные с вирусами, влияющие на кораллы как в естественной среде, так и в неволе. 

  

Очень сложно обобщить всю приведенную в статье информацию! Поскольку возможных причин синдрома «старого аквариума» может быть множество, то самое время провести подробное исследование этой проблемы. Что касается практического использования информации, то я рассказал о вопросах, связанных с уходом за аквариумом и заболеваниями, чтобы аквариумистам было проще исключить хотя бы некоторые факторы.