Allelopáthia avagy háború az akváriumban

Ma szeretném megérinteni az akvaristák egyik legösszetettebb témáját - az allelopátiát az akváriumi növényekben.

Az allelopathia természetes jelenség, amelyet gyakran a következőképpen határoznak meg:

A vízi növények vagy algák egyik fajának növekedésének gátlása egy másik faj által termelt vegyi anyagokkal.

Úgy gondolom, hogy sok akvarista megtapasztalta ennek a háborúnak a hatását az akváriumában lévő növények között, anélkül, hogy észrevette volna. Olyan helyzetekről beszélek, amikor egyes akvaristák egyszerűen nem tudják termeszteni ezt vagy azt az akváriumi növényt, bár akváriumunk szinte ideális követelményekkel és víz paraméterekkel rendelkeznek.

Miért pusztulnak el néhány akvárium növényfaj?

Az allelopathia lehet a válasz. Bár az elmúlt években az algák és a vízinövények allelopátiájával kapcsolatos kutatások fokozatosan növekedtek, még mindig nincsenek teljes információink ahhoz, hogy teljesen biztosak legyünk a működésében. 

Mi az allelopátia?

Az allelopátia szó két különálló görög szóból származik, az Allelon, amely jelentése: „Egymásból”, és a pátosz, ami azt jelenti, hogy „szenvedni”.

Bár az allelopathia elméletét a 20. század elején Hans Molisch osztrák professzor írta le, a tudósok csak 1966-ig találtak elég empirikus bizonyítékot ezekre az interakciókra.

Addigra a Nemzetközi Allelopátia Társaság (IAS) ezt a jelenséget minden olyan folyamatként meghatározta, amely növények, algák, baktériumok és gombák által termelt másodlagos metabolitokat érint, és amely befolyásolja a biológiai rendszerek növekedését és fejlődését.

Alapvetően az allelopathia akkor fordul elő, amikor bármely szervezet olyan vegyi anyagokat termel, amelyek egy másik szervezetre hatnak. Ez azt jelenti, hogy nemcsak a tartályban lévő növényei képesek erre a képességre, hanem a tartályban lévő algák is felhasználhatják a növények ellen, sőt egy másik algafaj ellen is!

• Vízi növények vs vízinövények,

• Vízi növények és algák,

• Algák vs algák.

Ez azt jelenti, hogy az allelopátiás vegyi anyagok válogatás nélkül célozzák meg és gátolják az organizmusokat. Megakadályozza az élőlények normális növekedését vagy terjedését. Ez a gátlás végső soron a célszervezetet is megöli.

Az allelopathia az akváriumban található növények és algák természetes hadviselése. Ez a végső adaptív stratégia a fényért és a tápanyagokért folyó versenyükben.

Megjegyzés : Minden növényfaj más és más. Ezért annak ellenére, hogy az allelopathia általában gátolja más organizmusokat, ez a hatás egyes fajok esetében is pozitív lehet.

Az allelopathia egyéb okai a vízi növényekben

Most már tudjuk, hogy az allelopátiás vegyi anyagok általában segítenek a növényeknek dominanciát kialakítani egy akváriumban. Ennek oka, hogy a vegyi anyagok gátolják más növények növekedését. Egyetlen allelokémiai anyag önmagában nem lehet erős inhibitor.

Tehát a növények két vagy több allelokémiai vegyületet használhatnak és kombinálhatnak, számíthat arra, hogy növekedni fog a gátló hatás ereje. Az allelopátiás vegyi anyagok a különböző organizmusokra is eltérő hatást gyakorolhatnak. Egyes organizmusokat specifikus allelopátiás vegyszerek jobban gátolhatnak.

Az allelopathia azonban nem korlátozódik csupán a növényekben vagy algákban való harcra az akváriumokban. Egyes akváriumi növények ezeket a vegyi anyagokat védelmi mechanizmusként használják, hogy megvédjék magukat a rovarokkal, csigákkal és halakkal szemben.

Ideális esetben mindig jó kutatni, hogy milyen növények és vízi állatok nem kompatibilisek egymással, amikor akváriumot rendeznek be.

Érdekes tény: Az allelopátiás vegyszereket nem használják a növények növekedési és fejlődési folyamatában. A vegyi anyagok egyedüli szerepe, hogy aktív védekező mechanizmusként működjön a növényekben és az algákban.

Miért gyakoribbak az allelokémiai anyagok az akváriumi növényeken?

Az allelokémiai anyagokat leggyakrabban akváriumi növények termelik. Ennek oka, hogy a növényeket veszélyezteti a növényevők fogyasztása. Néhány növény allelokémiai anyagokat termel természetes védekezésként a ragadozók ellen. Ezek a vegyi anyagok megakadályozhatják az akváriumi növények fogyasztását.

Az allelokémiai anyagok előállításához a növények bizonyos energiafelhasználást igényelnek. Körülbelül 10% vagy valamivel kevesebb metabolikus beruházás szükséges az allelokémiai anyagok előállításához.

Ez soknak tűnhet egy védelmi mechanizmus számára. Az allelokémiai anyagok azonban hatékony módon megakadályozzák a növényevő legelők által okozott növény veszteségeket. A vegyszerek megvédhetik az akváriumi növényeket is a betegségektől.

Hogyan gátolja az allelopátia az akvárium növényeket?

Az allokémiai vegyületek közvetlenül a növényekből szabadulnak fel különböző mechanizmusok, például gyökérszekréció, kimosódás, illékonyság, valamint passzív módon a növények bomlása révén.

Az allelopathia befolyásolhatja a növények gyökérzetét. A vegyi anyagok miatt a gyökerek nem képesek normálisan felszívni a tápanyagokat. A vegyi anyagok a víz megszerzésének folyamatait is sokkal megterhelőbbé tehetik a növény számára.

Az allelopathia víz stresszt okozhat, ha a növény gyökereit hosszabb ideig befolyásolják az allelopátiás vegyszerek. Ezenkívül az allelopátiás vegyi anyagok szintén befolyásolhatják a fehérjeszintézis. A fehérjeszintézis átesett növény sejt növekedését is befolyásolja.

Az allelopátiás vegyi anyagok szintén befolyásolhatják a normál növényi folyamatokat, például a fotoszintézist és a légzést.

A vegyi anyagok úgy tudják elérni, hogy a növény fotoszintézisét elősegítő részei ne fejlődjenek megfelelően. Az allelopátiás vegyszerek elősegíthetik a fotoszintetikus pigmentek gyorsabb lebomlását, befolyásolhatják a légzési folyamatot és az enzimeket is.

Milyen vízi növények használják az allelopathiát?

20 évvel ezelőtt Diana Walstad írt egy könyvet, és megalkotta a maga módját ( Walstad-módszer ) a növények termesztéséről az akváriumokban.

Annak a ténynek köszönhetően, hogy az allelopathia alkalmazása újabb felfedezés, nagyon lehetséges, hogy az összes/a legtöbb vízi növény kiválaszt valamilyen vegyi anyagot, amely más organizmusokra hat. Ezt azonban a kutatók nem bizonyították.

Könyvében megemlíti, hogy legalább 97 olyan vízinövény létezik, amelyekről beszámolók szerint allelopathiát alkalmaznak. Néhány gyakori akváriumi növényt, mint például  Vallisneria,  Sagittaria,  Bacopa, Pistia stratiotes, Cabomba, Ludwigia hexapetala stb. 

Például a tanulmány szerint a Pistia stratiotes volt felelős a növények növekedésében megfigyelt 80% -os csírázás-csökkenésért. A tudósok számos olyan allelopátiás vegyületet találtak (például α-asaron, hidroxil-zsírsavak és szteroid-származékok), amelyek gátolták 17 algakultúra növekedését. Ugyanakkor a rizs volt a legtoleránsabb az allelopátiás hatásokkal szemben.

Egy másik kísérletben a Sagittaria sagittafolia gátolta a búza és a vadzab csírázását.

Hogyan fejlődtek a vízi növények az allelopathia alkalmazásában?

A vízi növények allelopátiájának megértéséhez meg kell vizsgálnunk a szárazföldön élő növények szerkezetét. A szárazföldi növények fenolokat használnak a ligninek szintetizáláshoz.

A ligninek segítik a szárazföldi növényeket egyenesen állni. Ezek elengedhetetlenek a szárazföldi növények számára, de a vízinövények a víz felhajtóerejét használják fel a strukturális támogatás érdekében. A lignineket még mindig létrehozzák, de sokkal kisebb mennyiségben. Tehát, mi történik a fenolok feleslegével, amelyeket általában strukturális támogatásra használnak fel a ligninek előállításához?

A válasz az, hogy a fenolokat az allelopathia folyamata során használják.

A növényeknek nem volt szükségük extrém változásokra az allelopathia használatának fejlesztése érdekében. A fenolok a kezdetektől fogva természetesen a növények inhibitoraként működtek. Ez azt jelenti, hogy a vízi növényeknek nem kellett teljesen új rendszereket kifejleszteniük az allelopathia kialakulásához.

A növényeknek csak enyhe kiigazításokat kellett végrehajtaniuk a fenolos anyagok használatának módjaiban. Idővel a fenolok genetikai mutációk révén fejlődtek ki. Ez azt eredményezte, hogy hatékonyabban gátolják más organizmusokat.

A fenolok ma már erősebb gátló tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a múltban. A közönséges fenolsavak kissé megváltoztatása gátlást eredményezhet az algákban.

Hogyan befolyásolják a különböző mennyiségű fenolsavak a szervezeteket?

Az organizmusok gátló folyamata az allelopathia során a növények által létrehozott fenolsavaknak köszönhető. Természetes, hogy a nagyobb fenolsav koncentrációjú növények ritkábban esnek. Egy növény emészthetetlen lesz, ha a növény több mint 6% fenol savat tartalmaz. Ez lehetővé teszi a növény számára, hogy természetesen megvédje magát a növényevők ellen.

A fenol sav szintje változhat. Egyes növények, például az Elodea Densa, a fenolsavak koncentrációját akár 0,8% -ban is tartalmazhatják. Más növények, például a Cabomba Caroliniana, akár 15% fenolsav-koncentrációt is tartalmazhatnak. Ezeket a növényeket emészthetetlennek tartanák a magas fenolsavtartalom miatt.

Hogyan taszítja az allelopathia a rovarokat vagy a halakat?

Az allelopathia folyamatához előállított fenolok deaktiválják a fehérjéket. A fenolok károsíthatják az állatok vagy a rovarok gyomrában található fehérjéket. Ez természetes elrettentést jelent mindazok számára, akik falatozni szeretnék a növényt.

Melyek az allelopathia lehetséges felhasználási lehetőségei az akváriumokban?

Az akváriumokban található allelopátia lehetővé teszi bizonyos növények fejlődését. A növények növekedése általában közvetlenül kapcsolódik az algák növekedéséhez. Egészségesen telepített akváriumokban alacsonyabb algaszintre számíthat. Azokban az akváriumokban, ahol a növények küzdenek, számíthat arra, hogy magasabb szintű algákat lát.

A növények egészségének megőrzésével szabályozhatja az algák növekedését az akváriumban. Az algavirágzás nagy hatással lehet a vízi környezetre. Ugyanis egyes algafajok vagy cianobaktériumok (például „kék-zöld alga”) valójában toxinokat termelnek.

Ezen toxinok magas koncentrációja befolyásolhatja a tartályában jelenleg tartózkodó halakat. Csökkentheti az algák mennyiségét is a tartályban azáltal, hogy csökkenti a tartály napi fényerejét.

Mi az automatikus gátlás az akváriumi növényeken?

Automatikus gátlás akkor következik be, amikor egy növény olyan allelokémiai anyagokat állít elő, amelyek gátolják saját fajait.

Az automatikus gátlás rendkívül önpusztítóan hangzik. Miért akarja egy faj lelassítani a növekedését és megakadályozni saját fajának új növekedését?

A válasz az, hogy az automatikus gátlás valóban hasznos bizonyos helyzetekben. Egyes tartályok környezete nem biztos, hogy nagy mennyiségű növény számára alkalmas. Ez arra készteti az új üzemeket, hogy versenyezzenek a meglévő üzemekkel az erőforrásokért.

A saját fajaival való versengés ugyanolyan káros lehet, mint a nem rokon fajokkal való versengés az erőforrásokért.

Saját fajaik növekedésének korlátozásával ezek az automatikusan gátló növények lehetővé teszik, hogy fajaik felnőtt növényei jobban fejlődhessenek. Ugyanakkor a fiatalabb növények valószínűleg nem maradnak életben.

Ez azt jelenti, hogy nem új növények nőnek be a régebbi növények helyébe. Néhány algafaj természetesen gátló tulajdonságokat mutat.

Összefoglalva

Korábban azt gondoltuk, hogy az akváriumi hobbi a kikapcsolódás és a derű forrása. A legújabb tanulmányok azonban azt mutatják, hogy ez nem biztos.

Az akváriumunkban lévő növények közötti allelopathia vagy soha véget nem érő háború valóságos dolog!

A természetben nem lehet olyan sok növényfajt találni olyan korlátozott térben, mint az akváriumunkban. Ezért akváriumainkban minden növény súlyos versenyben áll az erőforrásokért, akár a térért, a fényért vagy a tápanyagokért.

Ennek eredményeként gyakran észre sem vesszük, mi történik valójában.