Verschiedene Informationen über Filterbakterien

Bakterien können planktonisch, d. h. im Wasser frei schwimmend vorkommen, oder sessil, d. h. auf einem Substrat aufsitzend. Aufsitzende Bakterien verbrauchen weniger Energie als frei schwimmende Bakterien. Sie siedeln sich auf Oberflächen oder in organischem Material an.

Der Lebensraum einzelner Arten ist gegenüber anderen Arten nicht fest abgegrenzt. In dem jeweiligen Mikrobiotop, z. B. einer Mulmflocke, ist immer eine Mischung aller Arten vorhanden, denen die dort herrschenden Bedingungen zusagen.

Die Beschaffenheit der Oberfläche spielt keine große Rolle. Geeignete Oberflächen bieten Mulmflocken, tote Futtertiere, Schaumstoff, glatte Filterschläuche, die Glasscheiben des Aquariums, Pflanzenblätter usw. Auf allen Oberflächen bilden sich so genannte Biofilme. Biofilme sind organische Moleküle in und auf denen dann die Bakterien leben können. Die organischen Moleküle stammen aus der organischen Belastung des Wassers, aus Enzymen, die die Bakterien selbst abgegeben, usw.

Einige Bakterien nutzen die Ausscheidungsstoffe anderer Bakterien als Nahrung. In zu hoher Konzentration können diese Ausscheidungsstoffe auch ein Gift darstellen. Das bekannteste Beispiel in der Aquaristik ist die Nitrifikationskette. Das durch Bakterien gebildete Nitrit NO₂ wird von einer anderen Bakteriengruppe zu Nitrat NO₃ oxidiert. Andere Bakteriengruppen lösen durch spezielle Enzyme pflanzliche oder tierische Feststoffe, z. B. Lignin oder Chitin, und machen sie so weiteren Stoffwechseln zugänglich. Diese Bakterien sind überall im Aquarium vorhanden, weil die Feststoffe ja nicht sofort in den Filter gelangen.

Wenn reichlich organisches Material vorhanden ist, kann der Biofilm recht dick werden, z. B. der glitschige Schlamm im Filter. Tief im Inneren dieses Biofilmes können sauerstofffreie Bereiche entstehen. Die Bakterien verbrauchen dort den Sauerstoff schneller als von der Oberfläche des Biofilms in die Tiefe diffundieren kann. Diese Bereiche bieten gute Lebensbedingungen für anaerobe Bakterien, so dass die Denitrifikation einsetzen kann. Der Schlamm muss dazu relativ dick sein. Aus etwa 2 Millimeter Resten von Trockenfutter entstehen ca. 5 Millimeter Schlamm.

Wenn dieser Schlamm nicht durch Fische und Schnecken aufgewirbelt wird, kann sich darin eine denitrifizierende Bakterienkultur bilden. Wenn der Schlamm dann aufgewirbelt wird, z. B. durch teilweises Absaugen, kann Nitrit freigesetzt werden, das sonst aufgrund der darüber liegenden Schicht nicht in Erscheinung getreten ist. Zumindest in Aufzuchtschalen mit Artemiagammel könnte dies erklären, warum Fischlarven trotz des Gammels oft bestens stehen, die Larven aber dann nach teilweisem Absaugen des Gammels sterben.

Es gibt aber auch Bakterien, die in einem aeroben Prozess NH₄+ und Nitrat zu Stickstoff verarbeiten können.

Unter den Bakterien im Filter herrscht ein Überlebens- und Konkurrenzkampf wie im gesamten Rest der belebten Natur. Die Entwicklung der Populationen der einzelnen Arten richtet sich nach den jeweiligen Umgebungsbedingungen und ist fließend. Das gilt auch für Filterbakterien. Die Zusammensetzung der Bakterienflora ist wie ein kleiner Mikrokosmos sehr heterogen. Es gibt Jäger, die einen Teil der Bakterien ständig wegfressen. Die gefressenen Bakterien werden aber fortlaufend durch Teilung der übrigen Bakterien ersetzt. Die genaue Zusammensetzung der Arten ist nicht statisch sondern hängt vom Nahrungsangebot ab. Wenn sich die äußeren Einflüsse andern, ändert sich das Bakterienspektrum.

Weil die Ausgangsbedingungen in jedem Aquarium unterschiedlich sind, können die im Filter ablaufenden Prozesse und die jeweils beteiligten Bakterienarten nicht einfach aufgelistet werden.

Die Anzahl von Arten, die Zusammensetzung und die Populationsdichte von Bakterien und deren Begleitorganismen ist deshalb in jedem Aquarienfilter unterschiedlich.

In Aquarienbüchern werden in der Regel nur die Nitrifikationsbakterien beschrieben. Diese Bakterien sind aber nur ein kleiner Teil der Bakterien, die sich im Filter befinden. Neben der Nitrifikation finden noch zahlreiche andere Abbauprozesse durch Bakterien statt.

Einen wesentlichen Einfluss auf die Bakterienpopulationen und Abbauprozesse im Filter haben zusätzlich zahlreiche verschiedene Einzeller, z. B. Amöben, Glockentierchen, Pantoffeltierchen usw. sowie Würmchen, Minischnecken etc.

Einen tieferen Einblick geben Bücher über Mikrobiologie, z. B. Fritsche: Mikrobiologie, und Bücher oder Artikel über Kläranlagen. Aufgrund der unterschiedlichen Konzentrationsbereiche lassen sich die Verhältnisse in Kläranlagen zwar nicht genau auf Aquarienverhältnisse übertragen, sie sind aber für das grundlegende Verständnis sehr hilfreich.

Außer den Bakterien gibt es auch Pilze, die grundsätzlich das Gleiche leisten wie die Bakterien. Diese Pilze werden aber erst bei pH-Werten unterhalb von pH 6 richtig aktiv. Sie sind möglicherweise nicht so effektiv wie Bakterien, arbeiten aber grundsätzlich wie die Bakterien.