Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
Typen kierto (Videoluento http://bit.ly/1NRGBe5)
Typpeä eliöt tarvitsevat DNA:ssa ja RNA:ssa esiintyvien emäksien (adeniin...
Soluhengitystä esittävän kuvan oikeaan alanurkkaan olen merkinnyt typen sidontaa
kuvaavan vaiheen paksuilla nuolilla. Kosk...
P
ADP
+
P
ATP
H+e-
H
H+
e- e- e- e-
Kuva 24. Typensitojabakteereissa
tapahtuva ammonifikaatio (= paksut
nuolet alimpina) m...
Kuten ehkä muistatkin, ATP-tuotannossa tarvittava proteiinikoneisto (elektroninsiirtäjät ja
ATP-syntetaasi) sijaitsee mito...
Kalvojen välitilaan
(enkuksi intermembrane
space) kertyy paljon
protoneita
Matriksiin kertyy
paljon elektroneja
Kuva 2a. M...
Typen sidonta lähitarkastelussa
Kuva 3 on kaavamainen esitys kasvin yksittäisestä juurinystyräsolusta. Kuvassa
vasemmalla
...
Sekä soluhengitys että typensidonta tarvitsevat käyttövoimakseen kasvin yhteyttämää
sokeria. Juurisoluihin sokeri siirtyy ...
ravinteiden ja yhteyttämistuotteiden kuljettamiseen tarvittavien johtojänteiden rakenne ja
toiminta).
Sekä soluhengityksen...
Ammonium kelpaa sellaisenaan kasveille, mutta myös ns. nitrifikaatiobakteereiden
käyttöön. Nämä bakteerit käyttävät ammoni...
Roomalaiseksi tämän muistisäännön tekee se, että sanan NITRIITTI keskellä on kaksi i-
kirjainta eli roomalainen kakkonen j...
Akvaariossa on bakteerikanta, joka tarvitsee happea pysyäkseen hengissä, mutta on myös
sellainen bakteerikanta, joka tarvi...
Ammoniakkivaiheessa voi syntyä värillisiä aineosia kuten esim. fenolin johdannaisia, jotka
voivat antaa akvaariovedelle ke...
Hapettomia alueita saadaan esimerkiksi siten, että akvaarion pohjalle tehdään paksu
hiekkapeti hienosta hiekasta. Vesi ei ...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Typen kierto

2,764 views

Published on

Tiivis katsaus typen kiertoon ja typensidontaan ekosysteemeissä

Published in: Education
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Typen kierto

  1. 1. Typen kierto (Videoluento http://bit.ly/1NRGBe5) Typpeä eliöt tarvitsevat DNA:ssa ja RNA:ssa esiintyvien emäksien (adeniini, tymiini, guaniini, sytosiini ja urasiili) ja proteiineissa esiintyvien aminohappojen rakenneosiksi. Muistanet nämä asiat biologian ykköskurssista samoin kuin sen, että proteiinit ovat aminohappoketjuja. Jokaisessa aminohapossa on aminoryhmä (NH2), karboksyyliryhmä (COOH) sekä sivuketju. Enimmäkseen typpi kiertää eliöissä suljetusti ravintoketjujen kautta. Kuitenkin typen siirtyminen ilmakehästä ravintoketjuihin, sen palaaminen kasveille käyttökelpoisessa muodossa kuolleista eliöistä maaperään sekä ajoittainen vuotaminen ravintoketjuista takaisin ilmakehään perustuu kolmen erilaisen bakteeriryhmän toimintaan. Nämä ovat ammonifikaatiobakteerit (tähän kuuluu kaksi ryhmää: hajottajabakteerit ja typensitojabakteerit), nitrifikaatiobakteerit (tähänkin kuuluu kaksi ryhmää: nitriitti- ja nitraattibakteerit) sekä denitrifikaatiobakteerit. Yhteenveto typen kiertoon osallistuvista bakteereista ja typen kierrosta ravintoketjuissa on tämän tiedoston loppupuolella kuvassa neljä. Voit vilkaista kyseistä kaavakuvaa jo nyt, mutta varsinaisesti sen ymmärtäminen onnistuu vasta, kun opiskelet seuraavassa esille tulevat asiat. 1. Ammonifikaatiobakteerit Ammonifikaatioksi kutsutaan tapahtumaa, jossa syntyy ammoniakkia NH3. Vedessä ammoniakki toimii emäksenä. Se siis vastaanottaa protoneita, jolloin siitä tulee ammoniumioni NH4+. Ammonium on kasveille käyttökelpoinen typen muoto. Protoneitahan vedessä on aina runsaasti, koska vesimolekyylit protolysoituvat itsestään (Muistathan vesimolekyylit ja Mikki Hiiren korvat ykköskurssista?). Ammoniakkia syntyy luonnossa kahdella eri tavalla. a) typensitojabakteerit sitovat ilmakehän molekulaarista typpeä (N2) ammoniakiksi (NH3) b) hajottajabakteerit käyttävät eloperäisiä typpiyhdisteitä (DNA, RNA ja proteiinit) hiilenlähteinään, jolloin se, mitä yhdisteistä jää jäljelle, on ammoniakkia Ilmakehän typpeä ravintoketjuihin osaavat sitoa vain sinilevät eli sinibakteerit, jotkin viherlevät, jäkälien leväosakkaat (sinibakteereita tai viherleviä) sekä juurinystyräbakteerit. Juurinystyräbakteereita esiintyy mm. hernekasveissa ja lepässä. Juurinystyräbakteerit tarvitsevat typen sitomiseen isäntäkasvinsa tuottamia sokereita, sinilevät ja jäkälien leväosakkaat tuottavat sokeritkin itse. Typen sitomisen perusmalli Typen sitomisen vaiheet muistuttavat soluhengitystä, mutta vetyatomien vastaanottajana ATP-tuotannon jälkeen ei olekaan happi, vaan typpi. Jotta asia tulisi ymmärrettävämmäksi, näet seuraavassa ykköskurssilta tutuksi tulleen kaavion soluhengityksen vaiheista (tämä asia, samoin kuin yhteyttäminenkin, kannattaisi varmaankin kerrata).
  2. 2. Soluhengitystä esittävän kuvan oikeaan alanurkkaan olen merkinnyt typen sidontaa kuvaavan vaiheen paksuilla nuolilla. Koska tuloksena syntyy ensin ammoniakkia NH3 ja sitten ammoniumioneja NH4+, tätä tapahtumaa kutsutaan ammonifikaatioksi.
  3. 3. P ADP + P ATP H+e- H H+ e- e- e- e- Kuva 24. Typensitojabakteereissa tapahtuva ammonifikaatio (= paksut nuolet alimpina) muistuttaa perusidealtaan soluhengitystä. ATP- tuotannossa hyödynnettävien protonien vastaanottajina toimivat kuitenkin hapen sijasta typpiatomit. Tätä tarkoitusta varten typpimolekyylit N2 hajotetaan atomaariseksi typeksi N. Tämä on vaativa tehtävä, sillä molekulaarisessa typessä N2 olevia atomeja yhdistää peräti kolmoissidos. Typen sidonnasta huolehtiva elektroninsiirtoketju sijaitsee bakteereiden solukelmulla. ”Kelkka” Sokeri C6 H12 O6 CO2 CO2CoA CoA CoA CO2 CO2 NADH FADH Krebsin kierto eli sitruunahappo- kierto NADH NADH NAD FAD O2 Happi peräisin yhteyttämisen valoreaktiosta Syntyvä vesi mm. yhteyttämiseen valoreaktion käyttöön NAD ja FAD palaavat hakemaan uusia vetyatomeita H2O Glykolyysi Typpi peräisin ilmakehästä N2 NH3 NH3 vastaanottaa vedeltä protonin ja muuttuu ammoniumtypeksi NH4+. Ammoniumtyppi jatkaa kulkuaan ravintoketjuihin bakteerin isäntänä toimivan kasvin tuottamien proteiinien tai nukleotidien välityksellä.
  4. 4. Kuten ehkä muistatkin, ATP-tuotannossa tarvittava proteiinikoneisto (elektroninsiirtäjät ja ATP-syntetaasi) sijaitsee mitokondrioiden sisäkalvolla. Typensitojabakteereilta sisäkalvo puuttuu, mutta vastaava proteiinikoneisto sijaitsee niiden solukelmulla. ATP-tuotantoon tarvittava protonigradientti muodostuu niillä, kuten useimmilla muillakin bakteereilla, niiden ulko- ja sisäpuolen välille. (Kuvat 2a ja 2b)
  5. 5. Kalvojen välitilaan (enkuksi intermembrane space) kertyy paljon protoneita Matriksiin kertyy paljon elektroneja Kuva 2a. Mitokondrion rakenne. ATP-tuotantokoneisto sijaitsee mitokondrion sisäkalvolla. ATP-tuotannossa tarvittava protonigradientti muodostuu ulko- ja sisäkalvon väliin jäävän tilan ja matriksin välille. Ulkokalvo Sisäkalvo ja siinä oleva ATP- tuotantokoneisto Kuva 2b. (Typensitoja)bakteerin rakenne. ATP:tä tuotetaan bakteerien ulkokalvolla. ATP-tuotannossa tarvittava protonigradientti muodostuu bakteerin ulko- ja sisäpuolen välille. ATP:n tuotanto- koneisto sijaitsee bakteerin solukelmulla Bakteerin ulkopuolelle kertyy paljon protoneja Bakteerin sisäpuolelle kertyy paljon elektroneja Typensitojabakteerit saavat typensitomiseen tarvitsemansa sokerit isäntäkasvilta. Vastalahjaksi ne luovuttavat osan muodostamastaan ammoniumista isäntäkasvinsa käyttöön. Toiminta on siis molempia osapuolia hyödyttävää eli mutualistista. Näin tiivistä fysiologista mutualismia kutsutaan myös symbioosiksi.
  6. 6. Typen sidonta lähitarkastelussa Kuva 3 on kaavamainen esitys kasvin yksittäisestä juurinystyräsolusta. Kuvassa vasemmalla on mitokondrio ja oikealla soluun asettunut typensitojabakteeri.
  7. 7. Sekä soluhengitys että typensidonta tarvitsevat käyttövoimakseen kasvin yhteyttämää sokeria. Juurisoluihin sokeri siirtyy johtojänteiden nilaosassa (palauta mieleesi veden, Kuva 3. Typensitojabakteerien ja mitokondrion toiminnan vertailu Sokeri C6 H12 O6 2 kpl H2O Nitrogenaasi (kelt.) hajottaa typpi- molekyylin (N2) kahdeksi typpiatomiksi (N). Kolme typpiatomien vapaata sidoselektronia on kuvattu viivoilla. ATP:tä solulimaan CO2 CO2CoA CoA NADH NADH Glykolyysi ADP + P ATP NADH NADH H + H+ H+ e- e- ADP + P ATP H+ H+ H+ 6 kpl H 4 kpl H N2 O2 N N 2 kpl NH3 Sitr.h.kiertoSitr.h.kierto H+
  8. 8. ravinteiden ja yhteyttämistuotteiden kuljettamiseen tarvittavien johtojänteiden rakenne ja toiminta). Sekä soluhengityksen että typensidonnan ensimmäinen vaihe on glykolyysi. Se tapahtuu juurisolun solulimassa. Tällöin sokerista poistetaan hiilidioksidia ja otetaan talteen vetyatomeja. Vetyatomit päätyvät vedynsiirtäjille (NAD → NADH). CO2 vapautuu ilmakehään. Sokerista jäljelle jäävät kahden hiiliatomin mittaiset rippeet vie mitokondrion tai typensitojan sisälle saattajaentsyymi nimeltä koentsyymi-A (kuvassa CoA). Rippeet kiertävät sitruunahappokierrossa, jonka aikana NAD-molekyylit riistävät niiltä lisää vetyatomeja. Jotta vetyatomeja saadaan irrotettua, pitää rippeistä aina poistaa myös CO2:ta. Vetyatomit päätyvät (punaiset nuolet) elektroninsiirtoketjuun. Elektroninsiirtoketju hajottaa vetyatomit protoneiksi (H+) ja elektroneiksi (e-). Muodostuneen protonigradientin voimin ATP-syntetaasi tekee ATP:tä. ATP:n tuottamisen jälkeen protonit ja elektronit yhtyvät uudelleen tuottaen ehjiä vetyatomeita. Mitokondriosta ATP poistuu solulimaan proteiinien käyttövoimaksi. Vetyatomit yhtyvät happeen (= palavat). Tuloksena muodostuu vettä. Typensitojabakteerissa (kuvan oikea reuna) suurin osa ATP:stä kuluu solukelmulla toimivan nitrogenaasin (keltaiset salamat) tarpeisiin. Nitrogenaasi on proteiinirakenteinen entsyymi, joka hajottaa typpimolekyylit (N2) typpiatomeiksi (N). Koska molekulaarisessa typessä on ”supervahva” kolmoissidos, kuluttaa nitrogenaasi typen hajottamisessa paljon ATP:tä. Molekulaarisen typen hajoamistuotteena syntyy kaksi typpiatomia. Irrallisilla typpiatomeilla eli atomaarisella typellä on kolme vapaata sidoselektronia. Kuhunkin niistä kiinnittyy seuraavaksi yksi vetyatomi (vihreät nuolet). Tuloksena muodostuu ammoniakkia NH3. Solun vesiympäristössä ammoniakki toimii emäksenä, joka mielellään vastaanottaa protoneita. Siksi ammoniakista tulee lopuksi ammoniumioneja NH4+ (ei merkitty kuvaan). Ammoniumioni on kasveille soveltuva typpiyhdiste. Huomaa nimenomaan siis seuraavat asiat kuvassa 3: Sekä mitokondriossa että typensitojabakteereissa vetyatomeja tarvitaan ATP-tuotantoon. Vetyatomit ovat peräisin sokereista. ATP-tuotannon jälkeen vetyatomit yhtyvät mitokondrioissa happeen, mutta typensitojabakteereissa typpeen. 2. Nitrifikaatiobakteerit Kun eliöt kuolevat tai, kun ne ulostavat, syntyvässä aineksessa olevat typpiyhdisteet siirtyvät hajottajaravintoverkkojen käyttöön. Nämä käyttävät typpiyhdisteitä hiilenlähteenään. Tuloksena syntyy ammoniakkia NH3, joka vedessä muuttuu ammoniumioniksi NH4+. Osittain, esimerkiksi ulosteissa, typpi on jo valmiiksi kasveille käyttökelpoisessa muodossa ammoniumina.
  9. 9. Ammonium kelpaa sellaisenaan kasveille, mutta myös ns. nitrifikaatiobakteereiden käyttöön. Nämä bakteerit käyttävät ammoniumia energianlähteenään. Siksi ne polttavat eli hapettavat ammoniumia nitriitiksi (NO2-) ja sitä vuorostaan nitraatiksi (NO3-). Nitriittejä tuottavat bakteerit ovat nitriittibakteereita ja nitraatteja tuottavat nitraattibakteereita. Nitraattibakteerit tarvitsevat omaan toimintaansa nimenomaan nitriittejä, joten ne eivät tulisi toimeen ilman nitriittibakteereita. Kasveille nitriittimuotoinen typpi ei kelpaa, vaan ne ottavat typpensä ammoniumioneina tai nitraatteina. Näin ollen kasvien hyvinvointi on riippuvainen kummankin bakteerityypin olemassaolosta. Nitrifikaatiobakteerit hapettavat typpeä. Tähän ne tarvitsevat ilmakehässä vapaana olevaa happea. Maaperään happi pääsee esimerkiksi kastematojen ja muiden maassa möyrivien pieneliöiden kaivaessa siihen käytäviään. Nitriitti-nitraatti-muistisääntö Sanan ”nitriitti” keskellä on kaksi i-kirjainta. Isoilla kirjaimilla merkittynä kaksi ii:tä näyttää seuraavalta: II. Tämä on roomalainen kakkonen. Kyseistä numeroa voit käyttää muistisääntönä, sillä nimenomaan juuri nitriiteissä on kaksi happiatomia N02-. Jäljelle jäävä toinen yhdiste NO3- on siis nitraatti. 3. Denitrifikaatiobakteerit Jos eloperäinen aines päätyy hapettomiin olosuhteisiin, eivät nitrifikaatiobakteerit pysty muuttamaan siinä esiintyviä typpiyhdisteitä kasveille käyttökelpoiseen muotoon nitraateiksi. Typpiyhdisteiden kimppuun käyvät nyt denitrifikaatiobakteerit. Hapettamisen sijasta denitrifikaatiobakteerit hyödyntävät typpeä pelkistämällä sitä. Pelkistymisessä yhdisteet vastaanottavat vetyatomeita, elektroneita tai luovuttavat happiatomeja. Näin esimerkiksi ammonium- tai nitraatti-ionit hajoavat typpiatomeiksi. Typpiatomeista syntyy niiden yhdistyessä typpimolekyylejä (N2), jotka karkaavat typpikaasuna ilmakehään. Hapettomissa olosuhteissa maaperän typpipitoisuus siis laskee eli maaperä köyhtyy. Vielä kerran Boys and Girls! Aineiden kierrot (kirjassa s. 17 - 26), avustavia muistisääntöjä 1) Aakkosmuistisääntö Hapettuminen - elektronin tai vetyatomin luovutus (h ja l aakkosissa lähellä toisiaan) - yhtyminen happeen Pelkistyminen - elektronin tai vetyatomin vastaanotto (p ja v aakkosissa lähellä toisiaan) - hapen luovutus 2) Roomalainen muistisääntö - NITRIITTI = NO2-, jolloin nitraatti on NO3-
  10. 10. Roomalaiseksi tämän muistisäännön tekee se, että sanan NITRIITTI keskellä on kaksi i- kirjainta eli roomalainen kakkonen ja juuri tämä on myös happiatomien määrä nitriitti- ionissa Tässä vielä edellä kuvattujen ilmiöiden yhteydet toisiinsa näpäkkänä kaavakuvanakin (kuva 4)! 4. Typen kierto akvaariossa. Esimerkki ekosysteemistä pienoiskoossa. Akvaario on suljettu biologinen järjestelmä, jossa organismien esiintymistiheys on huomattavasti suurempi kuin luonnossa. Eliöiden saastuttava vaikutus tällaisessa järjestelmässä on erittäin suuri. Eloperäisen jätteen hajoamisen eri vaiheet tuottavat sivutuotteita, joista osa on myrkyllisiä. Jos nämä jäävät järjestelmään, on niillä haitallisia vaikutuksia akvaarion pienekosysteemiin. Siksi vettä on puhdistettava mm. suodattamalla. Useimpien eliöiden eritteet sisältävät ammoniakkia (NH3), virtsaa (H2N2CO) ja virtsahappoa (C5H4O3N4). Kaikki nämä eritteet sisältävät typpeä. Typpiyhdisteitä ei tule pelkästään eläimistä, vaan ne voivat olla peräisin myös kuolevasta ja mätänevästä levästä sekä ruokajäämistä. Typpipitoiset aineosat ovat peräisin eliöiden proteiineista tai nukleiinihapoista (DNA ja RNA). Typen kierrossa tapahtuvat häiriöt aiheuttavat akvaarioiden suurimmat ongelmat. Kuolema korjaa kolkkoa satoaan. TUOTTAJAT (= kasvit) PEDOT KULUTTAJAT (= kasvinsyöjät) Hajottajat käyttävät hiilenlähteenään, jolloin jäljelle jää typpiyhdisteitä. Kakka ja pisu sisältävät paljon ammonium-ioneja NH4+, mutta myös muita yhdisteitä. NH4+ eli ammonium- ioneja Nitriittibakteerit Nitraattibakteerit Denitrifikaatio- bakteerit käyttävät NO2- ja NO3- ioneja hapenlähteenään. NO2- eli nitriitti-ioneja NO3- eli nitraatti-ioneja Hapettomuus esim. maaperän liiallinen märkyys. Jäljelle jää molekulaarista typpeä N2, joka karkaa ilmakehään. Typensitojabakteerit esim Rhizobium ja sinilevät sitovat ilmakehän N2:sta ammoniumioneiksi NH4+. Kuva 4. Typen kierto elävässä luonnossa. Kasveille käyttökelpoinen typpi on merkitty sinisillä nuolilla.
  11. 11. Akvaariossa on bakteerikanta, joka tarvitsee happea pysyäkseen hengissä, mutta on myös sellainen bakteerikanta, joka tarvitsee hyvin niukkahappiset olosuhteet selvitäkseen hyvin. Näillä kummallakin bakteerityypillä on täysin erilaiset tehtävät typpeä sisältävien yhdisteiden hajottamisprosessissa. Jotta typen kierto toteutuisi hyvin, tulisi akvaariossa olla sekä hapellisia että hapettomia alueita. Kaikkialla akvaariossa, missä vesi liikkuu vapaasti, on hapellisia alueita. Hapettomat alueet voidaan luoda sijoittamalla akvaarioon esimerkiksi ”elävää kiveä”. Hapettomia alueita muodostuu helposti myös pohjahiekan alaosiin. ”Elävä kivi” on kalsiumpitoista kiveä joka on muodostunut ikivanhoista korallien rungoista. Koska ”elävä kivi” on rakenteeltaan erittäin huokoista, on sen bakteereille tarjoama pinta- ala hyvin laaja. Tämä huokoisuus jatkuu myös syvyyssuunnassa joten kiven sisälle kehittyy anaerobinen ympäristö jossa denitrifikaatiobakteerit (= typpeä akvaariosta poistavat bakteerit) viihtyvät. Typpipitoisten yhdisteiden hajoaminen Typpikierto on tapahtuma, jossa biologisen jätteen ainesosat muuttuvat bakteeritoiminnan ansiosta myrkyllisistä aineksista harmittomiksi yhdisteiksi. Kunnolla kypsyneessä akvaariossa tämä prosessi tapahtuu luonnollisena bakteeritoimintana akvaarion eri osissa elävissä bakteerikannoissa. Akvaarion perustamisvaiheessa on tälle typpikierrolle luotava otolliset olosuhteet. Typpiyhdisteet hajoavat neljässä vaiheessa: Ammoniakkivaihe Nitriittivaihe Nitraattivaihe Typpivaihe Ammoniakkivaihe eli ammonifikaatio Ammonifikaatioksi kutsutaan vaihetta, jossa kuolleiden organismien sisältämät amino- ja nukleiinihapot muuttuvat epäorgaanisiksi komponenteiksi, joissa ei ole hiiltä. Hiilen kuluttaa tavallisesti hajottajabakteeri, joka kuuluu sukuun Bacterium. Tuloksena syntyy myrkyllistä ammoniakkia (NH3) ja orgaanisia happoja. Vesiekosysteemeissä ammoniakkia syntyy usein muutenkin kuin pelkän hajoamistoiminnan tuloksena. Vesissä sinilevät, maalla myös eräiden jäkälien viherleväosakkaat sekä juurinystyräbakteerit, pystyvät nimittäin sitomaan ilmakehässä olevaa ja siitä veteen liukenevaa molekulaarista typpeä (N2). Typpikaasu sitoutuu näihin organismeihin nimenomaan ammoniakiksi (NH3). Näin ollen myös typen sidonta on yksi ammonifikaation muoto. Akvaarioon ammoniakki tulee kuitenkin biologisen jätteen mukana. Biologista jätettä ovat esimerkiksi kuolleet organismit ja kalojen jätökset. Onneksi kuitenkin ”elävän kiven” ja hiekan pintaa asuttavat bakteerit käyttävät ammoniakkiyhdisteitä ravintonaan ja muuttavat ne uuteen muotoon eli nitriiteiksi (NO2-).
  12. 12. Ammoniakkivaiheessa voi syntyä värillisiä aineosia kuten esim. fenolin johdannaisia, jotka voivat antaa akvaariovedelle kellertävän värin. Tämä sävy saadaan poistettua kunnolla oikeastaan vain aktiivihiilisuodatuksen avulla. Nitriittivaihe Tässä hajoamisvaiheessa ammoniakki hapettuu nitriitiksi (NO2-). Tapahtuman suorittavat Nitrosomonas, Nitrospira, Nitrosococcus ja Nitrosolobus bakteerit. Tiedetään kuitenkin eräiden bakteerilajien pystyvän muuttamaan aminohappoja nitriitiksi ja nitraatiksi myös suoraan, ilman ammoniakkivaihetta. Nitriitti (NO2-) on vain hiukan vähemmän myrkyllistä kuin ammoniakki. Typpikiertonsa osalta terve akvaario ei koskaan sisällä nitriittiä. Nitraattivaihe Tässä hajoamisvaiheessa nitriitti (NO2-) hapettuu nitraatiksi (NO3-). Tapahtuman suorittavat mm. Nitrobacter, Nitrospira, Nitrocystis ja Nitrosococcus suvun bakteerit. Nitraatti (NO3-) on suhteellisen harmiton yhdiste. Se pyrkii kuitenkin kerääntymään akvaarioon, jos sitä ei ole rakenteellisesti tehty oikein. Kalat sietävät suhteellisen hyvin nitraattia, mutta meriakvaarioissa usein kasvatettavat korallit eivät. Nitraatti on hyvä kasvilannoite, joten sen kertyminen akvaarioon johtaa helposti leväongelmiin. Typpikierroltaan tehokkaassa akvaariossa nitraattia ei tulisi esiintyä lainkaan. 5 ppm (mg/l) ja sitä suuremmat arvot voivat jo heikentää korallien ja kalojen terveyttä ja lisätä levän kasvua. On tosin olemassa joitakin korallilajeja, jotka viihtyvät hiukan koholla olevissa nitraattiarvoissa, mutta ne kuuluvat vähemmistöön. Sekä nitriitti- että nitraattivaiheen prosessiin vaikuttaa lämpötila, pH ja vedessä olevan hapen määrä. Mitä korkeampi lämpötila (max 30 °C), pH ja happipitoisuus, sitä paremmin nämä typpikierron vaiheet tapahtuvat. Yhtenä hyvänä keinona hallita nitraattipitoisuuksia ovat vedenvaihdot (kuten makeavesiakvaarioissa tehdään). Suositeltavampaa kuitenkin on antaa tehtävä denitrifikaatiobakteereille. Typpivaihe eli denitrifikaatio Oikein perustetussa akvaariossa nitraatti muuttuu ns. denitrifikaatio-bakteereiden toiminnan tuloksena typpikaasuksi. Typpi nousee kuplina veden pinnalle ja sitä kautta huoneilmaan. Jos typpikierto sisältää tämän viimeisen vaiheen, akvaarioveteen joutuneet typpiyhdisteet poistuvat kuin itsestään. Viimeisen vaiheen onnistumiseen tarvitaan hapettomia alueita, joissa siitä huolehtivat tärkeät bakteerit elävät. Nämä ovat Micrococcus, Denitrobacillas, Pseudomonas ja Bacillus bakteereita.
  13. 13. Hapettomia alueita saadaan esimerkiksi siten, että akvaarion pohjalle tehdään paksu hiekkapeti hienosta hiekasta. Vesi ei virtaa hiekkapetin pohjaosassa, joten sinne syntyy hapeton alue. Toisena vaihtoehtona on sijoittaa akvaarioon riittävä määrä (riittävän suuria) ”eläviä kiviä”, joiden ydinosaan muodostuu riittävän paljon hapettomia alueita. Kun akvaariossa on riittävästi ”elävää kiveä” ja apuna valkuaisainevaahdotin sekä hyvä vedenkierto, nitraattikertymiä ei pääse syntymään. Jos vaahdotin puuttuu (ja kuormitus on kohtalaista), saattaa seurauksena olla paha leväongelma, joka johtuu siis nitraatin kerääntymisestä järjestelmään.

×