ДСБ Перевод статьи Шимека

Многие кидаются словом ДСБ, до конца непонимая, что это такое. Посему решил выложить перевод этой статьи для повышения образованности мореманов. При этом, я думаю, что не нарушаю авторских прав, т.к. данная статья давно гуляет по просторам интернета, в основном, правда, в англоязычном варианте. Итак:Перевод статьи "The Why's and How's of Sand Beds. The Role of the Benthos in the Reef Aquarium Ecosystem. By Ronald L. Shimek, Ph D.".
Опубликована 6 сентября 1998 на www.reef.org.
Почему и как работает песчаный грунт. Роль бентоса в экосистеме рифового аквариума.
Мое базовое предположение заключается в том, что естественный путь является лучшим. Подражание природе повышает предсказуемость и предотвращает стрессы у животных.
Я утверждаю, что наши рифовые аквариумы - искусственные экосистемы, и функционируют так же, как и естественные. Чтобы понять это утверждение, мы должны определить термин "экосистема" и посмотреть, подпадают ли наши аквариумы под это определение.
Что такое экосистема и почему рифовый аквариум относится к ней?
Экосистема состоит из 4-х основных компонент: энергии, окружающей среды, биоматерии (или живущих существ) и определенных способы передачи энергии и веществ.
Энергия в такой системе может быть электромагнитной (в основном солнечная энергия), химической (в основном энергия пищи) и кинетической (в основном энергия движения воды). Последняя важна, но относительно немного живых сообществ могут использовать кинетическую энергию, так что я остановлюсь на первых двух.
В фотосинтезе солнечная энергия используется, чтобы превратить воду и углекислый газ в сахар. В этом преобразовании большое количество солнечной энергии сохраняется в сахаре виде химической энергии - энергии химических связей. Именно эта энергия важна в экосистемах как химическая энергия.
Солнечная энергия поглощается экосистемой кораллового рифа "производителями": фитопланктоном, морскими водорослями и зооксантеллой. Все другие животные - "потребители" и должны либо есть побочные продукты производителей либо самих производителей. Путь энергии через экосистему называют пищевой цепочкой. По ней пища и энергия проходит через экосистему. Путь пищи через систему не эффективен. На любом шаге этого пути до 90 процентов пищи и энергии не используются животными. Это - следствие Второго Закона Термодинамики, который говорит, что никакая передача энергии или вещества на 100 процентов невозможна.
Это означает, что когда коралл перерабатывает побочные продукты, например, зооксантеллу, только примерно 10-20% ее будет превращено в сам коралл или его производные. Остальное покинет коралл через диффузию или как отходы. Это соотношение остается таким же для любой передачи энергии, например, для рыбы, которая ест планктон, или для грунта, кормящего червя частицами детрита. Во всех случаях, эффективность низка. В конечном счете, в пищевой цепочке количество сохраненной пищи относительно начального количества слишком мало, чтобы осуществить передачу энергии. Однако, вещество остается в системе.
Вот пример такой пищевой цепочки. Чтобы поправиться на 1 фунт, кит-убийца должен съесть 10 фунтов лосося, который в свою очередь должен съесть 100 фунтов маленькой рыбы, которая в свою очередь должна съесть примерно 1000 фунтов большого зоопланктона, который в свою очередь должен съесть примерно 10000 фунтов маленького зоопланктона, который в свою очередь должен съесть примерно 100000 фунтов фитопланктона. Последнему требуется большое количество океанской воды. В самой производительной искусственной морской экосистеме нет такого количества воды, чтобы произвести фитопланктон, который прокормил бы кита-убийцу.
Тем не менее, хотя только 10 процентов пищи переваривается, оставшиеся 90 остаются в системе в виде растворенной органики и детрита. Их нужно как-то утилизировать.
Добавляя корм в наши аквариумы, мы укорачиваем некоторые из пищевых цепочек (обрезая цепочки с участием планктона). Однако другие процессы, происходящие в нормальной экосистеме, имеют место и в аквариуме.
Итак ... мы управляем экосистемой.
Что такое бентос? Бентос - просто термин, обозначающий всех животных, живущие НА или В океанском дне. Как и в природе, в наших аквариумах живет бентос двух типов.
Первый тип - эпифауна. Существа, которые живут НА грунте. Сюда входят кораллы, губки и морские водоросли. На эпифауну оказывают влияние некоторые физические факторы типа света и глубины. Однако, наиболее важные факторы, вероятно, влияние хищников и растительноядных.
Большинство людей имеют слабое представление об экологической структуре живущего в рифе сообщества. Коралловые рифы - водорослевые сообщества. Живой материал, составляющий коралловые рифы, на 80 процентов является водорослевой тканью.
Состав водорослей определяется светом, доступной пищей и растительноядными животными. В лабораторных экспериментах и в работах, сделанной в этой области, были подтверждены следующие закономерности:
1) Движение морских ежей способствует росту известковых морских водорослей.
2) Движение рыбы способствует росту нитчатых морских водорослей.
3) Слабое течение подавляет рост водорослей.
4) Меняющее направление течение способствует росту нитчатых морских водорослей.
В действительности, рифовый аквариум с меняющим направление течением (всякие там "генераторы волн" и т.п.) и с рыбами-хищниками типа бугеля является фактически водорослевым садом.
Итак, на природном рифе и в наших аквариумах водорослевый рост происходит из-за растворенной в воде органики. Это, в свою очередь, происходит из-за кормления животных и далее по пищевой цепочке.
Аквариумисты частенько забывают, что кораллы - хищные животные. Фактически, из всех хищников на поверхности Земли, у кораллов наибольший, в процентах от площади поверхности их тела, рот. Если бы пища не была так важна для них, естественный отбор оптимизировал бы их так, чтобы использовать другие источники энергии.
Кораллы нуждаются в большом количестве пищи для производства слизи. Примерно 40% материала, получаемого каждый день кораллами от зооксантел, теряются в виде слизи. Это означает, что кораллы - "фабрики слизи" - заполняют наши аквариумы растворенной слизью. Почти так же происходит с любыми морскими водорослями в аквариумах.
Также кораллы нуждаются в большом количестве энергии для производства нематоцитов. Последние являются метаболически энергозатратными структурами и нуждаются в энергии и пище для роста, а их количество в одном кв.мм воды - до 10000 штук. Кроме того, кораллам требуется пища и энергия для роста их скелетов. Аквариумисты часто забывают, что скелет коралла - не только карбонат кальция, но и существенное количество органики на нем.
Суть в том, что кораллы надо кормить! По данным многих источников, ~70% потребностей коралла в пище удовлетворяется зооксантеллой, хищничеством - ~25% и поглощением растворенной органики - ~5%. Эти потребности НЕ тривиальны. Чтобы выжить, кораллы нуждаются в большом количестве пищи.
Обычный в рифе симбиоз водорослей и животных - решение проблемы недостатка высококачественной пищи. Эти высококачественные пищевые продукты - в основном ткани животного. Часто подшучивают над утверждением, что вода, текущая по коралловому рифу, бедна питательными веществами. Это верно, НО ТОЛЬКО ДЛЯ РАСТВОРЕННЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ!!!
Плещущаяся океанская вода действительно бедна питательными веществами? Следующие данные были получены из "Hamner и другие. 1988. Зоопланктон, планктоноядная рыба и водные потоки на наветренной стороне рифа, Большой Барьерный Риф, Австралия. Бюллетень Морской Науки".
Водный поток над рифом был оценен так: 6000 куб.м на 1 линейный метр над гребнем рифа за 12 часов. Если глубину на гребне рифа принять за 1 метр, то получим 8330 литров в минуту.
Применительно к 380-ти литровому аквариуму - это 3160 литра в минуту. Такой водный поток приносит 416142 частички пищи к гребню рифа за 12 часов. Это эквивалентно 156 г не сушеного корма в день.
Итак, до корма сначала добираются рыбы. Есть несколько слоев планктона между океаном и рифом, которые кормят рыб. Последние за день фактически съедают весь живой планктон.
Однако, экскременты рыб и пищевые отходы достигают рифа. Принимая эффективность обработки от 10% до 20%, получаем 125-140 грамм пищевых отходов и растворенной органики проходит за 12 часов через 380-тилитровый аквариум. А вот ночью уже сам зоопланктон добирается до рифа.
Суммарное количество планктонической пищи, достигающей рифа (для объема 380-литрового аквариума): 125-140 грамм пищевых отходов и растворенной органики днем. И примерно 155 грамм зоопланктона ночью.
ОБЫЧНО, АКВАРИУМ, КОТОРЫЙ МОДЕЛИРУЕТ ЕСТЕСТВЕННУЮ ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ГРЕБНЯ РИФА (ГДЕ ПРЕОБЛАДАЮТ МЕЛКОПОЛИПОВЫЕ ЖЕСТКИЕ КОРАЛЛЫ), ДОЛЖЕН ЕЖЕДНЕВНО ПОЛУЧАТЬ 30 ГРАММОВ (НЕ СУХОГО ВЕСА) КОРМА.
Я думаю, что это немного больше, чем большинство аквариумистов кладут в свои аквариумы....
Большое количество пищи необходимо для хорошего роста и здоровья животных, обитающих на гребне рифа. И даже если у вас не рифовый аквариум, животные должны питаться. И ПИТАТЬСЯ МНОГО!
Питание живым или растительным кормом приводит в результате к детриту и растворенной органике. Переработка и утилизация детрита и растворенной органики - дело бентоса, особенно той части, которая живет в грунте.
Инфауна - те существа, которые живут В грунте. Инфауна в природных условиях включает в себя червей (несколько групп: кольчатые черви, энтеропнеусты, сипункулиды, плоские черви, и т.п.), моллюсков, иглокожих (роющие морские огурцы и морские ежи), ракообразных, простейших (много типов, но в основном фораминеферы ) и бактерий.
В грунте моих аквариумов я нашел всех вышеупомянутых кроме моллюсков и иглокожих. Разнообразных червей у меня меньше, чем в наиболее богатых естественных системах, но больше, чем в наиболее бедных. Другими словами - нечто среднее. На основании того, что я видел на симпозиуме WNC по грунту в апреле 1998, я предположу, что у большинства аквариумистов их гораздо меньше.
Типы бентоса, за которые мы должны бороться.
Бактерии, упомянутые выше, жизненно важны, поскольку они являются биофильтром вашего аквариума, в основном осуществляющего удаление азотсодержащих отходов животных (аммиака) в виде газообразного азота. Бактерии могут сделать это только тогда, когда они растут. Они растут быстрее тогда, когда их немного. Большинство грунтовых животных ест бактерии или содержащий бактерии грунт (который очищается от бактерий в кишечнике животных). Это открывает новые возможности для роста большого количества бактерий и способствует производству азота.
Другая инфауна: фораминеферы = раковинные амебы.
Фораминеферы охотятся на бактерий и это необходимо для длительного роста последних. Это облегчает функционирование биофильтра, поскольку он работает лучше всего только тогда, когда идет активный процесс воспроизводства бактерий.
Плоские черви путешествуют по грунту, поедая детрит и бактерии. Этим они помогают прохождению энергии через систему.
Многощетинковые черви или полихеты, вероятно, самые многочисленные и разнообразные из видимого бентоса в большинстве экосистем с мягкмс грунтом. И мы должны стремиться к существенному разнообразию их в наших аквариумах, чтобы обеспечить многочисленные норы для доступа веществ. В моих аквариумах, например, следующие полихеты были обнаружены в грунте: Amphinomidae, Capitellidae, Chaetopteridae, Cirratulidae, Dorvilleidae, Eunicidae, Lumbrineridae, Maldanidae, Sabellidae, Spionidae и Syllidae.
Особенно важны собирающие отходы огненные черви. Эти черви, обычно находящиеся в грунте, молодые особи обычных огненных червей Eurythoe или Pareurythoe. Eurythoe - хранитель рифа, превосходный мусорщик и важный компонент бентоса.
Хотя они могут вызвать ожог, если их коснуться, они не охотятся на живых существ и они - хорошие члены команды "мусорщиков".
Кроме того, что полихеты главные переработчики детрита, они производят микропланктон в репродуктивной форме, т.е. яйца, сперму и личинки. Личинки полихетов я обнаружил в планктоне моего рифового аквариума. Они появились там в результате процессов размножения обитателей грунта. Кроме того, обнаружен "эпибентос", т.е. придонный зоопланктон, который может включать в себя личинки кольчатых червей, но его главный компонент - harpacticoid copepods (животные и фекальные шарики). Harpacticoid copepods играют важную роль в пищевой цепочке и дополнительно производят фекальные шарики, которые используются как пища многими мелкополиповыми жесткими кораллами и другими жителями биофильтра.
Важно понимать, что все вещества, который поступают в рифовый аквариум, остаются там, пока их кто-то не удалит. Учитывая, что кораллы и других животных надо кормить и кормить много, необходимо удалять избыточный корм.
Удаление = Газовыделение + Фильтрат + Прореживание
Мы можем использовать одно из свойств экосистем кораллового рифа для удаления питательных веществ. Это свойство - наличие большого количества морских водорослей. Эти водоросли легко растут и могут быть прорежены. В естественных системах крупные хищники периодически подрезают их. В наших же миниатюрных мирах, аквариумист должен сам выполнять эту экологическую функцию и периодически прореживать выросшие водоросли. Рост водорослей надо поддерживать, поскольку это - легкий способ удалить избыток переработанной пищи из системы.
Таким образом: Прореживание = Прореживание водорослей.
Важность аквариумного бентоса заключается в том, что он обеспечивает поток энергии и пищи. Кроме того, придонные морские водоросли позволяют удобно удалять отходы.
Инфауна перерабатывает органику, превращая его в животную ткань, газ или растворенную органику.
Здоровая и разнообразная инфауна предотвращает накопление органики в грунте, кормит обитателей биофильтра и поддерживает его работу.
Для работы биофильтр нуждается в кормлении и движении. Постоянное кормление бактерий фильтра стимулирует их рост и утилизацию растворенного азота и фосфора. Движение в грунте освежает его и предотвращает комкование и засорение.
Число флуктуаций частиц грунта, вызываемых отдельным животным (в куб. мм в день):
рытье: 100 - 10 000 000;
хищничество среди инфауны: 100 - 1 000 000 000;
поедание грунта: 100 - 100 000.
Это цифры для ОТДЕЛЬНЫХ животных.
В нормальном грунте, плотность инфауны (для животных больше чем 1 мм в длину) примерно 2000-500000 животных на кв.метр поверхности грунта.
В моих аквариумах, плотность инфауны 10000-40000 животных на кв.метр. Эти животные распределены группами всюду по дну. Тем не менее, такая плотность в моих аквариумах совершенно нормальная и хорошо вписывается в пределы, обнаруженные в эквивалентных средах обитания.
Большинство аквариумов, вероятно, не имеет такого разнообразного бентического населения, по крайней мере, на основании моих наблюдений грунта в WMC.
Чтобы поддерживать разнообразие бентоса, вам необходим соответствующий грунт.
Частицы грунта не должны быть одинаковыми по размеру. Диаметр частиц должен попадать в диапазон от грубого песка (2.0 мм) до нежного (0.063 мм). Грунт должен быть таким, чтобы примерно 60 процентов частиц имели размеры от 0.5 мм до 0.062 мм в диаметре. Дело не в том, что для животных имеет значение состав грунта. Состав грунта обеспечивает проникновение воды и помогает животным заниматься своим делом.
Для затравки необходимо взять соответствующих животных из живого песка. Необходимой фауны нет на живых камнях. Аквариумист должен избегать главных хищников, угрожающих инфауне, за исключением больших аквариумов. Это означает - НИКАКИХ "просеивающих грунт" животных. Они просеивают грунт, чтобы питаться его обитателями. Нам нужны эти животные - значит никаких хищников. С другой стороны, роющие грунт ласточки типа морских огурцов или морских ежей, полезны. Они перемешивают грунт и, прежде всего, едят бактерий, а не животных.
Это нормально, что на DSB оседают полезные частички. Это, главным образом, фекальные шарики, которые используются как инфауной, так и бактериями как пища и место обитания.
Перекачивание, перемешивание или промывание грунта приводит к удалению большого количества животных или их смерти, что может серьезно навредить функциональности DSB.
Исследования морфологии индивидуальных организмов и полных систем позволяют аквариумистам рассматривать их некоммерческие рифовые аквариумы как биосистемы и, тем самым, помогают их обслуживать.
Вопросы и ответы с конференции по функциональной морфологии обитателей рифа: "Роль бентоса в экосистеме рифового аквариума для поддержки потоков энергии и веществ через систему, дающих возможность дополнительно развиваться некоммерческим рифовым аквариумам".
Вопрос: как заставить коралл использовать больший процент энергии и пищи?
Ответ: никак. Ограничения на их использование установлены Первым и Вторым Законами термодинамики и примерно миллиардом лет развития.
Вопрос: какого возраста ваши аквариумы со всеми этими животными в песке?
Ответ: моему аквариуму примерно 2 года.
Вопрос: и какого рода там песок?
Ответ: арагонитовый песок, оолитовый песок, живой песок и обычная липкая...
Вопрос: как много вы ежедневно кладете корма в ваш аквариум и какого он, аквариум, размера?
Ответ: у меня три аквариума: 160-тилитровый шестигранный (слабоосвещенный), 230-тилитровый шестигранный (аквариум с ковровым анемоном) и 160-тилитровый рифовый. Ежедневно я кормлю примерно одной-двумя столовыми ложками оттаявшего замороженного планктона и нарезанной на кусочки рыбой и крилем.
Вопрос: каковы ваши рекомендации по глубине DSB и составе песка?
Ответ: Состав давался в теле данной статьи, так что я оставлю это вам для самостоятельного выяснения. Я думаю, что минимальная глубина должны быть примерно 10 см, а максимальная - 15-20 см. Вы должны сделать хороший глубокий DSB, иначе бентос не будет вести свое домашнее хозяйство и не выживет.
Вопрос: при запуске нового аквариума, какой нужен процент живого песка по сравнению с обычным, чтобы обеспечить хороший рост животных в нем?
Ответ: возьмите так много живого песка, как может позволить вам ваш бюджет. Причем берите его из нескольких источников, чтобы максимально разнообразить бентос.
Вопрос: любые инструкции для засева обычного песка живым?
Ответ: не важно. Я просто высыпал живой песок на поверхность мертвого DSB. Вы не должны смешивать пески друг с другом. Животные сами прекрасно во всем разберутся.
Вопрос: Рон, пожалуйста, обозначьте животных, просеивающих и роющих грунт на примерах?
Ответ: хороший вопрос. Подобные постоянно задают по электронной почте. Животные, которые просеивают грунт, делают это, чтобы найти пищу в нем. Спящие бычки, некоторые роющие морские звезды и т.п. Они просеивают грунт в поисках бентоса, который вы содержите... Это п---ие новости для него. Роющие животные, подобно роющим морским огурцам, двигаются сквозь грунт и едят его. Они едят бактерий, пропуская через себя грунт, который вновь колонизируется бактериями, и их рост обеспечивает работу биофильтра. Поэтому роющие морские огурцы, морские ежи и некоторые черви полезны. Единственная проблема заключается в том, что если у них все в порядке, вы никогда не увидите их. Своего рода инвестиции в животных, которых вы никогда не увидите. Но это хорошие инвестиции.
Вопрос: в какой момент (через месяцы, годы и т.п.) вы сочли бы DSB зрелым?
Ответ: В зависимости от стабильности аквариума, наверное, примерно через 18 месяцев. Многие из животных размножаются часто, порядка месяцев. Но некоторые - раз в год. DSB готов, если он остается стабильным после нескольких репродуктивных циклов. Эти циклы, между прочим, кормят кораллы личинками и т.п. Отличная еда.
Вопрос: вы имели проблемы с сероводородом и если да, то что делать?
Ответ: Только когда имел пленум. С ним п---о. В моих DSB никогда не было проблем.
Вопрос: нужно ли отделять зону DSB от основного объема аквариума? Какие плюсы и минусы в таком подходе?
Ответ: единственный случай, в котором я бы мог увидеть преимущество отделения, это когда в аквариуме очень сильное течение. В обычных аквариумах вы должны кормить животных, и вам нужен DSB, чтобы накопить, обработать и удалить излишки пищи и отходов. Итак, мой совет, делайте DSB в главном резервуаре аквариумной системы. В сампе из него мог бы получиться неп---ой рефугиум, но он не будет хорошо работать как система утилизации.
Вопрос: если большинство аквариумов имеет гораздо меньше животных в грунте, чем должно бы быть, и соответствующей фауны не окажется на живых камнях, где бы вы посоветовали взять хороший живой песок?
Ответ: Из любых и изо всех источников. Попытайтесь получить некоторых из природного рифа. Флоридский песок или песок Мексиканского залива хороши для затравки, но эти животные из мест с умеренной температурой. Они не проживут долго при температуре рифа. Почитайте телеконференции на предмет предложений песка хотя бы под заказ. В общем, есть много вариантов.
Вопрос: как мы можем в наших собственных DSB подсчитать заселенность?
Ответ: это трудно сделать. Я беру трубку примерно 1 см в диаметре и делаю отбор песка. Ее я исследую под микроскопом. Вам нужно взять ~1 куб.см песка каким-либо инструментом. Поместите его на стеклянное блюдо с плоским дном. Залейте морской водой и, вращая, отделите песок. Поместите полученное на кусок черной бумаги. Дайте спокойно отстояться примерно 5 минут. Затем при ярком свете исследуйте пробу с помощью ручной лупы. Вы должны найти по крайней мере 4 или 5 червей. Вы сможете увидеть движение, которое они будут совершать в песке. Если меньше чем 2 червя, это не очень хорошие новости...
Вопрос: любой совет относительно того, как сифонить грязь из грунта не задевая животных? Или лучше ее не трогать?
Ответ: никогда не сифоньте это. Это - пища для фауны DSB.
Вопрос: многие люди хотели бы знать специфические особенности ваших аквариумов. Есть ли у вас вебсайт?
Ответ: Нет. Я слишком занят, чтобы поддерживать вебсайт. Кроме того, я недотепа. Я был бы рад обсуждать мои аквариумы на reeflist, например. Или по электронной почте: rshimek@imt.net
Вопрос: какова оптимальная скорость течения воды над грунтом (см/с)?
Ответ: Оно должно и, скорее всего, будет переменным. В большинстве аквариумов, если водный поток такой сильный, что нарушает поверхность грунта, вам нужно установить защиту, используя вещи типа GARF grundge или осколки коралла. Трудно получить такой сильный поток, но вам также нужны области с очень медленным течением. Тем самым вы увеличиваете число экологических ниш в вашем аквариуме. Это способствует процессу обменна веществ. Итак .. разнообразьте движение воды.
Вопрос: Если продавец предлагает живой песок без видимой на глаз фауны, это может быть хорошим живым песком?
Ответ: Да, но это маловероятно. Я заказал бы для себя песок почтовым переводом. Каждая лишняя перевозка убивает часть фауны в песке.
Вопрос: говорилось, что живой песок трудно перевозить, и большинство животных в нем умирает. Это правда? И что можно сделать, чтобы быть уверенным, что это не случится?
Ответ: Это, конечно, может случиться. Вообще, следует ожидать некоторых потерь. С другой стороны, бентос приспособлен к временным проблемам. Песок - жестокая окружающая среда, и, вообще говоря, животные обитают в тяжелых условиях. Достаточно многие сумеют выжить, чтобы повторно заселить песок и дать жизнь DSB в короткий срок. Если песок был отправлен сырым (а не влажным) в плотно упакованных мешках заполненных кислородом и находился в прохладном месте, смертность будет минимальна. Мы, как получатели, не многое можем сделать, за исключением того, что после получения песка, как можно скорее поместить его в аквариум.
Вопрос: поскольку не рекомендуется держать просеивающих грунт животных, нужно ли заниматься этим самим, используя руки, ложку и т.п?
Ответ: не нужно. Нет необходимости в просеивании. Я сделал некоторые расчеты (для готовящейся к выпуску статьи по DSB), которые показывают, что обычные перемещения червей в моем аквариуме достаточны для того, чтобы переворачивать весь грунт каждые два дня. Этого не происходит, конечно, буквально, но не стоит волноваться, что песок будет комковаться и т.п.
Вопрос: вы имеете какою-нибудь информацию о наборах, предлагаемых компанией "Inland Aquatics"?
Ответ: не имею. О них есть хорошие отзывы, но друг, живущий рядом, получил такой набор, который не был особенно богат животными. Поэтому, я думаю, что есть определенные проблемы с проверкой качества.
Вопрос: я видел в продаже черный песок. Он подходит для использования в аквариуме и откуда он берется?
Ответ: Он из местечка Damifino. Скорее всего, это лавовый песок, и он, наверное, прекрасно подойдет для аквариума. С другой стороны, арагонитовый песок обеспечит аквариум растворимым карбонатом кальция, а это, зачастую, очень важно.
Вопрос: морская звезда, обычно известная как "whitle linkia burrowing", полезна для DSB, безвредна или вредна?
Ответ: вредна. Она ест животных в грунте. Я не думаю, что кто-то сможет ее успешно содержать не в ущерб функциональности DSB в аквариуме объемом меньше, чем 2 тонны. Эти звезды - реально п---ие соседи для большинства червей.

Перевод статьи "Dearest Mudder.... The Importance of Deep Sand. By Ronald L. Shimek, Ph. D.".
Статья впервые опубликована в марте 2001 г. в Aquarium Fish Magazine.
Дражайшая грязь... Важность донного песка.

Грязь! Почему мы должны поместить Грязь в рифовый аквариум? Итак, простой ответ заключается в том, что эта грязь поможет нам создать среду, которая будет способствовать бурному росту наших кораллов и других декоративных животных. Имея за плечами 30-ти летний опыт работы морским экологом, я могу сказать, что наиболее важный компонент рифового аквариума - это DSB, deep sand bed - насыпанный на дно аквариума песок, высококачественный песчаный грунт, который мы, без колебаний, назовем ГРЯЗЬ. В этой статье я буду обсуждать 3 вещи. Во-первых, полезность песчаного грунта. Во-вторых, как его сделать. И, наконец, в-третьих, некоторые возможные трудности, с которыми мы можем столкнуться.
Полезность. Аквариумисты могут подумать, что в рифовом аквариуме нет места песчаному грунту, особенно если пытаться воссоздать натуральный коралловый риф. Тем не менее, немного поразмыслив, я уверен, они должны понять, что большинство природных коралловых рифов окружено песком. И, помещая в аквариум песчаный грунт, мы просто моделируем природные условия. Такой грунт обеспечит нам 3 вещи. Во-первых, место для обработки и удаления растворенных в воде питательных веществ. Во-вторых, место для утилизации детрита, избытков корма, экскрементов животных и других взвешенных частиц. Наконец, это источник питания для многих животных рифа. Давайте рассмотрим каждую из этих функций.
Подобно тому, как это делается в природе, поверхность песчинок, из которых состоит песчаный грунт, является основным субстратом для бактерий, перерабатывающих питательные вещества. Размер популяции бактерий определяется тремя факторами: общей площадью поверхности всех песчинок; количеством доступного питания; числом и эффективностью тех, кто питается бактериями. Все это играет роль в развитии песчаного грунта как биофильтра.
В данном объеме песка, используемая бактериями поверхность быстро растет с уменьшением размера песчинок. Например, песчинка с длиной стороны 1 мм имеет площадь поверхности 6 кв.мм, а песчинка со стороной 1/8 мм имеет площадь лишь 0.09375 кв.мм. Тем не менее, в одном куб.мм поместится 12 таких песчинок суммарной поверхностью 48 кв.мм, что в 8 раз больше, чем площадь поместившихся песчинок со стороной 1 мм.
В действительности, общая внутренняя поверхность грунта даже в маленьком аквариуме весьма значительна. В моем 170-тилитровом аквариуме песчаный грунт (9.6 см в глубину, 28.9 см в ширину и 86.6 см в длину) имеет объем 24 литра. Я не хочу наскучить Вам вычислениями, но если средний размер песчинок 1/8 мм, то общая внутренняя поверхность грунта около 1350 кв.м. Огромное количество бактерий может жить на такой площади!
Хотя мы редко при проектировании наших аквариумных систем учитываем бактерии, последние исключительно важны для выживания каждой декоративной рыбы или коралла, которых мы помещаем в аквариум. Эти бактерии являются биофильтром нашего рифового аквариума, и просто своим существованием и ростом обеззараживают и удаляют из аквариума избыточные питательные вещества.
Яды одних организмов - пища для других. Аммиак и его гидроокись в моче рыб и беспозвоночных - первичный побочный продукт жизнедеятельности белковых организмов. Аммиак, растворенный в воде, даже в небольших концентрациях, высокотоксичное вещество для животных. Напротив, фосфаты, которые также являются побочным продуктом жизнедеятельности, не так токсичны для большинства животных, хотя и замедляют или приостанавливают рост кораллов. Удаление азотсодержащих отходов и фосфатов осуществляется бактериями и морскими микроводорослями, которые поглощают эти токсичные отходы животных и используют их для своего роста как питательные вещества.
Заселенная бактериями и морскими микроводорослями поверхность живых камней несопоставима с поверхностью песчаного грунта глубиной больше 10 см. Главное правило животноводства - вы должны кормить животных, и многие жители рифа нуждаются в обильном кормлении. Моя статья в Aquarium Fish Magazine (февраль 2001) о составе многих пищевых продуктов и добавок может быть использована для расчета количества разных питательных веществ, которые вы добавляете в свой аквариум посредством кормления. В среднем, сухие корма, которые я проверил, наполовину состоят из белка, что означает большое содержание фосфатов в них. И как только пища будет съедена и переварена животными, в моче последних появится аммиак. Простое кормление рыб и кораллов в количестве, необходимом для их жизни, может привести к росту концентраций аммиака и фосфатов в несколько сотен или даже в несколько тысяч раз по сравнению с обычными концентрациями в воде рифов. Но, если у вас есть DSB, ничего этого не произойдет. Бактерии и морские водоросли, живущие в грунте, перерабатывают питательные вещества так быстро, что аквариумисты, используя наборы для тестов, не могут зафиксировать изменения концентраций питательных веществ даже сразу после кормления.
Эти питательные вещества являются пищей для бактерий. В этом смысле, биофильтр зависит от роста бактерий. Высвобождение азота из азотсодержащих соединений до газообразного вида производится бактериями, живущими в глубине грунта с пониженным содержанием кислорода. При нормальной температуре рифа 27.8oC, некоторые виды бактерий удваивают популяцию меньше чем за полчаса при условии достаточного количества азотсодержащих соединений. Такой быстрый рост бактерий приводит к выделению свободного азота в виде видимых в грунте пузырьков.

В грунте моего 170-ти литрового рифового аквариума видны пузырьки свободного азота; явно выражена разница концентрации кислорода в разных слоях. Грунт глубиной 9.6 см.


Тот же аквариум, несколькими месяцами ранее. Обратите внимание на крупный материал - GARF grundge - справа на поверхности грунта. Крупные песчинки затрудняют доступ червям к поверхности и вызывают комкование грунта. После удаления крупных фрагментов, комкования исчезли.


Передняя часть того же аквариума. Обратите внимание на ходы, проделанные червями, тянущиеся сквозь верхний, богатый кислородом, слой. Движение этих червей обеспечивает доступ воды вглубь грунта на нижний уровень, что предотвращает образование полностью анаэробных зон и помогает работе биофильтра.

Быстрый рост бактерий происходит только в том случае, если нет конкуренции за место и пищу. Как только бактерии заполняют все доступное им пространство, их размножение замедлится и может остановиться в целом. Кроме того, некоторые бактерии выделяют вещество, так называемый "глицин", служащее им оболочкой. По консистенции он напоминает твердый сахароподобный материал типа леденцовой карамели. Быстрый рост бактерий может привести к тому, что глицин склеит грунт. Эти грунтовые комки могут быть склеены так крепко, что необходимы большие усилия, чтобы их разломать. Многие литературные источники по рифовой тематике факт образования таких комков объясняют осаждением карбонатов и фосфатов кальция. Это маловероятно. Если такой маленький комок поместить в раствор бытового хлорсодержащего отбеливателя, то он быстро распадется на исходные песчинки. Если бы эти комки были скреплены солями кальция, они не разрушились бы в отбеливателе.
Эти комки - настоящее бедствие для биофильтра. Они ограничивают доступ воды и закупоривают органику, которая начинает гнить. Кроме того, комки "опрокидывают" биофильтр, т.к.закрывают бактериям доступ к питательным веществам. Это, в свою очередь, приводит к взрывообразному росту в аквариуме концентрации последних.
К счастью, проблема предотвращение комкования грунта и обеспечение оптимальной работы биофильтра решается путем заселения в грунт "местных жителей", или инфауны. Инфауна - обитатели грунта - весьма разнообразные и удивительно полезные организмы. К сожалению, они малы и непривлекательны. Как говорит Rodney Dangerfield, "они никем не уважаемы". Это несправедливо, так как они выполняют большую часть работы по поддержанию функциональности рифового аквариума.
Инфауна - "команда дворников" и "внештатный" персонал рифа. В успешном рифовом аквариуме их великое разнообразие! Более 200 различных особей обитает в зрелом грунте. Это и разнообразные плоские черви, круглые черви, многощетинковые черви, маленькие улитки, многощетинковые звезды, маленькие морские огурцы, простейшие организмы и многочисленные мелкие ракообразные. Их общая популяция может быть огромна. Я сделал выборку для оценки изобилия в 170-ти литровом аквариуме, который я упоминал ранее. Число животных крупнее, чем 0.5 мм, в этом аквариуме от 90 до 150 тыс. в зависимости от того, какая часть популяции попала в выборку.

Harpacticoid copepod, 0.5 мм в длину. Едва видимые, эти крошечные ракообразные - важная часть в пищевой цепочке и в "команде дворников" в нашем аквариуме. Они живут на и в глубине грунта.

Что это разнообразное и обильное множество тварей делает на и в грунте? Итак, некоторые едят остатки корма, детрит или морские водоросли. При этом, они переваривают съеденное и часть выделяют как отходы своей жизнедеятельности. В свою очередь, бактерии переваривают эти отходы, и таким образом инфауна помогает работать биофильтру. Кроме того, многие животные, роя норы, пропускают через себя грунт. Они перерабатывают микроорганизмы и освобождают место для роста бактерий.


Группа трубчатых многощетинковых червей, вероятно chaetopterids, в моем 230-ти литровом аквариуме Stichodactyla. Эти животные - основные едоки в грунте - захватывают маленькие частички своими щупальцами, предназначенными для еды.


Конец головы маленького хищного многощетинкового червя называемого syllid. Они, возможно, едят других маленьких червей и перемещаются сквозь грунт для их поиска. Этот червяк 0.24 мм в длину.

Двигаясь сквозь грунт, животные толкают и перемещают песчинки. Немного, на небольшое расстояние. Было оценено, что каждый день каждый маленький организм перемещает от 10 до 100 куб.мм грунта. Умножая на количество животных в аквариуме, получаем общий объем перемещений. В моем 170-ти литровом аквариуме, со средним размером популяции в 100 тыс. маленьких животных, от 1 до 10 млн.куб.мм грунта двигается каждый день. Иными словами, весь объем грунта может быть полностью перевернут за 1-3 дня. Это движение грунта не дает ему комковаться.
Итак, избыточный корм съеден и удален или переработан в живую или растительную массу, и это значит, что условия в биофильтре наиболее благоприятные. И самое главное, Вы как аквариумист, ничего не должны делать. Животные сделают все за вас. Все, что вы должны сделать, расслабиться и радоваться состоянию аквариума. Конечно, я знаю, что это была грязная работа, но кто-то должен был ее сделать.
Но это еще не все, что делает песчаный грунт для вашей системы! Большинство особей инфауны живет год или меньше. Тем не менее, они растут быстро и начинают вылупляться буквально через несколько недель после икрометания. В целом, они производят большое количество икринок, сперматозоидов и личинок, которые невидимы в воде аквариума. Все это - потенциальный корм для многих мелкополиповых жестких кораллов и других едоков биофильтра. Это не случайно, что, исторически, аквариумисты смогли успешно содержать мелкополиповые жесткие кораллы тогда, когда начали использовать песчаный грунт в аквариуме с самого начала его запуска.


Детская особь огненного червя, найденная в моем 170-ти литровом рифовом аквариуме. Детские особи, подобно этому, обычно рождаются из икринок, которые мечут взрослые черви, и проходят через относительно продолжительное состояние личинок в виде планктона в воде аквариума. Большинство из них погибают будучи съеденными кораллами и другими животными, питающимися планктоном.

Изготовление. Сделать песчаный грунт очень легко. Не секрет, что наиболее важная его часть - песок. Раньше я говорил "грязь", а теперь буду говорить "песок" и не буду обсуждать разницу в названиях. Нет научного определения "грязи", тем не менее, те свихнувшиеся из нас, которые тратят часть своей жизни, работая с морским грунтом, имеют свою систему обозначений для множества разных видов песчинок от очень больших ("валуны" - больше 25.6 см в диаметре) до очень маленьких ("глина" - меньше 0.004 мм). В этой системе обозначений нет желаемого термина "грязь". Вообще говоря, то, что изучающий грунт ученый назвал бы хорошим или очень хорошим песком, большинство нормальных людей называют грязью. Речь о грунте с частицами 0.063-0.125 мм.
Зачем вся эта суета вокруг размера частиц грунта? Во всех моих обсуждениях песчаного грунта я считал обязательным для себя определение одного параметра - среднего размера частиц. Почему этот параметр настолько важен? Ответ прост - этот размер определяет возможность существования там животных. Возможно, примером это можно лучше продемонстрировать. Одним из обычных амфиподов, найденных на западном побережье Северной Америки, является особь Rhepoxynius abronius. Этот небольшой жучок, который был детально исследован для проверки токсичности грунта, предпочитает грунт, состоящий из частиц размером 0.113 мм в диаметре. Если ему предоставить выбор, то он будет двигаться, чтобы жить именно в таком грунте, а не в грунте с песчинками 0.11 мм или 0.115 мм. Если выбор им не предоставить, то они будут жить не так долго, размножаться не так хорошо и будут более чувствительны к условиям окружающей среды, чем те, которые живут в песке оптимального размера.
Большая часть жителей грунта имеет подобные предпочтения. Тем не менее, большинство сможет неп---о жить и в грунте с песчинками, которые имеют размеры, близкие к оптимальным - от 0.05 до 0.2 мм. Следовательно, я рекомендую средний размер 0.125 мм как разумный компромисс. Это не лучший размер для большинства особей инфауны, но это позволит разнообразным особям неп---о жить.
Более грубые отложения типа гравия или коралловой крошки слишком велики. Кроме того, они имеют жесткие края, которые слишком остры для маленьких ракообразных и червей, которые ползают в грунте. Более мелкий грунт может так крепко слипнуться, что станет непроницаемым для движения животных и перемещения воды сквозь биофильтр.

Хороший вариант распределения размеров песчинок в грунте.

Необходимость оценивать размер песчинок могла бы стать непосильной задачей для аквариумистов. К счастью, некоторые продавцы продают оптом песок соответствующего размера, часто предлагаемого как "чудесный сахар" или оолитовый песок. Немного крупных частиц в грунте допустимо, но их доля не должна превышать 15%. НИ при каких обстоятельствах вы не должны использовать коралловую крошку или коралловый гравий. Эти субстраты слишком грубы и часто слишком остры для многих маленьких животных.
Животным безразличен минеральный состав, важны только размеры и форма. Большинство аквариумистов используют обычно доступный арагонитовый песок, для "поддержания уровня кальция". Кроме того, его ярко-белый цвет часто приятен. Тем не менее, если pH в системе и концентрация кальция упали так, что частицы грунта начали растворяться, то это серьезная проблема и весь песок мира этому не поможет. Весьма успешные аквариумы могут использовать черный лавовый песок или чудесный кварцевый, если они имеют соответствующий размер. Есть опасения, что на кварцевом песке будут расти диатомовые водоросли, но этот вопрос решается соответствующими животными, их поедающими. Абсолютно нет никакой необходимости в сооружениях над или под грунтом типа пленума или шельфа. Фактически, такие конструкции уменьшают объем грунта, доступного для бактерий.
Чтобы поместить песчаный грунт в уже действующий аквариум, удалите со дна весь гравий и крошку кораллов и добавьте слой песка, 2-3 см за раз. Не бойтесь того, что вода в аквариуме будет очень мутная - животные рифа привыкли к этому и легко это переносят. В новый аквариум, просто положите весь необходимый объем песка на дно аквариума, добавьте воды и положите сверху живые камни. Нет необходимости в любого сорта поддерживающих камни конструкциях. Я вдавил живые камни немного в грунт для придания устойчивости.
После заполнения аквариума водой, необходимо добавить туда затравку из бактерий и инфауны. Это обычно "живой песок". Затравка - просто влажный песок, который ранее был в морской системе. В нем будет некоторое количество бактерий, но немного, и я это не считаю стоящим вариантом. "Живой песок" был собран в районе моря и привезен прямо к вам или в магазин, где вы его можете приобрести. Зачастую в нем имеется достаточное количество животных, и это все, что вам нужно для успешного запуска аквариума. Живой песок должен составлять, как минимум, 10% от массы содержимого вашего аквариума; больше - лучше.
Кроме того, некоторые продавцы предлагают наборы типа "детритоядные" или "перезарядка", которые содержат некоторые другие типы животных. Наборы от разных продавцов дополняют друг друга, а не конкурируют. Добавление одного набора - хорошо, двух - реально лучше. Вы получите более разнообразную систему, если используете больше наборов. Однако, их стоимость может препятствовать их использованию. Добавив набор, как минимум 2 недели не добавляйте в систему рыб, чтобы позволить обжиться жителям грунта и основать минимальную популяцию. Помните, что они - живые и должны питаться.

Огненные черви, такие как Eurythoe complanata, наиболее желанные животные из набора "детритоядные".


Gammarid amphiphods - великие уборщики детрита - также обычно продаются в наборах.


Улитки Nassarius - очень хорошие уборщики и безопасны для всех здоровых животных в аквариуме. Им нужна песчаная поверхность, чтобы зарываться внутрь, и их нужно примерно по одной на каждый 10 кв.см грунта.

В течение недели, вы должны заметить пузырьки в грунте за стеклом свидетельствующие, что грунтовый фильтр работает. В течение двух недель должны появиться следы ходов в грунте близко от стенки, а также небольшая популяция жучков. Еще через две недели - а желательно еще позже - можно запускать рыб. НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ В АКВАРИУМЕ НЕ ДОЛЖНО БЫТЬ ЖИВОТНЫХ, РОЯЩИХ ПЕСОК, ТАКИХ КАК РОЮЩИХ МОРСКИХ ЗВЕЗД ИЛИ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ БЫЧКОВ. Эти животные роют грунт, чтобы питаться теми, кто там живет и кто вам нужен. С этого момента, постепенно добавляйте животных до необходимого количества.
Проблемы. Больше мнимые, чем реальные, но они смущают владельцев песчаного грунта. Мнимые проблемы идут от людей, которые не учитывают развитие песчаного грунта. Среди этих мнимых проблем - накопление сероводорода и детрита, и необходимость просеивания. Сероводород действительно образуется в самых нижних слоях песка. Но он не поднимется наверх сквозь грунт и не отравит аквариум. Сероводород - высокотоксичный газ, но эта токсичность компенсируется сильным запахом (тухлых яиц). Газ исключительно сильно пахнет и обнаруживается при уровнях, значительно НИЖЕ безопасных. Если вы почувствуете непереносимый запах, то это еще не будет означать вредных концентраций. Нет реальных свидетельств, которые бы указывали на опасные концентрации сероводорода в песчаном грунте.
Накопление детрита - другая "не проблема". Если фауна в грунте процветает, будет небольшое накопление, а излишки будут переработаны инфауной. И последней мнимой проблемы - предполагаемой потребности в просеивании здорового песчаного грунта - просто не существует. Двигаясь, маленькие животные в достаточной степени "просеивают" песок. Любые другие просеивания здорового грунта нанесут ему серьезный вред.
Песчаный грунт перерабатывает материалы и выделяет много питательных веществ в аквариум. Некоторые избыточные питательные вещества, усвоенные в результе метаболических процессов, должны быть выведены прореживанием водорослей и животных, живущих в основном аквариуме или сампе .
Единственная реальная проблема с песчаным грунтом - снижение разнообразия с возрастом. Это вызвано вырождением и вымиранием, так как объем нашего грунта слишком мал для того, чтобы некоторые особи образовали устойчивую популяцию. Это может компенсироваться ежегодной покупкой одного или двух вышеупомянутых наборов с организмами для толчка в развитии.
Заключение. Соорудить живой песчаный грунт несложно, очевидно и недорого в сравнении с другими расходами на аквариум. Один раз сделанный, он поможет сделать успешный рифовый аквариум, обеспеченный биофильтром с достаточной производительностью для аквариума любого объема. Кроме того, он обеспечит питание для многих животных, например, мелкополиповых жесткие кораллы, которые питаются взвешенной в воде пищей. И это все будет дешево и с минимумом хлопот.
Ссылки. Ott, F.S. 1986. Биоанализ грунтовых амфиподов: эффективность методики, зернистость, состав органики и кадмий. Ph.D. Диссертация. Вашингтонский университет. Сиэтл, Вашингтон. 285 страниц.


Перевод статьи "The Why's and How's of Sand Beds. The Role of the Benthos in the Reef Aquarium Ecosystem. By Ronald L. Shimek, Ph D.".
Опубликована 6 сентября 1998 на www.reef.org.
Почему и как работает песчаный грунт. Роль бентоса в экосистеме рифового аквариума.

Мое базовое предположение заключается в том, что естественный путь является лучшим. Подражание природе повышает предсказуемость и предотвращает стрессы у животных.
Я утверждаю, что наши рифовые аквариумы - искусственные экосистемы, и функционируют так же, как и естественные. Чтобы понять это утверждение, мы должны определить термин "экосистема" и посмотреть, подпадают ли наши аквариумы под это определение.
Что такое экосистема и почему рифовый аквариум относится к ней?
Экосистема состоит из 4-х основных компонент: энергии, окружающей среды, биоматерии (или живущих существ) и определенных способы передачи энергии и веществ.
Энергия в такой системе может быть электромагнитной (в основном солнечная энергия), химической (в основном энергия пищи) и кинетической (в основном энергия движения воды). Последняя важна, но относительно немного живых сообществ могут использовать кинетическую энергию, так что я остановлюсь на первых двух.
В фотосинтезе солнечная энергия используется, чтобы превратить воду и углекислый газ в сахар. В этом преобразовании большое количество солнечной энергии сохраняется в сахаре виде химической энергии - энергии химических связей. Именно эта энергия важна в экосистемах как химическая энергия.
Солнечная энергия поглощается экосистемой кораллового рифа "производителями": фитопланктоном, морскими водорослями и зооксантеллой. Все другие животные - "потребители" и должны либо есть побочные продукты производителей либо самих производителей. Путь энергии через экосистему называют пищевой цепочкой. По ней пища и энергия проходит через экосистему. Путь пищи через систему не эффективен. На любом шаге этого пути до 90 процентов пищи и энергии не используются животными. Это - следствие Второго Закона Термодинамики, который говорит, что никакая передача энергии или вещества на 100 процентов невозможна.
Это означает, что когда коралл перерабатывает побочные продукты, например, зооксантеллу, только примерно 10-20% ее будет превращено в сам коралл или его производные. Остальное покинет коралл через диффузию или как отходы. Это соотношение остается таким же для любой передачи энергии, например, для рыбы, которая ест планктон, или для грунта, кормящего червя частицами детрита. Во всех случаях, эффективность низка. В конечном счете, в пищевой цепочке количество сохраненной пищи относительно начального количества слишком мало, чтобы осуществить передачу энергии. Однако, вещество остается в системе.
Вот пример такой пищевой цепочки. Чтобы поправиться на 1 фунт, кит-убийца должен съесть 10 фунтов лосося, который в свою очередь должен съесть 100 фунтов маленькой рыбы, которая в свою очередь должна съесть примерно 1000 фунтов большого зоопланктона, который в свою очередь должен съесть примерно 10000 фунтов маленького зоопланктона, который в свою очередь должен съесть примерно 100000 фунтов фитопланктона. Последнему требуется большое количество океанской воды. В самой производительной искусственной морской экосистеме нет такого количества воды, чтобы произвести фитопланктон, который прокормил бы кита-убийцу.
Тем не менее, хотя только 10 процентов пищи переваривается, оставшиеся 90 остаются в системе в виде растворенной органики и детрита. Их нужно как-то утилизировать.
Добавляя корм в наши аквариумы, мы укорачиваем некоторые из пищевых цепочек (обрезая цепочки с участием планктона). Однако другие процессы, происходящие в нормальной экосистеме, имеют место и в аквариуме.
Итак ... мы управляем экосистемой.
Что такое бентос? Бентос - просто термин, обозначающий всех животных, живущие НА или В океанском дне. Как и в природе, в наших аквариумах живет бентос двух типов.
Первый тип - эпифауна. Существа, которые живут НА грунте. Сюда входят кораллы, губки и морские водоросли. На эпифауну оказывают влияние некоторые физические факторы типа света и глубины. Однако, наиболее важные факторы, вероятно, влияние хищников и растительноядных.
Большинство людей имеют слабое представление об экологической структуре живущего в рифе сообщества. Коралловые рифы - водорослевые сообщества. Живой материал, составляющий коралловые рифы, на 80 процентов является водорослевой тканью.
Состав водорослей определяется светом, доступной пищей и растительноядными животными. В лабораторных экспериментах и в работах, сделанной в этой области, были подтверждены следующие закономерности:
1) Движение морских ежей способствует росту известковых морских водорослей.
2) Движение рыбы способствует росту нитчатых морских водорослей.
3) Слабое течение подавляет рост водорослей.
4) Меняющее направление течение способствует росту нитчатых морских водорослей.
В действительности, рифовый аквариум с меняющим направление течением (всякие там "генераторы волн" и т.п.) и с рыбами-хищниками типа бугеля является фактически водорослевым садом.
Итак, на природном рифе и в наших аквариумах водорослевый рост происходит из-за растворенной в воде органики. Это, в свою очередь, происходит из-за кормления животных и далее по пищевой цепочке.
Аквариумисты частенько забывают, что кораллы - хищные животные. Фактически, из всех хищников на поверхности Земли, у кораллов наибольший, в процентах от площади поверхности их тела, рот. Если бы пища не была так важна для них, естественный отбор оптимизировал бы их так, чтобы использовать другие источники энергии.
Кораллы нуждаются в большом количестве пищи для производства слизи. Примерно 40% материала, получаемого каждый день кораллами от зооксантел, теряются в виде слизи. Это означает, что кораллы - "фабрики слизи" - заполняют наши аквариумы растворенной слизью. Почти так же происходит с любыми морскими водорослями в аквариумах.
Также кораллы нуждаются в большом количестве энергии для производства нематоцитов. Последние являются метаболически энергозатратными структурами и нуждаются в энергии и пище для роста, а их количество в одном кв.мм воды - до 10000 штук. Кроме того, кораллам требуется пища и энергия для роста их скелетов. Аквариумисты часто забывают, что скелет коралла - не только карбонат кальция, но и существенное количество органики на нем.
Суть в том, что кораллы надо кормить! По данным многих источников, ~70% потребностей коралла в пище удовлетворяется зооксантеллой, хищничеством - ~25% и поглощением растворенной органики - ~5%. Эти потребности НЕ тривиальны. Чтобы выжить, кораллы нуждаются в большом количестве пищи.
Обычный в рифе симбиоз водорослей и животных - решение проблемы недостатка высококачественной пищи. Эти высококачественные пищевые продукты - в основном ткани животного. Часто подшучивают над утверждением, что вода, текущая по коралловому рифу, бедна питательными веществами. Это верно, НО ТОЛЬКО ДЛЯ РАСТВОРЕННЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ!!!
Плещущаяся океанская вода действительно бедна питательными веществами? Следующие данные были получены из "Hamner и другие. 1988. Зоопланктон, планктоноядная рыба и водные потоки на наветренной стороне рифа, Большой Барьерный Риф, Австралия. Бюллетень Морской Науки".
Водный поток над рифом был оценен так: 6000 куб.м на 1 линейный метр над гребнем рифа за 12 часов. Если глубину на гребне рифа принять за 1 метр, то получим 8330 литров в минуту.
Применительно к 380-ти литровому аквариуму - это 3160 литра в минуту. Такой водный поток приносит 416142 частички пищи к гребню рифа за 12 часов. Это эквивалентно 156 г не сушеного корма в день.
Итак, до корма сначала добираются рыбы. Есть несколько слоев планктона между океаном и рифом, которые кормят рыб. Последние за день фактически съедают весь живой планктон.
Однако, экскременты рыб и пищевые отходы достигают рифа. Принимая эффективность обработки от 10% до 20%, получаем 125-140 грамм пищевых отходов и растворенной органики проходит за 12 часов через 380-тилитровый аквариум. А вот ночью уже сам зоопланктон добирается до рифа.
Суммарное количество планктонической пищи, достигающей рифа (для объема 380-литрового аквариума): 125-140 грамм пищевых отходов и растворенной органики днем. И примерно 155 грамм зоопланктона ночью.
ОБЫЧНО, АКВАРИУМ, КОТОРЫЙ МОДЕЛИРУЕТ ЕСТЕСТВЕННУЮ ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ГРЕБНЯ РИФА (ГДЕ ПРЕОБЛАДАЮТ МЕЛКОПОЛИПОВЫЕ ЖЕСТКИЕ КОРАЛЛЫ), ДОЛЖЕН ЕЖЕДНЕВНО ПОЛУЧАТЬ 30 ГРАММОВ (НЕ СУХОГО ВЕСА) КОРМА.
Я думаю, что это немного больше, чем большинство аквариумистов кладут в свои аквариумы....
Большое количество пищи необходимо для хорошего роста и здоровья животных, обитающих на гребне рифа. И даже если у вас не рифовый аквариум, животные должны питаться. И ПИТАТЬСЯ МНОГО!
Питание живым или растительным кормом приводит в результате к детриту и растворенной органике. Переработка и утилизация детрита и растворенной органики - дело бентоса, особенно той части, которая живет в грунте.
Инфауна - те существа, которые живут В грунте. Инфауна в природных условиях включает в себя червей (несколько групп: кольчатые черви, энтеропнеусты, сипункулиды, плоские черви, и т.п.), моллюсков, иглокожих (роющие морские огурцы и морские ежи), ракообразных, простейших (много типов, но в основном фораминеферы ) и бактерий.
В грунте моих аквариумов я нашел всех вышеупомянутых кроме моллюсков и иглокожих. Разнообразных червей у меня меньше, чем в наиболее богатых естественных системах, но больше, чем в наиболее бедных. Другими словами - нечто среднее. На основании того, что я видел на симпозиуме WNC по грунту в апреле 1998, я предположу, что у большинства аквариумистов их гораздо меньше.
Типы бентоса, за которые мы должны бороться.
Бактерии, упомянутые выше, жизненно важны, поскольку они являются биофильтром вашего аквариума, в основном осуществляющего удаление азотсодержащих отходов животных (аммиака) в виде газообразного азота. Бактерии могут сделать это только тогда, когда они растут. Они растут быстрее тогда, когда их немного. Большинство грунтовых животных ест бактерии или содержащий бактерии грунт (который очищается от бактерий в кишечнике животных). Это открывает новые возможности для роста большого количества бактерий и способствует производству азота.
Другая инфауна: фораминеферы = раковинные амебы.
Фораминеферы охотятся на бактерий и это необходимо для длительного роста последних. Это облегчает функционирование биофильтра, поскольку он работает лучше всего только тогда, когда идет активный процесс воспроизводства бактерий.
Плоские черви путешествуют по грунту, поедая детрит и бактерии. Этим они помогают прохождению энергии через систему.
Многощетинковые черви или полихеты, вероятно, самые многочисленные и разнообразные из видимого бентоса в большинстве экосистем с мягкмс грунтом. И мы должны стремиться к существенному разнообразию их в наших аквариумах, чтобы обеспечить многочисленные норы для доступа веществ. В моих аквариумах, например, следующие полихеты были обнаружены в грунте: Amphinomidae, Capitellidae, Chaetopteridae, Cirratulidae, Dorvilleidae, Eunicidae, Lumbrineridae, Maldanidae, Sabellidae, Spionidae и Syllidae.
Особенно важны собирающие отходы огненные черви. Эти черви, обычно находящиеся в грунте, молодые особи обычных огненных червей Eurythoe или Pareurythoe. Eurythoe - хранитель рифа, превосходный мусорщик и важный компонент бентоса.
Хотя они могут вызвать ожог, если их коснуться, они не охотятся на живых существ и они - хорошие члены команды "мусорщиков".
Кроме того, что полихеты главные переработчики детрита, они производят микропланктон в репродуктивной форме, т.е. яйца, сперму и личинки. Личинки полихетов я обнаружил в планктоне моего рифового аквариума. Они появились там в результате процессов размножения обитателей грунта. Кроме того, обнаружен "эпибентос", т.е. придонный зоопланктон, который может включать в себя личинки кольчатых червей, но его главный компонент - harpacticoid copepods (животные и фекальные шарики). Harpacticoid copepods играют важную роль в пищевой цепочке и дополнительно производят фекальные шарики, которые используются как пища многими мелкополиповыми жесткими кораллами и другими жителями биофильтра.
Важно понимать, что все вещества, который поступают в рифовый аквариум, остаются там, пока их кто-то не удалит. Учитывая, что кораллы и других животных надо кормить и кормить много, необходимо удалять избыточный корм.
Удаление = Газовыделение + Фильтрат + Прореживание
Мы можем использовать одно из свойств экосистем кораллового рифа для удаления питательных веществ. Это свойство - наличие большого количества морских водорослей. Эти водоросли легко растут и могут быть прорежены. В естественных системах крупные хищники периодически подрезают их. В наших же миниатюрных мирах, аквариумист должен сам выполнять эту экологическую функцию и периодически прореживать выросшие водоросли. Рост водорослей надо поддерживать, поскольку это - легкий способ удалить избыток переработанной пищи из системы.
Таким образом: Прореживание = Прореживание водорослей.
Важность аквариумного бентоса заключается в том, что он обеспечивает поток энергии и пищи. Кроме того, придонные морские водоросли позволяют удобно удалять отходы.
Инфауна перерабатывает органику, превращая его в животную ткань, газ или растворенную органику.
Здоровая и разнообразная инфауна предотвращает накопление органики в грунте, кормит обитателей биофильтра и поддерживает его работу.
Для работы биофильтр нуждается в кормлении и движении. Постоянное кормление бактерий фильтра стимулирует их рост и утилизацию растворенного азота и фосфора. Движение в грунте освежает его и предотвращает комкование и засорение.
Число флуктуаций частиц грунта, вызываемых отдельным животным (в куб. мм в день):
рытье: 100 - 10 000 000;
хищничество среди инфауны: 100 - 1 000 000 000;
поедание грунта: 100 - 100 000.
Это цифры для ОТДЕЛЬНЫХ животных.
В нормальном грунте, плотность инфауны (для животных больше чем 1 мм в длину) примерно 2000-500000 животных на кв.метр поверхности грунта.
В моих аквариумах, плотность инфауны 10000-40000 животных на кв.метр. Эти животные распределены группами всюду по дну. Тем не менее, такая плотность в моих аквариумах совершенно нормальная и хорошо вписывается в пределы, обнаруженные в эквивалентных средах обитания.
Большинство аквариумов, вероятно, не имеет такого разнообразного бентического населения, по крайней мере, на основании моих наблюдений грунта в WMC.
Чтобы поддерживать разнообразие бентоса, вам необходим соответствующий грунт.
Частицы грунта не должны быть одинаковыми по размеру. Диаметр частиц должен попадать в диапазон от грубого песка (2.0 мм) до нежного (0.063 мм). Грунт должен быть таким, чтобы примерно 60 процентов частиц имели размеры от 0.5 мм до 0.062 мм в диаметре. Дело не в том, что для животных имеет значение состав грунта. Состав грунта обеспечивает проникновение воды и помогает животным заниматься своим делом.
Для затравки необходимо взять соответствующих животных из живого песка. Необходимой фауны нет на живых камнях. Аквариумист должен избегать главных хищников, угрожающих инфауне, за исключением больших аквариумов. Это означает - НИКАКИХ "просеивающих грунт" животных. Они просеивают грунт, чтобы питаться его обитателями. Нам нужны эти животные - значит никаких хищников. С другой стороны, роющие грунт ласточки типа морских огурцов или морских ежей, полезны. Они перемешивают грунт и, прежде всего, едят бактерий, а не животных.
Это нормально, что на DSB оседают полезные частички. Это, главным образом, фекальные шарики, которые используются как инфауной, так и бактериями как пища и место обитания.
Перекачивание, перемешивание или промывание грунта приводит к удалению большого количества животных или их смерти, что может серьезно навредить функциональности DSB.
Исследования морфологии индивидуальных организмов и полных систем позволяют аквариумистам рассматривать их некоммерческие рифовые аквариумы как биосистемы и, тем самым, помогают их обслуживать.
Вопросы и ответы с конференции по функциональной морфологии обитателей рифа: "Роль бентоса в экосистеме рифового аквариума для поддержки потоков энергии и веществ через систему, дающих возможность дополнительно развиваться некоммерческим рифовым аквариумам".
Вопрос: как заставить коралл использовать больший процент энергии и пищи?
Ответ: никак. Ограничения на их использование установлены Первым и Вторым Законами термодинамики и примерно миллиардом лет развития.
Вопрос: какого возраста ваши аквариумы со всеми этими животными в песке?
Ответ: моему аквариуму примерно 2 года.
Вопрос: и какого рода там песок?
Ответ: арагонитовый песок, оолитовый песок, живой песок и обычная липкая...
Вопрос: как много вы ежедневно кладете корма в ваш аквариум и какого он, аквариум, размера?
Ответ: у меня три аквариума: 160-тилитровый шестигранный (слабоосвещенный), 230-тилитровый шестигранный (аквариум с ковровым анемоном) и 160-тилитровый рифовый. Ежедневно я кормлю примерно одной-двумя столовыми ложками оттаявшего замороженного планктона и нарезанной на кусочки рыбой и крилем.
Вопрос: каковы ваши рекомендации по глубине DSB и составе песка?
Ответ: Состав давался в теле данной статьи, так что я оставлю это вам для самостоятельного выяснения. Я думаю, что минимальная глубина должны быть примерно 10 см, а максимальная - 15-20 см. Вы должны сделать хороший глубокий DSB, иначе бентос не будет вести свое домашнее хозяйство и не выживет.
Вопрос: при запуске нового аквариума, какой нужен процент живого песка по сравнению с обычным, чтобы обеспечить хороший рост животных в нем?
Ответ: возьмите так много живого песка, как может позволить вам ваш бюджет. Причем берите его из нескольких источников, чтобы максимально разнообразить бентос.
Вопрос: любые инструкции для засева обычного песка живым?
Ответ: не важно. Я просто высыпал живой песок на поверхность мертвого DSB. Вы не должны смешивать пески друг с другом. Животные сами прекрасно во всем разберутся.
Вопрос: Рон, пожалуйста, обозначьте животных, просеивающих и роющих грунт на примерах?
Ответ: хороший вопрос. Подобные постоянно задают по электронной почте. Животные, которые просеивают грунт, делают это, чтобы найти пищу в нем. Спящие бычки, некоторые роющие морские звезды и т.п. Они просеивают грунт в поисках бентоса, который вы содержите... Это п---ие новости для него. Роющие животные, подобно роющим морским огурцам, двигаются сквозь грунт и едят его. Они едят бактерий, пропуская через себя грунт, который вновь колонизируется бактериями, и их рост обеспечивает работу биофильтра. Поэтому роющие морские огурцы, морские ежи и некоторые черви полезны. Единственная проблема заключается в том, что если у них все в порядке, вы никогда не увидите их. Своего рода инвестиции в животных, которых вы никогда не увидите. Но это хорошие инвестиции.
Вопрос: в какой момент (через месяцы, годы и т.п.) вы сочли бы DSB зрелым?
Ответ: В зависимости от стабильности аквариума, наверное, примерно через 18 месяцев. Многие из животных размножаются часто, порядка месяцев. Но некоторые - раз в год. DSB готов, если он остается стабильным после нескольких репродуктивных циклов. Эти циклы, между прочим, кормят кораллы личинками и т.п. Отличная еда.
Вопрос: вы имели проблемы с сероводородом и если да, то что делать?
Ответ: Только когда имел пленум. С ним п---о. В моих DSB никогда не было проблем.
Вопрос: нужно ли отделять зону DSB от основного объема аквариума? Какие плюсы и минусы в таком подходе?
Ответ: единственный случай, в котором я бы мог увидеть преимущество отделения, это когда в аквариуме очень сильное течение. В обычных аквариумах вы должны кормить животных, и вам нужен DSB, чтобы накопить, обработать и удалить излишки пищи и отходов. Итак, мой совет, делайте DSB в главном резервуаре аквариумной системы. В сампе из него мог бы получиться неп---ой рефугиум, но он не будет хорошо работать как система утилизации.
Вопрос: если большинство аквариумов имеет гораздо меньше животных в грунте, чем должно бы быть, и соответствующей фауны не окажется на живых камнях, где бы вы посоветовали взять хороший живой песок?
Ответ: Из любых и изо всех источников. Попытайтесь получить некоторых из природного рифа. Флоридский песок или песок Мексиканского залива хороши для затравки, но эти животные из мест с умеренной температурой. Они не проживут долго при температуре рифа. Почитайте телеконференции на предмет предложений песка хотя бы под заказ. В общем, есть много вариантов.
Вопрос: как мы можем в наших собственных DSB подсчитать заселенность?
Ответ: это трудно сделать. Я беру трубку примерно 1 см в диаметре и делаю отбор песка. Ее я исследую под микроскопом. Вам нужно взять ~1 куб.см песка каким-либо инструментом. Поместите его на стеклянное блюдо с плоским дном. Залейте морской водой и, вращая, отделите песок. Поместите полученное на кусок черной бумаги. Дайте спокойно отстояться примерно 5 минут. Затем при ярком свете исследуйте пробу с помощью ручной лупы. Вы должны найти по крайней мере 4 или 5 червей. Вы сможете увидеть движение, которое они будут совершать в песке. Если меньше чем 2 червя, это не очень хорошие новости...
Вопрос: любой совет относительно того, как сифонить грязь из грунта не задевая животных? Или лучше ее не трогать?
Ответ: никогда не сифоньте это. Это - пища для фауны DSB.
Вопрос: многие люди хотели бы знать специфические особенности ваших аквариумов. Есть ли у вас вебсайт?
Ответ: Нет. Я слишком занят, чтобы поддерживать вебсайт. Кроме того, я недотепа. Я был бы рад обсуждать мои аквариумы на reeflist, например. Или по электронной почте: rshimek@imt.net
Вопрос: какова оптимальная скорость течения воды над грунтом (см/с)?
Ответ: Оно должно и, скорее всего, будет переменным. В большинстве аквариумов, если водный поток такой сильный, что нарушает поверхность грунта, вам нужно установить защиту, используя вещи типа GARF grundge или осколки коралла. Трудно получить такой сильный поток, но вам также нужны области с очень медленным течением. Тем самым вы увеличиваете число экологических ниш в вашем аквариуме. Это способствует процессу обменна веществ. Итак .. разнообразьте движение воды.
Вопрос: Если продавец предлагает живой песок без видимой на глаз фауны, это может быть хорошим живым песком?
Ответ: Да, но это маловероятно. Я заказал бы для себя песок почтовым переводом. Каждая лишняя перевозка убивает часть фауны в песке.
Вопрос: говорилось, что живой песок трудно перевозить, и большинство животных в нем умирает. Это правда? И что можно сделать, чтобы быть уверенным, что это не случится?
Ответ: Это, конечно, может случиться. Вообще, следует ожидать некоторых потерь. С другой стороны, бентос приспособлен к временным проблемам. Песок - жестокая окружающая среда, и, вообще говоря, животные обитают в тяжелых условиях. Достаточно многие сумеют выжить, чтобы повторно заселить песок и дать жизнь DSB в короткий срок. Если песок был отправлен сырым (а не влажным) в плотно упакованных мешках заполненных кислородом и находился в прохладном месте, смертность будет минимальна. Мы, как получатели, не многое можем сделать, за исключением того, что после получения песка, как можно скорее поместить его в аквариум.
Вопрос: поскольку не рекомендуется держать просеивающих грунт животных, нужно ли заниматься этим самим, используя руки, ложку и т.п?
Ответ: не нужно. Нет необходимости в просеивании. Я сделал некоторые расчеты (для готовящейся к выпуску статьи по DSB), которые показывают, что обычные перемещения червей в моем аквариуме достаточны для того, чтобы переворачивать весь грунт каждые два дня. Этого не происходит, конечно, буквально, но не стоит волноваться, что песок будет комковаться и т.п.
Вопрос: вы имеете какою-нибудь информацию о наборах, предлагаемых компанией "Inland Aquatics"?
Ответ: не имею. О них есть хорошие отзывы, но друг, живущий рядом, получил такой набор, который не был особенно богат животными. Поэтому, я думаю, что есть определенные проблемы с проверкой качества.
Вопрос: я видел в продаже черный песок. Он подходит для использования в аквариуме и откуда он берется?
Ответ: Он из местечка Damifino. Скорее всего, это лавовый песок, и он, наверное, прекрасно подойдет для аквариума. С другой стороны, арагонитовый песок обеспечит аквариум растворимым карбонатом кальция, а это, зачастую, очень важно.
Вопрос: морская звезда, обычно известная как "whitle linkia burrowing", полезна для DSB, безвредна или вредна?
Ответ: вредна. Она ест животных в грунте. Я не думаю, что кто-то сможет ее успешно содержать не в ущерб функциональности DSB в аквариуме объемом меньше, чем 2 тонны. Эти звезды - реально п---ие соседи для большинства червей.


Перевод статьи "Muddy Waters. By Ronald L. Shimek, Ph D."
Грязные воды.

DSB продемонстрировали, что они - полезная и функциональная часть морских рифовых аквариумов. Несмотря на то, что их легко установить и обслуживать, существует удивительно большое количество мифов об их фукциях, устройстве и полезности.
Большая часть неправильных представлений о DSB в самом аквариуме касается некоторых из процессов, которые происходят в них (Stark 1998), в то время как другие неправильные представления касаются того, как оценить их с точки зрения физики и просто как они функционируют по сравнению с песчаным грунтом естественных рифов (Harker 1999). Я думал, что не потребуется много времени, чтобы рассмотреть некоторые из аспектов DSB в минирифе или, как я называл их в других статьях, экосистем песчаного дна (Shimek 1999). Хотя это - не научная статья, я привел ссылки на источники, где они в данной статье первый раз использовались; затем я уже не ссылаюсь на те же источники.

Некоторые замечания
Большая часть поверхности земли - мягкий грунт, и его значительное влияние на экологию было детально исследовано с самого зарождения современной морской экологии (см.: Sanders 1958, Rhoads 1967, 1974, Rhoads и Young 1970, Young и Rhoads 1971, Gray 1974, 1981, Woodin 1974, 1978, 1981, Myers 1977, Peterson 1977, 1979, Tenore 1977, Peterson и Andre 1980, Lopez и Levinton 1987, Wilson 1986, 1990, Smith и Brumsickle 1989, Hall 1994, Snelgrove и Butman 1994). Большая часть этих работ касается умеренных и арктических систем, но тропические системы также были изучены (см., например, Bak и Luckhurst 1980, Johnstone и другие. 1990, Capone и другие. 1992, Hall 1994).
В отличие от фауны на камнях, фауна, найденная в умеренных и тропических грунтах, существенно похожа, и это позволяет объединить данные вопреки проведенных человеком искусственных географических границ. Вероятно, что физические свойства самого грунта более важны для животных, чем географическая область, где он находится.

Физические свойства грунта
Эти физические свойства грунта, очевидно, являются важными, как в природе, так и в DSB, которые мы, увлеченные аквариумистикой люди, делаем в наших аквариумах. К сожалению, недавние публикации одного такого человека показывают, что эти свойства не поняты в должной мере. Чтобы понять, как функционируют DSB или любая экосистема мягкого грунта, мы сначала должны ясно и однозначно описать сам грунт, организмы, найденные в нем и взаимодействия между всеми компонентами.

Классификация грунта по размеру частиц (Wentworth)
(Все размеры в мм)
Имя категории частиц Предельные размеры
Валуны > 256
Булыжники 64 - 256
Галька 4 - 64
Гравий 2 - 4
Песок 1/16 - 2
Очень крупный песок 1 - 2
Крупный песок 1/2 - 1
Средний песок 1/4 - 1/2
Мелкий песок 1/8 - 1/4
Очень мелкий песок 1/16 - 1/8
Ил 1/256 - 1/16
Глина < 1/256

Посколько люди, увлеченные аквариумистикой, обычно именно в этом и заинтересованы, описания грунта, как правило, касаются одного единственного фактора - размера частиц грунта. Размер действительно важен. Однако, это - только один фактор из нескольких, которые определяют грунт. Чтобы обсуждать природные и искусственные экосистемы, мы должны выйти за рамки рассмотрения только размеров частиц и рассмотреть другие физические свойства грунта. Нижеизложенное обсуждение физических свойств раскроет глаза обычному человеку, увлеченному аквариумистикой, но если Вы не попадаете в эту категорию, Вы можете перескочить сразу к заключению. Для остальных я поспешу сказать сдедующее...
Чтобы обсуждать грунт и биоматерию в нем, мы сначала должны его физически описать. Это может звучать разумно на первый взгляд. Однако, подобно большинству вещей, связанных с рифовыми аквариумами, или, точнее для этого случая, с морской бентической экологией мягкого грунта, это не так легко, как это могло бы показаться (Krumbein и Pettijohn 1938, Buchanan 1984, Holme и McIntyre 1984, Ott 1986).
По определению, грунт состоит из частиц, и эта очевидное свойство определяет способ его анализа и описания. Диапазон частиц грунта может быть представлен как градиент с частицами молекулярного размера в одном конце, и планеты Земля на другом. К сожалению, люди не склонны легко понимать и анализировать свойства градиентов.
Чтобы иметь дело с подобными градиентами, мы обычно определяем для них некоторую систему обозначений. В случае размеров частиц грунта, мы называем эту систему "гранулометрический классификатор". Многочисленные гранулометрические классификаторы были предложены в работах по исследованию грунта, но чаще всего используется классификатор "Wentworth". Стоит помнить, что эта методология была разработана до появления компьютеров, когда большинство исследований было графическое и расчеты делались вручную.
Для графического анализа, к этому классификатору было применено логарифмическое преобразование и введен так называемый "Phi (ø)-параметр", который равен отрицательному логарифму по основанию 2 от диаметра частицы в миллиметрах. Вот соответствующий гранулометрический классификатор "Wentworth" для мелких частиц:
Phi (ø) Классификация песка и еще более мелких частиц
Размер частиц Размер в ø (=Phi)
обозначение
Название мм микронах
Очень крупный песок 1 - 2 1000 - 2000 0
Крупный песок 1/2 - 1 500 - 1000 1
Средний песок 1/4 - 1/2 250 - 500 2
Мелкий песок 1/8 - 1/4 125 - 250 3
Очень мелкий песок 1/16 - 1/8 62 - 125 4
Ил 1/256 - 1/16 4 - 62 8
Глина < 1/256 < 4 8+

Такой тип масштабирования позволяет представить распределение частиц грунта по размеру в легко понятой графической форме; приблизительно, каждая группа отличается от соседней по размеру в два раза. Например, средний песок в два раза крупнее мелкого. Без Phi-преобразования, было бы очень трудно графически представить распределение частиц по размеру, поскольку размер частиц от группы к группе изменяются значительно (см. следующий график), и на графике все подробности оказались бы скомканными.


График соответствия размеров частиц грунта в мм и в Phi-форме (ø). VCS = очень крупный песок, CS = крыпный песок, MS = средний песок, FS = мелкий песок, VFS = очень мелкий песок, S+C = ил и глина.

Итак, теперь мы знаем, как описать отдельную частицу. Правильно, только одну. Как описать распределение частиц по размерам в данном конкретном грунте? Необходимо ввести еще некоторые термины.
Состав грунта
Для дальнейшего анализа грунта, мы должны обсудить, как отдельные частицы образуют грунт. В самых простых грунтах, частицы имеют одинаковый размер. Грунт такого типа, конечно, тоже встречается в природе, но обычно только в условиях быстрых течений и с тяжелыми частицами, составляющими грунт, типа богатого железом кварцевого песка. В обычных условиях, в грунт входят частицы всех размеров (см. следующий график). Каждая тип грунта характеризуется относительным содержанием входящих в него фракций.
Есть предположение, что грунт в окружающий среде с высокой энергией имеет частицы больших размеров, и это обычно верно. Однако, другие факторы часто изменяют эту закономерность. В недавнем исследовании участка рифов в Большом Барьерном рифе, Klinger и другие (1997) обнаружили, что более крупный грунт находится на участке рифа с более высокой энергией. Однако, такой грунт был также богат органикой, и исследователи выдвинули гипотезу, что грунт в таких местах подвергся обработке морскими огурцами, которые часто посещали эти места. Такая ситуация типична, но часто выпускается из виду в обсуждениях состава грунта.
Если относительные пропорции всех Phi-групп определены, то можно рассчитать медиану. Для тех из Вас, кто никогда не мог или не хотел знать статистику, медиана - индикатор образца грунта. Медиана - числовая оценка (далее обозначим как N) половины совокупной массы осадка. Таким образом, медиана - середина в распределении грунта пог размеру частиц. В отличие от усредненного размера, на медиану не влияют отдельные частицы очень большого и очень маленького размера, имеющиеся в образце грунта.


Грунт естественного кораллового рифа по данным Johnstone и других (1990). Обратите внимание на то, что во всех группах имеется грунт с разными Phi (ø).


Итак, теперь мы знаем размер частицы, которая находится в середине распределения по размеру. О чем это нам говорит? Само по себе, это не дает много информации. Таким образом, цель не достигнута. Мы не знаем, как частицы по размеру распределены вокруг этой средней. Например, если средний размер N, частицы по размерам могли бы расположиться от N с обеих сторон на несколько единиц, или от N в узком диапазоне. Если частицы грунта очень похожи по размеру, образец называется "хорошо отсортированным", и "Коэффициент сортировки" (мера дисперсии или ширина распределения) мал.
Если частицы в грунте сильно различаются по размеру, это называется "п---о отсортированным" грунтом, и коэффициент сортировки относительно большой. Наконец, частицы грунта по размеру могут быть симметрично распределены вокруг среднего размера или не симметрично в одну или другую сторону; мера этого - "Коэффициент перекоса".
Все эти факторы помогают описать распределение частицы грунта по размеру, и описание грунта только одним способом типа Phi (Harker 1999) неточно и вводит в заблуждение (Бьюкенен 1984). Однако, легче сказать, чем сделать. Вы должны спросить себя, как узнать все эти параметры для конкретного грунта? Выкопать образец и посмотреть на него? Хороший вариант, но вы должны понимать, что это, в лучшем случае, неполная оценка.

Если Вы собираетесь анализировать грунт, Вы должны принять решение о том, как и что вы собираетесь делать. Прежде всего это влияет на погрешность, которая отразится на результатах - во всех исследованиях присутствует погрешность. Обычно существует два типа анализа - сухой и мокрый. Что замечательно для этой "грязной" науки, суть анализа ясно вытекает из названия. Тип анализа определяется анализируемым грунтом - был ли он сохранен влажными или был высушен.
Сухой анализ проводится после обработки грунта химикалиями, растворяющими сухой органический остаток. Например, фосфатом натрия или другие дисперсантами; эти химикалии используются во многих лабораториях, изучающих грунт, и в производстве жидких моющих средств, капли и двух которых достаточно для мытья тарелки.
После взятия пробы грунта, ее промывают в пресной воде для удаления инородных частиц. Затем она подвергается химической обработке, высушиванию и просеиванию через ряд сит с определенным размером ячеек; оставшиеся на ситах части пробы взвешиваются и данные сводятся в таблицу. Этот метод успешно применяется для собственно песка, но для ила и глины требуются особые методы, и, блаженны верующие, но я не буду подробно о них говорить здесь (Бьюкенен 1984).
Мокрый анализ подразумевает сохранение грунта во влажном состоянии и не использование дисперсантов. Иначе это будет сухой анализ с использованием сит. Мокрый анализ обычно не применяется для морской воды, так как имеется некоторая погрешность.
Сухое просеивание дает хорошие результаты для минеральной составляющей грунта. Мокрый анализ дает фактическое распределение, с которым и имеют дело организмы, поскольку грунт в мокром анализе сохранен "более или менее естественном" состоянии. Недостатки есть у обоих методов. Результаты сухого анализа дают распределение в весьма искусственном состоянии грунта, когда вся органика удалена, а во многих морских грунтах она может составлять аж 20% от веса грунта. Эта органика часто клееподобна и скрепляет между собой мелкие частички.
Мокрый анализ, с другой стороны, часто приводит к большей погрешности, поскольку норы червей и бактериальные скопления остаются неповрежденными, и они могут изменить картину в конкретном образце так сильно, чтобы необходимо сделать анализ нескольких образцов грунта. Следовательно, мокрый анализ нескольких образцов более дорог чем сухой одного образца. В результате, намного больше выполнено исследований грунта с помощью сухого анализа, чем мокрого, и согласование данных, полученных этими разными методиками, часто затруднительно.
Наконец, последняя проблема - как взять образец. Вообще говоря, очевидно, что для полноценного анализа грунта необходимо примерно 30 грамм сухого веса. Больше - лучше. Образцы грунта берутся кусками приблизительно 5 см в диаметре взятые на глубине никак не меньше чем 15 см. Эти образцы гомогенизируются и используются для анализа.
Для анализа конкретной области грунта необходимо взять несколько репрезентативных образцов, поскольку часто состав грунта значительно отличается в пределах небольшой области (10 сантиметров). Взятые образцы немедленно герметично запечатываются, чтобы предотвратить потерю частиц грунта (Holme и McIntyre 1984). Анализ грунта, основанный на неполных образцах или образцах, которые были некорретно взяты, часто приводит к ошибочным заключениям.

Минеральный состав грунта
Аквариумистам важен минеральный состав DSB. Однако, для матери-природы и для жителей грунта он не важен. Природный грунт в зоне кораллового рифа может быть карбонатным по природе, начиная от оолитовых песков в зонах осаждения карбоната кальция до шельфов из фораминефер, коралловой крошки и песка, или они могут быть полностью или частично состоять из лавы или речных отложений (земляной грунт, включая силикаты, органический осадок или ил). Как правило, всегда находятся подобные организмы, живущие в грунте подобного размера независимо от состава. Пока в грунте нет некоторых, однозначно ядовитых веществ, животным вообще, кажется, безразличен его состав.

Биологические свойства грунта
Может казаться странным обсуждение биологических свойств грунта. В конце концов, грунт - всего лишь минеральное вещество, не так ли? Не так! Из чего состоят частицы грунта - зависит от того, кто их изучает или использует. Это для нас песчинка - крохотная вещь, а для бактерий - целый мир, который можно заселить.
Организмы заселяют, изменяют и управляют частичками грунта по своему желанию и существенно изменяют его свойства. Строго неорганические процессы в грунте редки и их трудны определить и померять. Окружающая частички грунта среда заселена организмами и в значительной степени управляется ими (Redfield и другие. 1963).
В естественных системах, все изменения химических параметров, типа концентрации нитратов или фосфатов, происходят из-за деятельности микробов или микроскопических животных и растений на грунте. По мнению океанографов и большинства аквариумистов, грунт - место различных химических процессов, в которых участвуют азот и фосфор. Однако, нужно понять, что и естественный и аквариумный грунт составляют биологическую область. Практически, кроме как в почти безжизненных средах, нет грунта, поверхность которого не была бы заселена бактериями, грибками, протистами, и микроскопическими растениями и животными (Pilson и Betzer 1973, Pomeroy и другие. 1974, Tenore 1977, Montagna и другие 1983, Atkinson 1987, Atkinson и Smith 1987, Atkinson и Bilger 1992, Bilger и Atkinson 1992, Mayer и другие. 1993, Hovanec и DeLong 1996, Hovanec 1998, Lowrie и Borneman 1999).
Долго время считалось, что организмы управляют и подстраивают под себя химическое состояние окружающей средой под свои нужды. На самом деле, чисто неорганические процессы исключительно редки в естественных условиях. Условий, которые способствовали бы таким неорганическим процессам - полное бесплодие или исключительное органическое загрязнение - обычно не бывает в аквариумах.

Грунт и организмы
Чтобы обсуждать живущие в грунте организмы, необходимо ознакомится с обширной литературой, исследующей эту тему, и учитывать изменение масштаба в обсуждении взаимодействий, встречающихся в рассматриваемыой экосистеме. Можно буквально идти от обсуждения организма, живущего на отдельной песчинке к обсуждению всех организмов, живущих в песке кораллового рифа всюду вдоль тропика. Последнее сложно рассматривать в перспективе...
Аналогичным образом можно бесконечно обсуждать различные истории жизни всех организмов грунта этих местностей. Оставим эти обсуждения для других дискуссий и в других местах и сконцентрируемся в оставшейся части этой статьи на некоторых вещах, допустимых в нашем случае.
Экосистему в окружающей среде грунта, природном или аквариумном, можно разделить на в множество отдельных сред обитания, каждая со своим множеством организмов. Я думаю, что при обсуждении грунта с общей точки зрения, эти среды обитания и процессы должны быть специфицированы, по возможности используя примеры из литературы, а не как единое целое. Такие обобщенные обсуждения грунта имеют свойство быть правильными вообще, но имеют склонность к тому, чтобы быть неправильными в любом конкретном случае. Тем не менее, с точки зрения методологии человека, увлеченного своим хобби, нужно говорить с обобщенной точки зрения, затем рассматривать специфические особенности в наших попытках найти понимание, и затем снова пробовать применить это в общем случае.
Есть три главных среды обитания, найденные в окружающей среде грунта. Это: поверхность грунта (или интерфейс между грунтом и придонной водой), промежуточная среда обитания, состоящая из непосредственно поверхности частиц грунта и пространства между ними, и грунта в целом.
Организмы во всех трех этих средах обитания важны для аквариумиста. Однако, в большинстве случаев мы не должны беспокоиться о том, где и какие разновидности найдены. Это маленькое облегчение - результат того, что основные среды обитания найдены почти всюду в океанском грунте и содержат много подобных организмов, делающих подобные вещи (Dayton и Oliver 1980).
В этом обсуждении грунта важно признать, что, подобно всем экосистемам, наша имеет много обычных способов для передачи вещества и энергии через нее. Поддержание всех этих способов не является для организмов в системе жизненно необходимым. Но это необходимо, чтобы предотвратить накопление материалов и химической энергии. Нарушение подобных процессов, обычно в результате избытка питательных веществ, является первичной причиной разрушения сообщества в органически загрязненных экосистемах. Если такой процесс разрушения начинается в малых объемах, он обычно распространяется и на большие.
Например, когда естественная окружающая среда становиться перегруженной органическими питательными веществами, часть организмов гибнет, что вызывает еще большую перегрузку и гибель еще части организмов и так далее... (Pearson и Rosenberg 1978, Cabioch 1980).
Некоторые из вышеназванных способов передачи веществ и энергии осуществляются исключительно или главным образом несколькими группами организмов, часто живущих в пределах специализированных микросред обитания. Переработка азотсодержащих соединений производится в основном бактериями, живущими на частичках грунта или между ними. Переработка фосфатов производится бактериями и одноклеточными морскими водорослями, типа диатомовых водорослей и динофлагеллата, также живущего в промежуточной среде обитания грунта. Движение органических питательных веществ, типа сахара и аминокислот в грунте, прежде всего осуществляется маленькими животными, которые добывают себе пищу на поверхности грунта. Перенос питательных веществ от поверхности грунта вглубь часто происходит потому, что сами организмы идут этим путем.
Все эти группы должны присутствовать и быть функциональными, чтобы экосистема DSB могла существовать. Если таковые имеются и есть непрерывное поступление энергии, то система будет функционировать.
Человек, изучающий экосистему грунта, может изучать либо систему в целом, т.е. группу организмов, выполняющих подобные функции, и движение энергии и веществ, отдельных особей и их взаимодействия, либо группу таксономически связанных особей и их взаимодействия. Конечно, от подхода, который Вы используете в исследовании системы, будут зависеть ваши результаты.
Некоторые мои собственные исследования касались нескольких групп маленьких грунтовых животных-хищников и тех, на кого они охотятся (Shimek 1977, 1980, 1983a, 1983b, 1983c, 1983d, 1984, 1988, 1990, Shimek и Kohn 1981). Для этого я должен был изучить процессы переработки грунтом питательных веществ, и как на эти процессы влияет механическое воздействия на грунт.
Изучение передачи энергии и веществ через экосистему грунта позволило мне предложить использовать экосистему DSB в качестве биофильтра. Что еще более важно, это позволило мне сформулировать несколько определенных требований для таких искусственных экосистем в морских аквариумах.


Функциональные возможности грунта в морском аквариуме
Для обсуждения обобщенных функциональных возможностей DSB в морских аквариумах, я должен сделать несколько основных предположений. Первое из них - вода в аквариуме должна быть разумным аналогом реальной морской воды. Мы все знаем, что могут быть существенные различия между естественной и искусственной морской водой (Atkinson и Bingman 1999).
Кроме того, нужно понимать, что даже у тех аквариумистов, у которых при запуске аквариума использовалась естественная морская вода, последняя, по истечение некоторого времени, перестает быть таковой. Однако, подобные отличия могут быть несущественными, если вода в аквариуме может поддерживать широкое разнообразие жизни бактерий и других организмов. Вообще, я предполагаю, что это верно всегда, если в аквариуме поддерживается жизнь разнообразного множества животных и морских водорослей.
Во-вторых, я делаю предположение, что если подобные организмы найдены в подобных средах обитания в наших аквариумах и в природе, то они и там и там будут делать подобные вещи. Хотя это выглядит как малозначимое предположению, все же оно имеет глубокое значение.
Например, это означает, что чисто неорганические реакции в наших аквариумах происходят так же часто, как и в природе, т.е., вообще говоря, очень редко. Хотя такие химические процессы и могут происходить, они вызваны живыми организмами. Это также означает, что для полной утилизации избыточных питательных веществ в нашем аквариуме, мы должны сделать последний максимально похожим на природную экосистему, насколько это возможно.
Наконец, это означает, что физические и биологические процессы с участием грунта происходят подобным образом в обеих системах. Иными словами, нет ничего уникального в одной системе по сравнению с другой.
А сейчас я должен обозначить разницу между аквариумом, в котором аквариумист попытается подражать природному рифу, и аквариумом с коралловым садом, в котором аквариумист пытается заниматься японским искусством выращивания карликовых деревьев в горшке, т.е. широкое разнообразие кораллов в маленьком объеме. Аквариумы последнего типа склонны к различным рода проблемам, в т.ч. к проблемам с животными, по причине неестественных условий, и многие из процессов, которые обеспечивают стабильность, в таких аквариумах не функционируют.
Учитывая все эти предположения, DSB, как компонент экосистемы рифового аквариума, вероятно, самая важная часть всей аквариумной системы. Чтобы быть полностью функциональным, DSB должен быть достаточно глубоким, чтобы обеспечить развитие необходимых бактериальных компонентов, включая те, которые требуют полностью анаэробных условий. Гранулометрический состав грунта не является слишком критическим за исключением того, что грунт не должен быть слишком крупным. Потому, что среда обитания бактерий - поверхность грунта, а у мелкого грунта площадь поверхности отнесенная к объему больше, чем у крупного. Максимальный размер песчинок в грунте должен быть несколько миллиметров, и их не должно быть слишком много. Аналогично, не должно быть слишком много очень мелких частиц размера глины, поскольку они заполняют промежутки и исключают возможность существования животных.
Хотя частицы размера ила необходимы в DSB, аквариумисты не должны их добавлять. Большинство из таких частиц, которые накапливаются в DSB, это фекальные шарики, произведенные маленькими ракообразными. Эти фекальные шарики - важная часть пищевой цепочки и не должны удаляться сифонкой грунта или другим способом.
Фекальные шарики ракообразных не похожи на экскременты млекопитающих, так как они являются результатом разных процессов пищеварения животных. У маленьких ракообразных пища, которую они проглотили, окружена тонкой хитиновой оболочкой. Пищеварительные ферменты всасываются в мешок, а питательные вещества диффундируют наружу. Когда этот мешок покидает ракообразное как фекальный шарик, все, что он содержит - неусвоенную пищу, некоторые пищеварительные ферменты и некоторые бактерии, и все это находится в водопроницаемом мешочке.
Поскольку материал в этих шариках разлагается, шарики покрыты слоем бактерий. Когда это происходит, другие организмы едят фекальный шарик и передают его содержимое и бактерий дальше по пищевой цепочке системы, по существу усваивая только бактерии. Было подсчитано, что некоторые фекальные шарики с оболочкой в открытом море могут быть съедены от 8 до 10 раз прежде, чем вся энергия, годная к употреблению, будет усвоена.
Питающиеся отложениями организмы едят фекальные шарики, детрит и грунт, переваривая доступные им питательные вещества, включая некоторые из бактерий грунта (Self и Jumars 1978, Taghon и другие. 1978, Aller и Yingst 1985, Watling 1988, 1989, Miller и другие. 1992, Goldstein и Corliss 1994). Этb процессы усиливают действие биофильтра системы, способствуя росту новых бактерий, необходимых для биологической переработке нитратов и фосфатов.
Широкое разнообразие организмов в таком DSB необходимо для обеспечения разнообразия пищевых цепочек в круговороте питательных веществ и в использовании энергии. Этому разнообразию организмов необходим несортированный грунт с широким спектром размеров частиц грунта, от умеренно большого (1-2 мм) до очень мелкого ила.
Большинству разновидностей организмов предпочтительнее DSB из песка категорий от "мелкого" до "очень мелкого", чем более крупный или более мелкий, который все же тоже должен присутствовать. Такой грунт обнаружен в категориях, часто упоминаемых как "sugar-fine", хотя есть некоторые неясности в толковании этого термина.
Широкое разнообразие организмов в грунте необходимо для его успешной работы. Такое разнообразие может быть получено путем прививок или добавлением различных типов "живого песка", "комплектов для активации песка", "комплекты детритоядных" или им подобные, которые предлагаются многими продавцами. Чем больше первоначально предпринятого разнообразия тем лучше.
Каждая система аквариума уникальна и выживут только некоторые виды организмов из любого из этих источников. Как только это произойдет, важно не сифонить грунт и не помещать в аквариум просеивающих песок животных (или, более точно, хищников, питающимся организмами грунта).
Здоровая фауна DSB предотвратит его комкование, которое происходит, когда грунт неправильно засыпан или ненадлежащим образом обслуживается. Такое комкование происходит, вообще говоря, из-за бактериального роста, скрепляющего песчинки между собой, и это может привести к некоторым ненормальным неорганическим отложениям на грунте. Комкование - исключительно результат неправильной засыпки и обслуживания DSB. В таком DSB недостаточное, по сравнению с обычным, число организмов и, соответственно, нарушена их деятельность по рытью грунта.
Сифонка грунта, конечно, удалит некоторые питательные вещества в форме ила. Это было предложено как способ удалить дополнительные неорганические фосфаты, и метод был предложен именно для этого (Stark 1998). К сожалению, данный метод также уничтожит все бактериальные и водорослевые ячейки в грунте и освободит фосфаты, содержащиеся в их тканях. Очевидно, что неясно, сколько неорганических фосфатов можно удалить данным методом, поскольку полная концентрация фосфата - это та, что измерена, и не было предложено методов для дифференцированного определения фосфатов из органических и неорганических источников.
Кроме удаления полезного грунта, его сифонка также разрушит комки. Это обеспечит тех аквариумистов, которым просто необходимо что-то делать, регулярной работой, которую, сделав один раз, они будут вынуждены продолжать выполнять все время существования аквариума. В итоге, аквариумист станет большим, просеивающим песок, организмом, без разбора удаляющим животных в грунте.
Даже небольшая сифонка грунта оказывает существенное влияние на небольшие поселения животных и может быстро привести к их исчезновению. Вместо такого ненормального занятияя, я предложил бы хорошо укомплектовать DSB животными и затем о них заботиться. С этим легко справятся черви, если позволить им это делать...

Сравнение с природными системами
Разнообразие физических параметров окружающей среды в пределах даже простого грунта достаточно велико, чтобы убедить сомневающихся в том, что следует рассматривать определенные типы грунта без полного рассмотрения характеристик окружающей среды. Это - банальное утверждение, но часто не следует пытаться сравнивать системы без достаточно полных их характеристик и без полноценного документирования происходящих в них процессов. Из-за свойственной им сложности, сравнение грунта рифового аквариума и грунта кораллового рифа чревато погрешностями.
Одно исследование, которое делает некоторые полезные сравнения для рифовых аквариумов, особенно низктемпературных, опубликовано в 1990 (Johnstone и другие 1990). В этом специфическом исследовании показаны некоторые полезные данные по распределению частиц грунта по размеру, которые были полученны вызывающими доверие методами, так что я выбрал это для моего обсуждения в этой работе.
Гранулометрический состав Некоторых из множества грунтов кораллового рифа показаны на рис.2 (от Johnstone и других. 1990). Побережье атолла в Большом Барьерном рифе (~22 градуса Южной широты). Они назвали среды обитания на основе преобладающих типов грунтов.
На коротких дистанциях гранулометрический состав грунта меняется очень сильно. Найдены среды обитания с крупным песком, средним песком, мелким песком и очень мелким песком. Следует отметить, что взятые с поверхности грунта образцы визуально можно было отличить друг от друга по наиболее крупным фракциям в них, но невозможно было охарактеризовать сам грунт таким методом даже в небольшой области. Грунт отсортирован естественным образом так, что крупных частиц больше сверху. Поэтому маленькие образцы с поверхности не могли не давать смещенную картину состояния грунта. Это пример того, почему необходимо делать полноценную пробу при исследовании грунта.
Даже просто изучая данные по составу грунта из рядом находящихся мест, можно сделать некоторые выводы. Во-первых, весь грунт, исследованный Джонстоном и другими, п---о отсортированы - в каждом широкое разнообразие песчинок разного размера. Это типично для областей с переменными и хаотическими течениями. Грунт исследовался с различных точек зрения и было обнаружено много интересных вещей.
Одним из таких интересных моментов было то, что грунт понижал концентрацию азотсодержащих соединений только летом. В более прохладных условиях зимой (24-25.5oC), анаэробных бактерий, участвующих в азотном цикле, было мало, тогда как летом (26.5-28oC) такие бактерии преобладали.
Интересно, что и в летний, и в зимний период свободный кислород, по существу, отсутствовал на глубине больше ~1 см. Также зафиксирован значительно больший рост водорослей в крупном грунте по сравнению с мелким, вероятно из-за более легкого проникновение света между более крупными частицами грунта. Большая часть этих водорослей попадает в текущую над грунтом воду.
Во все зоны грунта в данном исследовании попадало существенное количество детрита, но ни в какой зоне не было признаков его накопления, что указывало, что все зоны грунта были способны к переработке детрита. Все в этих зонах указывало на то, что детрит быстро перемешивался с грунтом и что это было необходимо для его переработки, также как и наличие разнообразной фауны. Некоторые из животных, типа больших роющих креветок, негативно влияли на процесс переработки детрита из-за того, что они питались живущими в грунте животными, тогда как питающиеся грунтом животные типа морских огурцов, влияли позитивно.
Есть множество других исследований, которые дают похожие результаты, полученные в нескольких разных природных зонах. Как такие данные можно использовать в аквариумистике?

Советы по организации DSB в рифовом аквариуме
Несколько советов из этого списка становятся очевидными после вышеупомянутых исследований.


Рекомендуемый гранулометрический состав песка для DSB, легко воспроизводимый аквариумистами и схожий с составом природного грунта.

• DSB надо делать из нескольких различных сортов песка с преобладанием мелкого, или так называемого "sugar-fine". Такой DSB предпочтительнее для различных типов животных. Использование песка с частицами примерно одинакового размера нецелесообразно. Я предлагаю следующий гранулометрический состав грунта, оптимальный для рифового аквариума (см.рис.3) (Shimek 1999).
• Крупный песок способствует развитию морских водорослей и, тем самым, производству органических веществ путем фотосинтеза, а мелкий песок способствует развитию потребителей этих органических веществ. Эта разница особенно заметна при относительно низких температурах (24-25.5oC), чем при более высоких (26.5-28oC).
• Поверхность DSB необходимо немного взрыхлять, либо течением воды, либо животными, чтобы детрит мог проникать внутрь DSB для переработки. В аквариуме такими животными могут быть улитки Nassarius, многощетинковые черви, морские звезды змеехвостки или морские огурцы.
• DSB должен быть достаточно глубоким для обеспечения анаэробных условий. Грунт в таком состоянии может и реально перерабатывает азот- и углеродсодержащие соединения по самым высоким природным меркам. Моделирование природы в DSB работает успешно при глубине последнего от 10-15 см.
• Наличие разнообразной и многочисленной фауны помогает этому процессу. Хищных роющих животных следует избегать, а питающихся грунтом поддерживать.
Хотя грунт в наших DSB отличается от грунта природных рифов, DSB - хороший аналог функционального природного грунта с точки зрения его способности к переработке питательных веществ и пищи в наших рифовых аквариумах, а так же как компонент, который более естественен, чем большинство других структур минирифа.

СЛОВАРЬ.

Aragonite, calcite - [арагонит, кальцит] - различные кристаллические формы карбоната кальция (CaCO3). Кальцит имеет гексагональную кристаллическую решетку, арагонит - ромбическую, более плотно упакованную, чем у кальцита, соответственно, арагонит более плотный и более прочный. В обычных условиях, арагонит является неустойчивой формой карбоната кальция. При кристаллизации, благоприятствующими факторами образования арагонита, а не кальцита, являются повышенная температура и ионы магния в растворе.
Benthos - [бентос, бентическая фауна] - организмы, живущие В и НА поверхности грунта, т.е. инфауна и эпифауна.
Cephalopods - [головоногие моллюски, цефалоподы] - моллюски, имеющие щупальца, но обычно не имеющие раковины (лишь ее остаток). Характерными представителями являются: осьминоги, кальмары, каракатицы и наутилусы.
Chelate - [хелат] - соединения органических веществ с металлами, циклические комплексные (т.е.химические соединения, состав которых не укладывается в рамки представлений об образовании химических связей за счет неспаренных электронов) соединения, внутрення сфера которых состоит из циклических группировок, включающих комплексообразователь (Cu, Fe, Zn и т.п.). Классический пример - гидроксид меди может реагировать с глицином (aльфа-аминоуксусная кислота) с образованием сине-фиолетового прочного комплекса, растворимого в воде:
Cu(OH)2 + 2 NH2CH2COOH = [Cu(NH2CH2COO)2] + 2 H2O
Clams - [моллюски] - мягкотелые, тип беспозвоночных животных, к которому относятся улитки, слизни, устрицы, осьминоги и т.п.
Degrees Baume - [градусы Боме] - В 1768 г. французский химик, аптекарь и профессор Антуан Боме (Antoine Baume) изобрел прибор для определения плотности жидкости - ареометр. Он предложил шкалу, названную его именем (градусы Боме) и ввел ареометр в фармацевтическую практику. 0 градусов по шкале ареометра Боме соответствуют показанию ареометра, погруженного в 10%-ный водный раствор соли NaCl, 10 градусов - в чистую воду. Шкала делится на 15 равных частей.
Detritus - [детрит] - в водной среде, мелкие частицы остатков организмов и их выделений, взвешенные в воде или осевшие на дно водоема.
Dinoflagellata, dinoflagellate - [динофлагеллат] - жгутиконосный фитопланктон . Вырабатывает нейротоксин, опасный для птиц и высших хищников. При активном размножении является причиной фосфоресценции воды в тропических морях и так называемых "красных течений" или "красных приливов".
DSB, deep sand bed - [буквально "глубокое песчаное ложе/основание/кровать"] - насыпанный на дно аквариума или сампа слой песка. В аквариуме является биофильтром, источником планктона и местом жизни бентоса .
Epifauna - [эпифауна] - организмы, живущие на поверхности грунта. Например, кораллы, губки и морские водоросли.
Fahrenheit (F) - [температура по Фаренгейту] - англо-американская температурная шкала.
Температура по Фаренгейту = (Температура по Цельсию) * 9/5 + 32.
Температура по Цельсию = ( (Температура по Фаренгейту) - 32 ) * 5/9.
Foot (ft) - [фут] - англо-американская единица измерения длины. 1 фут = 30.48 см. 1 метр = 3.28 фута.
Foraminiferans - [фораминеферы] - морские раковинные амебы.
Gallon (gal) US - [галлон] - англо-американская единица измерения объема. 1 американский галлон = 3.785 л. 1 тонна = 264.2 галлона.
Gamete - [гамета] - в ботанике: клетка низших растительных организмов, служащая для полового размножения, например, копулирующие зооспоры водорослей.
Gametophyte - [гаметофит] - половое поколение у растений, в цикле развития которых имеется чередование поколений: бесполое - спорофит , половое - гаметофит.
Gastropods - [брюхоногие моллюски, гастроподы] - моллюски, характерными признаками которых являются наличие мясистой ноги на брюшной стороне тела, головы с ротовым отверстием, глазами и щупальцами. На спине находятся мантия и, обычно, раковина, защищающие внутренности, заключенные в кожистый мешок. Раковина представляет собой твердую роговую оболочку, состоящую из известковых слоев, которые выделяются из мантии и увеличиваются в течение жизни моллюска. В аквариумистике характерными представителями являются: ампулярия, живородка речная, катушка, мелания песчаная, прудовик и физа.
Inch (in.) - [дюйм] - англо-американская единица измерения длины. 1 дюйм = 2.54 см.
Infauna - [инфауна] - организмы, живущие в толще грунта. Одни ведут прикрепленный образ жизни, другие ползают по грунту.
Invasion - [инвазия, от лат. invasio - нападение, вторжение] - в экологии: вторжение в какую-либо местность нехарактерного для нее вида живого.
Invertebrates, inverts - [беспозвоночные] - общее название животных, лишенных позвоночника (губок, червей, иглокожих, насекомых и многих других), в отличие от тех форм, у которых он есть (рыбы, птицы, млекопитающие и др.), т.е. позвоночных.
Kalkwasser - [известковая вода (нем.)] - используется в английском языке (часто и в русском) без перевода для обозначения известковой воды (H2O+Ca(OH)2), используемой в системах подкормок аквариума кальцием.
Meisos - [мейоз, от греч. meiosis - уменьшение] - редукционное деление, деления созревания, способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом в два раза и одна диплоидная клетка (содержащая два набора хромосом) после двух быстро следующих друг за другом делений даёт начало 4 гаплоидным (содержащим по одному набору хромосом). Восстановление диплоидного числа хромосом происходит в результате оплодотворения.
Nematocyst - [нематоцит, стрекательная клетка] - особые клетки в покровном эпителии, а также в энтодерме большинства кишечнополостных, выполняющие функции нападения на добычу и защиты от врагов.
Ounce (oz) - [унция] - англо-американская единица измерения веса. 1 унция = 28.35 грамма. 1 кг = 35.27 унций.
Papilla - [папиллы] - в ботанике: микроскопические выросты наружных стенок клеток на покровной ткани листа.
Photometer - [фотометр] - оптикоэлектрическое устройство для измерения оптических свойств (оптическая плотность и т.п.) прозрачных образцов, обычно жидких. Так как оптические свойства растворов зависят от концентрации растворенных веществ, фотометр позволяет определять их концентрации.
Phytoplankton - [фитопланктон] - микроскопические одноклеточные водоросли, свободно плавающие в морях и океанах, и являющиеся главным источником пищи для морских обитателей.
Plenum - [буквально "физическое пространство, заполненное веществом; область повышенного давления"] - пленум. Слой воды под грунтом аквариума, отделенный от основного объема воды, т.е. связанный с ней лишь слоем грунта. Вместе с грунтом играет роль денитрификатора.
Pound (lb) - [фунт] - англо-американская единица измерения веса. 1 фунт = 453.59 грамма. 1 кг = 2.2 фунта.
pKa - [показатель кислотности] - отрицательный десятичный логарифм константы кислотности Ка. Ка есть константа равновесия
HА + H2O <==> H3O+ + A-.
ppm (part per million) - [миллионная доля] - широко распространенная размерность, указывающая количество весовых частей растворенного или взвешенного компонента, на миллион весовых частей воды или другого растворителя. В разбавленных водных растворах, миллионная доля практически равна одному миллиграмму на литр (мг/л).
Protists - [протисты] - совокупность одноклеточных организмов как животной, так и растительной природы.
Radiolaria - [радиолярии, лучевики] - простейшие одноклеточные животные ( протисты ). Имеют разнообразную форму (в т.ч. шарообразную) и внутренний, часто геометрически правильный, скелет. Скелеты отмирающих радиолярий опускаются на дно и образуют мощные слои так называемого радиоляриевого ила.
Refugium, refugia - [убежище] - рефугиум, рефигиум. Часто употребляется как синоним Sump , но самп - конструктивное понятие, т.е. некоторая емкость вне аквариума, выполняющая какие-то функции, а рефугиум - функциональное понятие, т.е. часть аквариумной системы (весь самп, часть сампа и т.п.), выполняющей определенные функции, например, биофильтрацию.
Sporophyte - [спорофит] - бесполое поколение у растений, в цикле развития которых имеется чередование поколений: бесполое - спорофит, половое - гаметофит .
Sump - [отстойник/выгребная яма] - емкость, включенная в фильтровально-проточную систему аквариума и служащая для размещения оборудования, биосистем и прочих подсистем аквариума, размещение которых в самом аквариуме нежелательно по разным причинам.
Taxon - [таксон] - группа дискретных объектов, связанных той или иной степенью общности свойств и признаков и, благодаря этому, дающих основание для присвоения им определенной таксономической категории. Выделение таксона может опираться на разные свойства и признаки объектов - на общность происхождения, строения, состава, формы, функций и т.д., но при этом в каждом случае набор признаков и свойств должен быть необходим и достаточен для того, чтобы данный таксон занимал единственное место в системе и не пересекался с другими таксонами. При решении задач систематики и таксономии иногда важно четкое различение терминов "Таксон" и "Таксономическая категория". Таксон всегда характеризует конкретную совокупность объектов (органического мира, единиц географического описания, языка и т.п.), тогда как таксономическая категория выражает лишь обозначение и логические условия выделения данного уровня иерархии или ранга организации системы. Поэтому, например в биологии, где эти категории наиболее употребительны, понятия "вид", "род", "семейство" принадлежат к разряду таксономических категорий, а таксоны образуют вид "сосна обыкновенная" или "отряд грызунов".
USP, U.S. Pharmacopeia - [фармакопея США] - неправительственная организация, цель которой - установление современных стандартов контроля качества для производителей фармацевтической продукции. Общепризнанная во всем мире и обладающая самой мощной технологической базой, USP устанавливает стандарты для витаминов, минералов, лекарственные препаратов, пищевых добавок и других продуктов для поддержания здоровья. Стандарты USP официально признаны правительственным агентством по контролю пищевых продуктов и лекарственных препаратов США, а также правительственными организациями по здравоохранению других стран и являются знаком качества во всем мире.
Zooxanthellae - [зооксантелла] - одноклеточная фотосинтезирующая симбиотическая водоросль.
Zygote - [зигота, от греч. zygotos - соединенный вместе] - клетка, образующаяся в результате слияния гамет .
Акантарии - см. Acantharia
Арагонит, кальцит - см. Aragonite
Бентос - см. Benthos
Беспозвоночные, беспы - см. Invertebrates
Брюхоногие моллюски - см. Gastropods
Галлон - см. Gallon
Гамета - см. Gamete
Гаметофит - см. Gametophyte
Головоногие моллюски - см. Cephalopods
Градусы Боме - см. Baume
Детрит - см. Detritus
Динофлагеллат - см. Dinoflagellata
Дюйм - см. Inch
Зигота - см. Zygote
Зооксантелла - см. Zooxanthellae
Инфауна - см. Infauna
Инвазия - см. Invasion
Кальквассер - см. Kalkwasser
Мейоз - см. Meiosis
Моллюски - см. Clams
Нематоцит - см. Nematocyst
Папиллы - см. Papilla
Пленум - см. Plenum
Протисты - см. Protists
Радиолярии - см. Radiolaria
Рефугиум - см. Refugium
Самп - см. Sump
Спорофит - см. Sporophyte
Таксон - см. Taxon
Унция - см. Ounce
Фаренгейт - см. Fahrenheit
Фитопланктон - см. Phytoplankton
Фораминеферы - см. Foraminiferans
Фотометр - см. Photometer
Фунт - см. Pound
Фут - см. Foot
Хелат - см. Chelate
Эпифауна - см. Epifauna