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TOC, el 'cáncer silencioso' de nuestros acuarios marinos

Alberto San José, Coral Supplies S.L.

08/10/2024
Los acuarios marinos son ecosistemas complejos y delicados que requieren un equilibrio preciso de diversos parámetros químicos y biológicos para mantener la salud de sus habitantes. Entre estos parámetros, el carbono orgánico total (TOC) y el nitrógeno total (TNB, por sus siglas en inglés) juegan un papel crucial. Este artículo explora cómo los elevados valores de carbono orgánico y TNB pueden afectar negativamente a los acuarios marinos, especialmente a los corales, y por qué es fundamental controlar estos niveles para asegurar la viabilidad a medio y largo plazo de estos entornos.
Alberto San José, propietario de Coral Supplies
Alberto San José, propietario de Coral Supplies.

El rol del carbono orgánico y el TNB en los acuarios marinos

  • Carbono orgánico disuelto (COD)

El carbono orgánico disuelto (COD) se refiere a la cantidad de carbono en compuestos orgánicos disueltos en el agua. Este carbono puede provenir de diversas fuentes, como restos de alimentos, desechos de los habitantes del acuario y material vegetal en descomposición. En los acuarios marinos, el COD es una medida de la calidad del agua y una indicación de la cantidad de materia orgánica disponible para los microorganismos.

  • Nitrógeno total (TNB)

El nitrógeno total en los acuarios marinos incluye varias formas de nitrógeno, tales como el amoníaco, nitritos, nitratos y compuestos orgánicos nitrogenados. Estos compuestos se originan principalmente de los desechos de los peces, restos de alimentos no consumidos y la descomposición de materia orgánica, por ejemplo, aminoácidos y urea.

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Efectos nocivos de los niveles elevados de carbono orgánico y TNB

  • Proliferación de algas nocivas

Uno de los principales efectos de los altos niveles de COD y TNB es la proliferación de algas indeseables. Estas algas pueden competir con los corales por la luz y los nutrientes, afectando su capacidad de realizar fotosíntesis y, por ende, su crecimiento y supervivencia.

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  • Hipoxia y eutrofización

La acumulación de materia orgánica puede llevar a un aumento en la actividad bacteriana, que consume oxígeno disuelto en el agua. Esto puede resultar en hipoxia, una condición de bajos niveles de oxígeno que puede ser letal para muchas especies marinas. Además, la eutrofización, un exceso de nutrientes en el agua, puede causar floraciones de algas y deterioro de la calidad del agua.

  • Daño directo a los corales

Los corales son particularmente sensibles a los cambios en la calidad del agua. Altos niveles de COD y TNB pueden inducir estrés en los corales, haciéndolos más susceptibles a enfermedades y blanqueamiento. El blanqueamiento ocurre cuando los corales expulsan las algas simbióticas (zooxantelas) que viven en sus tejidos, perdiendo su color y fuente principal de energía.

Fuentes de carbono externas: un arma de doble filo

  • Uso de vinagre, azúcar y alcohol

Algunos acuaristas recurren a la adición de fuentes de carbono externas, como vinagre, azúcar y alcohol, o productos comerciales destinados a ese uso con la intención de promover el crecimiento bacteriano que consume nitratos y fosfatos. Aunque esta práctica puede ser efectiva a corto plazo, presenta riesgos significativos:

  1. Proliferación de bacterias heterótrofas: Un exceso de carbono puede provocar un crecimiento descontrolado de bacterias heterótrofas, que pueden agotar el oxígeno del sistema, conocido como “bloom bacteriano” (agua lechosa, peces en superficie intentando respirar).
  2. Fluctuaciones en la calidad del agua: La adición inadecuada de estas sustancias puede causar fluctuaciones en los niveles de pH y otros parámetros, afectando la estabilidad del acuario.
  3. Problemas a largo plazo: El carbono orgánico —se ha demostrado no hace muchos años, en un estudio de la Universidad de Córdoba—, es un alimento idóneo para la cianobacteria. Altos valores de TOC y TNB pueden promover su desarrollo y crecimiento desmesurado y, junto a los cambios en los valores de nitrato y fosfato debido a la alta metabolización bacteriana dada por el aumento del carbono orgánico, todo esto se convierte en una bomba de relojería con fecha de explosión determinada.

Relación de COD y TNB con plagas y problemas en acuarios

  • Cianobacterias y dinoflagelados

Las cianobacterias y los dinoflagelados son plagas comunes en acuarios marinos con altos niveles de COD y TNB. Estas plagas pueden cubrir el sustrato y los corales, impidiendo la fotosíntesis y causando deterioro en la calidad del agua. Además, algunas especies de dinoflagelados pueden producir toxinas que afectan negativamente a los habitantes del acuario.

Imagen representativa no precisa
Imagen representativa no precisa.
  • Algas epifitas

Las algas epifitas son algas que crecen sobre otras plantas o estructuras, incluyendo los corales. En acuarios con exceso de nutrientes, estas algas pueden proliferar rápidamente, cubriendo los corales y dificultando su acceso a la luz.

  • Amarronamiento de corales

El amarronamiento de corales es un signo de estrés, en el que pierden su color vibrante y se vuelven marrones. Esto puede ser causado por altos niveles de materia orgánica y nutrientes, que inducen el crecimiento excesivo de algas simbióticas o patógenas.

Imagen representativa de mortalidad y blanqueamiento de corales por diferentes nutrientes
Imagen representativa de mortalidad y blanqueamiento de corales por diferentes nutrientes.

Medición y control de TOC y TNB

  • Test N-DOC de Triton

El test NDOC de Triton es una herramienta avanzada que permite a los acuaristas medir con precisión los niveles de carbono orgánico total. Este test proporciona datos detallados sobre la concentración de materia orgánica en el agua, facilitando el monitoreo y el ajuste de los parámetros del acuario para mantener un entorno saludable.

Imagen del test N-DOC de Triton para análisis del TOC y TNB
Imagen del test N-DOC de Triton para análisis del TOC y TNB.

Relación N:C:P y ratios de Triton

El método Triton sugiere mantener una relación equilibrada de nitrógeno, carbono y fósforo (N:C:P) para asegurar la salud del acuario. Sin embargo, es importante destacar que la ratio de Redfield (106:16:1), que se aplica a sistemas marinos naturales desde el año 1934 (fecha de su estudio), no es adecuada para acuarios marinos ni arrecifes de coral. En estos entornos, las condiciones pueden variar significativamente, y es crucial ajustar las ratios según las necesidades específicas del acuario.

Estrategias de control

  1. Filtración biológica y química: El uso de filtros biológicos que albergan bacterias nitrificantes puede ayudar a descomponer compuestos nitrogenados. Los filtros químicos, como el carbón activado, pueden eliminar compuestos orgánicos disueltos del agua.
  2. Cambios de agua regulares: Los cambios parciales de agua ayudan a diluir y remover el exceso de nutrientes y materia orgánica del acuario.
  3. Control de alimentación: Alimentar a los habitantes del acuario con la cantidad adecuada de alimento y remover los restos no consumidos puede reducir la carga orgánica.
  4. Cultivo de macroalgas: Las macroalgas pueden absorber nitratos y fosfatos, ayudando a controlar los niveles de nutrientes.

Efecto del alto valor de carbono orgánico en el crecimiento de macroalgas, como la chaetomorpha (chaeto)

La chaetomorpha, comúnmente conocida como “chaeto”, es una macroalga popular en acuarios marinos debido a su capacidad para absorber nitratos y fosfatos, ayudando así a controlar los niveles de nutrientes. Sin embargo, el crecimiento de la chaeto puede verse afectado por los altos niveles de carbono orgánico en el agua.

  • Efectos del carbono orgánico en chaetomorpha
    • Competencia por nutrientes: Un exceso de carbono orgánico puede promover el crecimiento de bacterias heterotrófas e infaunia, que compiten con la chaeto por nutrientes como nitratos y fosfatos. Esto puede resultar en un crecimiento reducido de la chaeto.
    • Condiciones de oxígeno: La actividad bacteriana incrementada por altos niveles de carbono orgánico puede reducir los niveles de oxígeno en el agua, creando condiciones de hipoxia que pueden afectar negativamente el crecimiento de la chaeto.
    • Disponibilidad de luz: La proliferación de algas indeseables, epífitas y cianobacterias, fomentada por altos niveles de carbono orgánico, puede reducir la cantidad de luz disponible para la chaeto, limitando su capacidad fotosintética y su crecimiento.

 

  • Observaciones y consideraciones
    • Crecimiento inversamente proporcional: En general, se observa que un alto valor de carbono orgánico puede tener un efecto inversamente proporcional en el crecimiento de la chaeto debido a la competencia por nutrientes y las condiciones desfavorables de oxígeno y luz.

Profundización en las ratios de Triton

  • Introducción a las ratios de Triton

El método Triton es conocido por su enfoque detallado en la gestión de acuarios marinos, haciendo hincapié en el equilibrio de los nutrientes. Las ratios de Triton se refieren a las proporciones ideales de nitrógeno (N), carbono (C) y fósforo (P) que deben mantenerse para asegurar un entorno saludable.

  • Valores específicos de nutrientes, según Triton
    • Nitrógeno (N): Idealmente mantenido en un rango de 0.4-1.3 mg/l.
    • Carbono (C): Debería estar alrededor de 31 mg/l, incluyendo carbono inorgánico y carbono orgánico.
    • TOC: Idealmente comprendido entre 0 y 4 mg/l.
    • TIC: Mantenido sobre 27 mg/l.
    • Fósforo (P): Generalmente entre 0.01-0.05 mg/l.

 

  • Comparación entre ratios Triton y Redfield

La ratio de Redfield es una guía estándar para sistemas marinos naturales, pero no se aplica directamente a acuarios marinos. En un acuario, las necesidades específicas pueden variar ampliamente, y el método Triton ajusta estos valores para reflejar un entorno controlado donde el equilibrio de nutrientes puede ser manejado de manera más precisa.

RATIO REDFIELD                  

106:16:1

C:N:P

RATIO TRITON                                        

12400:147:1 C:N:P
RATIO TRITON DESARROLLADA 1250:11150:147:1 C(o):C(i):N:P

 

Imagen representativa no precisa
Imagen representativa no precisa.

Conclusión

Mantener bajos los niveles de carbono orgánico y TNB es vital para la salud de los acuarios marinos. La acumulación de estos compuestos puede llevar a una serie de problemas, desde la proliferación de algas nocivas hasta el estrés y la muerte de los corales. Con prácticas adecuadas de manejo y monitoreo, es posible mantener un equilibrio saludable que garantice la longevidad y belleza de estos delicados ecosistemas.

Bibliografía

  1. Brown, B. E., & Bythell, J. C. (2005). 'Perspectives on mucus secretion in reef corals'. Marine Ecology Progress Series, 296, 291-309.
  2. Doney, S. C., et al. (2012). 'Climate change impacts on marine ecosystems'. Annual Review of Marine Science, 4, 11-37.
  3. Furnas, M. J., et al. (2005). 'The effects of nutrient enrichment on coral reefs'. Marine Pollution Bulletin, 51(1-4), 130-146.
  4. Smith, S. V., & Buddemeier, R. W. (1992). 'Global change and coral reef ecosystems'. Annual Review of Ecology and Systematics, 23, 89-118.
  5. Wild, C., et al. (2004). 'Coral mucus functions as an energy carrier and particle trap in the reef ecosystem'. Nature, 428(6978), 66-70.
  6. José Ángel Moreno-Cabezuelo, Guadalupe Gómez-Baena, Jesús Díez, José Manuel García-Fernández, 'Integrated Proteomic and Metabolomic Analyses Show Differential Effects of Glucose Availability in Marine Synechococcus and Prochlorococcus', Microbiology Spectrum, vol. 0, 2023, https://doi.org/10.1128/spectrum.03275-22.

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