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生物濾過について考える


最強にして最弱 使い方を誤れば諸刃の剣となる生物濾過について考える。




生物濾過とは、微生物 (硝化菌) を利用した水槽内浄化システムで有機物の分解に伴って生成される有毒なアンモニアなどを比較的無害な硝酸に転化させる硝酸化成作用の事です。


水槽と言う限られた環境の中で生物濾過を行うことは、水槽の中でシュリンプと同時にもう一種類 別の生物を飼育する事と同じです。


ですからまず微生物そのものを知り、その生育や増殖のメカニズムを知っておかねばなりません。
06131.jpg
生物濾過を行なってくれる微生物は、主に原生生物の中でも最も下等な原核単細胞生物で細菌 (bacteria・バクテリア) と呼ばれる種類のものです。動物や植物のように分化した組織を持たず、高等生物に対比して原生生物と呼ばれており、平均の大きさは約1~2ミクロンで、細胞の構成物質は80%は水で構成されています。
 

生物が生存し増殖していく為には、エネルギーの摂取や細胞構成元素の摂取が必要ですが、この点でも微生物は高等生物と少しも変わりはありません。
当然のことながら元素が全て水槽内で摂取出来なければ細菌(バクテリア)は増殖出来ません。 (通常主要元素の内ではリンが最も不足しやすいと言われています)
細菌(バクテリア)は置かれた環境から栄養源を取り込んでエネルギーを獲得し、生命を維持し増殖のための細胞物質を作り出しています。


細胞の中で「基質」が加工されていく、この多様な化学的変換の全ての過程を 「代謝」 と呼び、細菌(バクテリア)の代謝は約2000の異なった化学反応が関係すると言われるほど複雑で、又生体の化学反応はその他の反応と異なり、その殆どが反応固有の酵素(たんぱく質)により触媒されて初めて可能となります。
06135.jpg

代謝には二つの方向があり、一つは「基質」が分解されて低分子の簡単な物質に変化していく反応で、主としてエネルギーを生成する為に行われ、「異化」と呼ばれます。

反対に「基質」がより複雑な高分子の物質に変化する反応は「同化 (生合成) 」 と呼ばれ
主として細胞成分を生成する目的で行われるものです。

この濾過細菌の作用を理解する上で最も重要な代謝は

エネルギー代謝です。

エネルギー代謝の中でも特に「呼吸代謝」が大切な部分で、
重要な「硝化」・「脱窒」とも細菌の呼吸代謝の結果としての作用だからです。
但し、脱窒菌などの従属栄養細菌が有機物を酸化してエネルギーを得る過程では、先ず前段階として有機物を「異化」する過程を理解する必要があります。


有機物を分解する異化経路として重要なのは、好気性、嫌気性を問わず共通に利用される EMP経路と呼吸代謝生物に於いてEMP経路と有機物を完全酸化するクエン酸回路と呼ばれるものです。
(EMP 経路は解糖系とも呼ばれ、発酵代謝の中心的な経路です)


水槽内を管理する上では微生物や細菌の生命活動・濾過サイクルをそれとなく理解出来ていれば良いのであって、これらの複雑な反応の全てを理解・熟知しなければならないということはありません。

しかし、現代では情報などは簡単に手に入れられ、気付けば何時しか無責任な誤った議論に振り回されていたということにもなりかねません。

06133.jpg

濾過細菌の働きは非常に複雑で説明では理解しにくい事が多いと思います。一見、遠回りのように思われるかもしれませんが、まず細菌そのものの概要を知り、生物エネルギー代謝についても出来る限りその働きを把握するように努めれば結果的に生物濾過と言う管理の難しいシステムの有効な管理対策に結びつくのではないでしょうか。




目に見えない所で実際には何が行われているのか、それは推測するしかありませんが、材料となる基礎知識を持っておくことは無駄ではないと思います。










またねー

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omment


こんにちは~
勉強になります(^^ゞ
自分もある程度、調べたつもりでしたが(
汗)
水槽環境をもう一度理解する必要がありそうです(笑)

R.Bee URL | 2016/06/13 18:19 [ 編集 ]

Real Beeさん
こんにちはe-343
博識のR.Beeさんからのお褒めの言葉
有難う御座います。

相手は生物。把握しきれるといいんですケドね。

飼育環境、維持している様に見えて、維持してもらってるかも的な今日この頃ですe-330

B-4 labo URL | 2016/06/13 22:33 [ 編集 ]


またまた難しく
ためになる話しですね
エビちゃん達を育てるには
バクテリアや微生物が水槽という
小さな世界の微妙なバランスを
とってるのですね


水槽内の食物連鎖的な感じですね

shrimpjoker URL | 2016/06/16 22:46 [ 編集 ]


私の体もエネルギー代謝が悪くなったのか
全然痩せてきません(;一_一)

私の体も水槽同様、微生物の働きが
悪くなっているのかな~(+o+)

飼育係のMuu URL | 2016/06/17 10:25 [ 編集 ]

shrimpjoker さん
微生物は影の主役なんですよね~

上手くお付き合い出来ればいいんですケド、
出来れば敵に回したくないですよねぇ (/・ω・)/

B-4 labo URL | 2016/06/17 11:45 [ 編集 ]

飼育係のMuuさんへ
心配しないでください。それは多分 老化 と言う悪魔の仕業です(*´▽`*)



凄く調子が良い水槽を一本選び、飼育水を ガブッ っと飲んでみてください。

もし、奇跡的に効果があった場合は、ビンに詰めて高値で販売する会社を設立して

meも雇ってくださ~い (爆笑)

B-4 labo URL | 2016/06/17 18:03 [ 編集 ]


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