Diskussionsbereich » Temperaturverträglichkeit

Hallo .....

Kann mir vielleicht jemand folgende Fragen beantworten?

1. In welchem Temperaturbereich sind Nitrosoma + Nitrobacter dauerhaft "überlebungsfähig"? Mich interessiert dabei primär maximale Ober.- und Untergrenze.

2. Wie reagieren genannte Bakterien auf einen plötzlichen Temperaturunterschied von 15-20 Grad Wassertemperatur?

Danke schonmal

Gruß Heiner

Hallo Jürgen....

Du weisst doch, mein Wissensdurst in Sachen Aquaristik ist nach wie vor ungestillt und manchmal machen es die Details..... prost

Und...... Es steckt immer ein Sinn dahinter (.... zumindest rede ich mir das immer ein.... bbb13 ?

Gruß Heiner

Hallo Heiner,
wenn man sich Gedanken darüber macht, warum Du solche Fragen stellst, kommt man zu folgendem Schluss: bbb11 bbb11

Du hast bei Deinem letzten Wasserwechsel viel zu kaltes Wasser nachgefüllt. Du hast jetzt trübes Wasser im Becken und Deine Diskus schnappen nach Luft. Da Dir als Profi kaum Fehler mehr unterlaufen versuchst Du nun die Schuld den kleinen Nitrobacter und Nitrosomabakterien in die Schuhe zu schieben. bbb5

Nun aber ernsthafte Infos aus dem I-Net !
Temperatur
Die meisten Bakterien sind in der Lage, relativ schnell auf unterschiedliche Temperaturen ihrer Umgebung zu reagieren und sich physiologisch und sogar morphologisch auf die neue Situation einzustellen. Ausschlaggebend für ihre ernorme Anpassungs- und Wandlungsfähigkeit ist dabei die Einwirkdauer eines oder mehrerer Parameter. Ist die Temperaturveränderung kurzfristig (wenige Stunden), kann die Zelle die Anzahl ihrer Emzyme um ein mehrfaches steigern; ist sie hingegen langfristig (mehrere Wochen oder Monate), so wird ein entsprechendes genetisch fixiertes "Überlebensprogramm" aktiviert, das den "Umbau" der gesamten Zelle zur Folge haben kann.
Auch das Bakterium Nitrosomonas europaea verfügt über Mechanismen, die eine Anpassung an unterschiedliche Umgebungstemperaturen ermöglichen. Dabei kann eine Temperaturveränderung zum einen primär auf die Aktivität der Enzyme (N-Oxidationsaktivität) wirken und zum anderen sekundär das Wachstum sowie das morphologische Erscheinungsbild stark beeinflussen. In Langzeitversuchen (mehrere Monate) wurden die Bakterien bei 30°C, 20°C und 10°C in kontinuierlich betriebene Fermenter axenisch (in Reinkultur) kultiviert und ihre Adaptationsfähigkeit anhand ihrer Oxidationsaktivität im Kurzzeittest überprüft. Dabei stellte sich heraus, daß die bei 20°C gehaltenen Zellen deutlich höhere Ammoniakumsatzraten im niedrigeren Temperaturbereich zeigen als die an 30°C adaptierten Zellen. Das Temperaturoptimum der 20°C-Kultur liegt zwischen 30°C und 40°C, das der 30°C-Kultur zwischen 40°C und 50°C. (Sellner, 1992). Andere Naturwissenschaftler (Jones & Morita, 1985) stellten bei dem obligat halophilen Nitrosomonas cryotolerans Stamm 4W30 ebenfalls eine Temperaturadaptation fest. Bei 25°C kultivierte Zellen zeigten ein Temperaturoptimum von 30°C und oxidierten Ammoniak nur noch sehr schwach bei 4°C. Wenn dieser Stamm jedoch bei 5°C angezogen wurde, verschob sich das Optimum nach 22°C. Die an die niedrigeren Temperaturen adaptierten Zellen zeigten bei -5°C noch Oxidationsaktivität.
Das Bakterium Nitrosomonas europaea kann sich an verschiedene Kultivierungstemperaturen, nicht nur in Bezug auf die Enzymaktivität besonders anpassen, sondern auch sehr eindrucksvoll sein morphologisches Erscheinungbild verändern.


Die Zellen, die bei 30°C kultiviert wurden, weisen ein mittleres Volumen von 0,20 µm3 auf. Bei den 20°C-Zellen stieg das mittlere Volumen auf 0,27 µm3 und bei den 10°C-Zellen schon auf 0,57 µm3. Die Zellgrößen, die durch zwei unterschiedliche Meßmethoden (Counter, Auswertung von REM-Aufnahmen) ermittelt werden konnten, stimmten dabei gut überein.
Sehr aufschlußreich ist das Temperaturverhalten der Bakterienzellen in Bezug auf den Kohlenstoff : Wasserstoff : Stickstoff-Gehalt. Eine entsprechende C:H:N-Analyse der an 30°C und 20°C adaptierten Biomasse macht deutlich, daß das molare Stickstoff-Kohlenstoff-Verhältnis konstant bleibt, das Wasserstoff-Kohlenstoff-Verhältnis bei sinkender Temperatur jedoch von 185 mol% auf 171 mol% abnimmt. Dieses Phänomen ist damit zu erklären, daß die Bakterienzellen auch bei sinkenden Temperaturen darauf angewiesen sind, die Fluidität ihrer Zellmembranen konstant zu halten. Das verwirklichen die Bakterien, indem sie ihre Membranlipide mit kürzeren Kohlenwasserstoffketten synthetisieren (herstellen) und/oder diese mit einem vermehrten Einbau von cis-Doppelbindungen ausstatten. Der vermehrte Einbau von Doppelbindungen würde das Abfallen des C:H-Verhältnisses erklären können.
Die Cytoplasmamembran besteht zu etwa 40% aus Lipiden und zu 60% aus Proteinen. In der Regel besitzen die Bakterien nur gesättigte und ungesättigte Fettsäuren, wobei die C14-C18-Säuren dominieren. Die Kettenlänge und der Sättigungsgrad der Fettsäuren sowie die Lipidzusammensetzung werden in Abhängigkeit von der Temperatur in einen bestimmten kristallinen oder mehr flüssigen Zustand überführt. Obwohl die physikalischen Eigenschaften von Membranen wesentlich von der Lipidzusammensetzung abhängen, sind Proteine ebenso für die Funktion und Struktur der Membranen unentbehrlich und genauso von der Umgebungstemperatur beeinflußbar.

Ich muss allerdings zugeben dass dieses Wissen nicht von mir stammt. Wenn man sich aber „intensiv“ mit dem Medium Internet beschäftigt kann man so manche interessante Neuigkeiten entdecken.
(Quelle: Aquacare.de)
prost prost
Hermann

Hallo Herman...

Zuerst.... bbb11 bbb13

Spass bei Seite.

Ich gestehe ich war zu faul um mal Tante Google zu fragen, von daher vielen Dank für deine Mühe. bbb14

Aber nein, meine Filter habe ich nicht zerschosssen, ansonsten wäre ich mit meinem aquaristischen Erfahrungsschatz dieses Jahr wieder Anwärter auf den Wanderpokal. bbb13

Meine Fragen beruhten auf folgendem:

Durch meine ganzen Becken und anderen Viecher hatte ich letztes Jahr einen Stromverbrauch von 4998 kW/h, soviel wie eine 4-köpfige Familie.
Meine Würfel liefen auch wenn ich sie mal nicht belegt hatte (.... man könnte sie ja mal kurzfristig brauchen ).

Von daher kam mir die Überlegung die Becken kalt einfahren zu lassen und dann mit einem großen WW und gut temperierten Wasser auf annähernd 28 Grad zu bringen. Das ich dafür kein heisses Wasser nutzen kann ist mir bewusst, das jenseits der 60 Grad alles platt wäre auch.

Im Zuge dessen kam mir dann die Frage wie die Bakkies auf plötzliche Temperaturschwankungen reagieren. Manchmal möchte ich es eben genauer wissen. bbb8

Würde ich - wie früher - die Heizer arbeiten lassen, "bollern" die wieder Tage durch, umgekehrt bräuchte ich nur die Filter laufen lassen, sollte mal ein Würfel gerade nicht gebraucht werden.

Du verstehst worauf ich hinaus will??

Und da es keine dumme Fragen gibt, sondern nur d....... die Faulen wie mich.... bbb11 bbb13 prost

Gruß Heiner

Hallo Heiner,
Deine Idee zum Stromsparen sollte man einfach an einem Becken welches in der nächsten Zeit nicht benötigt wird ausprobieren. Laut I-Net haben die Bakterien eine gewisse Toleranz was Temperatur und Ph-Wert angeht. Die nitrifizierenden Bakterien arbeiten nur bei pH Werten von ca. 6 - 8 zuverlässig. Bei stärkeren Abweichungen wird kaum noch Ammonium/Ammoniak bzw. Nitrit abgebaut. Der Temperaturbereich ist ebenfalls eingeschränkt: unterhalb 10 C° und oberhalb 32 C° findet kaum noch Nitrifikation statt.
Es ist unvorteilhaft das Wasser zu heizen, unmittelbar bevor es das Filtermaterial passiert. Das würde vielleicht auch erklären, warum mein zweiter Eheim 2128 mit integrierter Heizung kaum die typische Braunfärbung wie bei dem ersten Eheim 2028 (ohne Heizung) zeigt. Nitrobacter ist noch wesentlich empfindlicher als Nitrosomonas; deshalb wird auch nach Medikamentenbehandlung, Schwermetallbelastung oder zu intensiver Filterreinigung meist Nitrit angereichert.
Die Teilungsrate der Bakterien ist gering. Nur ca. alle 20 Stunden (bei 25 C°) teilen sich diese Bakterien. Wenn Deine Becken ohne Besatz in einem Raum stehen, wo sich die Raumtemperatur im Toleranzbereich befindet, sollten sie eigentlich überleben. Sind in einem Kaltwasserbecken nicht auch Nitrosoma und Nitrobacter für den Schadstoffabbau verantwortlich?
Vielleicht muss man nur darauf achten das der Temperaturabfall bzw. Anstieg nur langsam erfolgt.
Es wäre doch einen Versuch wert. Einfacher stelle ich mir es vor die Filter von den nichtbesetzten Becken abzunehmen und bis zum Gebrauch an ein besetztes Becken laufen zu lassen. Dieses ist natürlich nur bei einem Topffilter möglich.
Liebe Grüße
Hermann

Hallo Hermann

Soweit klingt es für mich alles ganz schlüssig was du schreibst, nur bei den angegebenen Toleranzwerten mache ich ein "Fragezeichen".

Ph 6-8: Zu einem, wenn ich an die Besitzer von afrikanischen Barschen denke, haben wir oft einen pH von 8-8,5. Somit einen instabilen Filter?

Was die Untergrenze angeht, so habe ich zB ein Diskuspaar, von denen ich nur erfolgreich Tiere ziehen kann wenn ich den pH auf 5,5 - 6 runter fahre.

Interessant ist aber die Angabe, dass - so habe ich es zumindest verstanden - die optimale Temp für die Teilung bei 25 Grad liegt.

Ich denke hier werde ich einen Versuch starten und zwei Filter mit unterschiedlichen Temperaturen einfahren lassen. Mal schauen ob eine Veränderung in Sachen Nitritpeak festzustellen ist.

Temperaturbereich 10-32 Grad: Die Untergrenze kann ich nicht beurteilen da ich keinen Teich habe, allerdings würde es bei der Obergrenze bedeuten, dass wir uns bei einer Wärmekur wo auch mal ganz gerne 34 oder 35 Grad eingestellt werden, auf dünnem Eis bewegen.

Was meinst du mit Braunfärbung deines Filters?? Das Flies?

Bei einem Kaltwasserbecken liegen die gleichen Bakterien für die Nitrifikation zu Grunde, allerdings glaube ich nicht das Nitrobacter empfindlicher sind als Nitrosomas.
Was die Nachweisbarkeit von NO2 bei falscher Filterreinigung angeht, so liegt es vielmehr daran - meines Wissens - das Nitrosomas sich schneller ansiedeln als die benötigte Menge an Nitrobacter um das biologische Gleichgewicht zu haben.
Von daher dient die "Einfahrzeit" auch primär dem Filter (.... da er in den ersten Tagen genau das Gegenteil macht was er eigentlich soll, nämlich NO2 "produzieren" und nicht in NO3 "wandeln" ) und nur sekundär dem Wasser (... wenn man es überhaupt so nennen kann ), da ordentlich aufbereitetes Wasser schon nach 24-30 Std "Fischtauglich" ist, vielleicht sogar schneller.

Gruß Heiner

Hallo Heiner,
einige der Infos habe ich aus einer Zusammenfassung des Vortrages „Auswertung von Wasseranalysen“ von Frank Gottschalk. http://www.zierfische-gottschalk.de/down...erwerte-neu.pdf

Vielleicht verschiebt sich das Optimum der Abbaufähigkeit auch je nach dem bei welchem PH-Wert die Bakterien kultiviert wurden.

Bei Aquacare wurde ja bewiesen das bei 25°C kultivierte Zellen ein Temperaturoptimum von 30°C zeigten und sie oxidierten Ammoniak nur noch sehr schwach bei 4°C. Wenn dieser Stamm jedoch bei 5°C kultiviert wurde, verschob sich das Optimum nach 22°C. Daraus müsste man dann meiner Meinung nach entnehmen, dass die anfängliche Kultivierungstemperatur ausschlaggebend ist für die anschließende Abbaufähigkeit der Bakterien.
Jemand der ein Becken für afrikanische Barsche einrichtet, wird schon in der Einlaufphase den passenden PH-Wert und auch artgerechte Temperaturen einstellen. Dadurch werden die Bakterien
mit anderen Parametern kultiviert und das Optimum ihrer Abbaufähigkeit verschoben.
Sollte das so zutreffen könnte man eigentlich keinen Umstieg von diesen Barschen auf Diskus, im selben Becken vornehmen, ohne den Filter neu einzufahren. Man würde dann zwangsläufig Probleme mit dem Schadstoffabbau bekommen.
Dann muss man also ein Diskusbecken bei ca. 23°C und einen PH-Wert von ca. 6,5 einfahren und erst kurz vor dem Einsetzen der Diskus die Temperatur auf 28°C aufheizen um den besten Schadstoffabbau zu erzielen. Das bei einer Wärmebehandlung der Abbau von No2 zu No3 ins stocken gerät kann ich bestätigen da diese Maßnahme die erste war die ich bei meinen Tieren gemacht habe. Nach zwei Tagen bei 34,5 °C konnte ich einen Anstieg von No2 nachmessen. Dieser erhöhte Wert ging auch erst wieder bei 28°C Wassertemperatur auf 0 herunter.

Zitat

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Was meinst du mit Braunfärbung deines Filters?? Das Flies?

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Da der Eheim 2128 am Boden eine 200W Heizschlange besitzt wird beim zuschalten des Heizers das Wasser eine wesentlich höhere Temperatur haben als das Beckenwasser. Ich vermute das dadurch auch die in den Filtermedien (Schwämme und Flies) festsitzenden Bakterien sich nicht mehr in ihrem Abbauoptimum befinden. Somit auch ihre Zellteilung gehemmt wird und weniger Abbauproduckte anfallen. Daher die schwächere Braunfärbung. Möglich wäre es aber auch das durch den vorgeschalteten Filter diese abzubauenden Stoffe erst ganicht bis zum zweiten Filter gelangen was wiederum heißen würde das ich meine Filter falsch bestückt habe.

Wenn die Angaben so stimmen könnte man die Temperatur im Diskusfreiem Becken ruhig für längere Zeit auf unter 25°C herunterfahren ohne die Barterienkulturen damit zu vernichten. Sie würden legentlich ihrer Arbeit verringern (Kurzarbeit). Das dürften sie auch, da auch kaum Abbaustoffe anfallen.
Liebe Grüße
Hermann

Hallo Hermann....

Interessantes Thema. prost

Vor allem die Vermutung (...oder Fakt? ) die biologische Effizenz des Filters durch die Temperatur beeinflussen zu können.
Dies Bedarf einer genaueren Beobachtung (.... du weckst gerade den Tiger in mir bbb13 )

Was den NO2 Anstieg während deiner Wärmekur betrifft, so stelle ich mal die These auf, dass die hohe Temperatur in Verbindung mit der niedrigeren O2 Sättigung zusammen hängt ( ...ggf sogar Mangel !?), somit in einem Topffilter das Milieu ggf primär für anaerobe Bakterien geschafen wird ( NO3 Abbau ) und die Aeroben ein bisschen gelitten haben und dadurch NO2 anstieg. Interessant wäre hierfür noch die NH4 Werten gewesen in Verbindung mit dem pH Wert, da dieser ja Einfluss auf Ammoniak bzw Ammonium haben soll.

Gruß Heiner

Hallo Heiner,

da ich während der Wärmekur dem Wasser reichlich O2 mittels eines großen Sprudelsteins in Verbindung einer leistungsstarken Membranpumpe zugefügt habe glaube ich nicht das ein O2 Mangel vorherschte. Den NH4 Wert habe ich nicht gemessen. Der PH-Wert lag während der gesamten Wärmekur zwischen 6,8 und 7,0. Den PH-Wert habe ich mit einer geeichten Elektrode gemessen und, wie auch alle anderen Wasserwerte in eine datierte Liste eintragen. bbb14

Zur Temperaturverträglichkeit der Bakterien:
Die Firma Amtra bietet eine Lebend – Impfkultur (Clean procult) an welches im KÜHLSCHRANK aufgehoben werden soll. Es befinden sich in diesem Konzentrat lebende Bakterienkulturen!
Hier ein Auszug aus der Produktbeschreibung:

Zitat

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Die amtra Forschung hat in Zusammenarbeit mit führenden Biologen erstmals neue Erkenntnisse des Abbaus von Nitrit im Aquarium umgesetzt:
Bisher ging man davon aus, dass ausschließlich Bakterien der Gattung Nitrosomonas das Ammonium bzw. Nitrobacter das Nitrit verstoffwechseln. Beide Gattungen leisten diesen Abbau in hohem Maße. Neu ist die Erkenntnis, dass auch Bakterien der Nitrospira-Familie in erheblichen Umfang unter aquaristischen Süßwasserbedingungen Nitrit zu Nitrat abbauen. Bisher wusste man nur um die Abbauleistung der Nitrospira im Seewasser–Stickstoffkreislauf. Erst seit Kurzem ist es erfolgreich gelungen, besonders leistungsfähige Kulturen zu vermehren, um sie in clean procult einzusetzen

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Demnach dürften die Filterbakterien auch bei niedrigeren Temperaturen nicht absterben.

Gruß Hermann

Hallo Hermann


Ich denke dass mit der Kühlung ist eine Art Konservierung, wissen tue ich es aber nicht.

Das mit der O2 Sättigung war nur Theorie, wobei man nicht vergessen sollte dass die 100% Sättigung Temperaturabhänig ist. Je wärmer das Wasser, desto niedriger die 100% Sättigung, da kannste noch so belüften wie ein Wahnsinniger.

Wenn ich mich richtig erinnere, dann liegt bei 28 Grad die 100% Sättigung bei ca 6mg/l. Wo sie jedoch bei 34°C oder mehr liegt.... Keine Ahnung, nie gemessen.

Gruß Heiner