Autor: José Hugo Alarcon
Las biopeliculas siempre pasan desapercibidas en la gran mayoría de los acuarios, son muy poco los aficionadazos que tienen una clara idea de lo que son, y cual es su importante labor desintoxicadora de este ecosistema. Cuando hacemos cambios parciales de agua, y introducimos las manos dentro del estanque y tocamos las paredes de este, también cuando movemos algún adorno del acuario como piedra, tronco, notamos que en la superficie de estos hay una masa esponjosa al tacto, esa masa percibida al tacto, pero que muy pocas veces se puede observar a simple vista, es en su apogeo una biopelicula, también la encontramos en el interior de los filtros externos e internos, gracias ha estas podemos tener un acuario equilibrado y con peces sanos. Las bacterias como la gran mayoría pudiera pensar, que estas se encuentran en la columna de agua moviéndose, en el estanque, pero en realidad el porcentaje de bacterias que encontramos así en nuestro acuario es solo el 10%, y estas están buscando algún sitio adecuado para poder colonizar. El 90% restante de bacterias ya esta alojada en alguna superficie formando estas biopeliculas y haciendo su labor tan importante dentro de la pecera.
Pero que son en realidad las biopeliculas? Bueno para ser claro una biopelicula es una interacción de varias especies de bacterias que cumplen diferentes funciones y entre ellas forman un agregado o “colonia”. Estas existen donde quiera que el agua esté en contacto con alguna superficie y nuestro acuario es un lugar especial para ello y técnicamente se pueden definir como una capa de microorganismos que se encuentran rodeados por un sustancia pegajosa que ellos mismos secretan y que se adhiere a una superficie, sea viva o inerte. Esta sustancia pegajosa tiene como función propiciar la adhesión a las superficies, proteger a las bacterias y facilitar la interacción entre ellas mismas.
La apariencia de las biopeliculas al microscopio puede ser uniforme pero en la mayoría de los casos es rugosa, y el espesor de esta alcanza unos pocos cientos de micrones. Como dije anteriormente gran parte de las bacterias que están a la deriva en la columna de agua proviene de estos agregados, con el fin de poder colonizar otras superficies.
Fig.1 micrográfia de una biopelicula adherida a una superficie de acero inoxidable luego de exponerse a un cultivo de P. fluorescens durante 24 h.
La estructura de la biopelícula consta esencialmente de células bacterianas introducidas en una matriz de sustancias poliméricas extracelulares. Estas vienen siendo la unidad estructural principal de la colonia, por poner un ejemplo es como un ladrillo que forma la pared, Esta matriz llena de canales tiene como fin conducir agua y nutrientes. Dentro de la matriz se encuentran otras dos zonas: una base que sirve de soporte para la zona en donde se desarrollan las colonias de bacterias en forma de hongos. La morfología de las biopeliculas puede variar de acuerdo con las condiciones bajo las cuales creció y se desarrolló.
Fig. 2 Esquema de una biopelicula.
La formación de la biopelicula comienza, las moléculas orgánicas se adhieren a la superficie, neutralizan las cargas, ejemplo las piedras del acuario, y esto permite el acercamiento de las primeras bacterias, con el fin de esta etapa empieza el crecimiento del agregado. Las bacterias que flotan libremente en la columna del agua se unen entre ellas gracias a la acción electrostática y a fuerzas físicas. Algunas de estas células se fijaran permanentemente a la superficie por medio de sustancias poliméricas extracelulares que ellas mismas producen.
Los polímeros extracelulares consisten en grupos de polisacáridos cargados y neutros que cementan las células a las paredes de la superficie y que además actúan como un sistema de intercambio de iones para atrapar y concentrar los nutrientes que flotan en el agua. En la medida en que los nutrientes se van acumulando, las bacterias pioneras se van reproduciendo. Después las células hijas ya producen su propia capa permitiendo aumentar el volumen del sistema de intercambio iónico, y así sucesivamente se va formando una próspera colonia. En una biopelícula madura gran parte de su volumen (75%-95%) está ocupado por la matriz de sustancias poliméricas extracelulares y agua. Esta sustancia acuosa da a la biopelícula un aspecto gelatinoso y resbaloso.
Las sustancia poliméricas extracelulares, empieza a captar nutrientes y también atrapa a nuevas bacterias estas son asociadas por interacción electrostática y por una obstrucción física. Estos colonizadores secundarios metabolizan los desperdicios de los colonizadores primarios y a su vez producirán sus propios desperdicios. De esta manera se empiezan a formar diferentes capas dentro de una biopelicula, y con esto empieza una especie de especialización de las bacterias dentro de la colonia, por ejemplo las capas internas de las biopeliculas se convierten en anaeróbicas por la falta de oxigeno y las capas externas son aeróbicas.
La temperatura también es un factor que gobierna de alguna manera, ya que esta afecta los procesos de metabolismo, crecimiento y reproducción, Varios autores han determinado como la presencia de bacterias aumenta en las épocas de verano cuando la temperatura del agua alcanza su máximo (Besner et al. 2002). Las bacterias crecen en un rango de temperatura entre 15 y 50°C. Es por ello que las biopeliculas tienen excelentes condiciones en nuestros acuarios, ya que estos cuentan con los rangos de temperaturas adecuados para el crecimiento de estos agregados, la gran gama de acuarios cuentan con rangos de temperaturas de 16º a 28º Celsius ideal para el crecimiento y reproducción de estos microorganismos.
La biopelicula madura, sobre una superficie funciona como un todo, y la especialización ocurre a nivel bacterial, y también es metabolitamente cooperativa, es en este punto donde las biopeliculas generan un ambiente sano para nuestros peces, pues no solo degradan los compuestos orgánicos, también aquí ocurre la transformación del amonio a nitritos y luego a nitratos, esto ultimo inocuo para los peces y abono indispensable para las plantas. Son estas vitales interacciones, lo que le da su estampa a las biopeliculas, pudiendo degradar, transformar y consumir la gran mayoría de moléculas orgánicas en suspensión así como también requieren de moléculas inorgánicas para su metabolismo, y los acuaristas solo notan su crecimiento en biomasa cuando limpiamos los diferentes filtros, y eliminamos este exceso, es increíble que ese pedazo de material gelatinoso medio transparente pueda llevar acabo funciones tan importantes para el equilibrio del acuario y la salud de nuestros peces.
Para poder obtener un adecuado biopelicula en el interior de nuestro filtro hay innumerables materiales, para que las bacterias se fijen en estos, pero lo mas importante ha tener en cuenta es la superficie que estos tengan, entre mayor superficie estos tengan mejores resultados obtendremos, en el mercado hay una gama de materiales para este fin, como canutones, biobolas, perlon, esponjas, pero a mi parecer un buen material y que tiene mucha superficie es la fibra de coco, pero esta tiene que estar seca y trabajada, por que podriamos incorporar nutrientes innecesarios a nuestros acuarios.
Bibliografía
Besner, M. C.; Gauthier, V. & Camper, A. 2002. Explaining the occurrence of coloforms in distribution systems. Journal AWWA 94(8).
Echavarría, M. A. 2003. Influencia del crecimiento de biopeliculas sobre la rugosidad absoluta en tuberías presurizadas. Bogotá: Universidad de Los Andes.
Latorre, R. M. 2005. Efecto hidráulico de las biopelículas en tuberías de agua potable. Bogotá: Universidad de Los Andes.
Sandford G. (2000), Manual completo del acuario. Editorial blume.
