La co-limitazione di ferro e azoto

Un’altra sostanza traccia nutritiva, la cui mancanza in acquario può avere notevoli conseguenze, è il ferro. In natura una carenza di ferro avviene soprattutto nelle parti di mare lontane dalla costa, e questo deficit a livello locale può limitare fortemente o rendere quasi impossibile la crescita del fitoplancton. Proprio per questo motivo la limitazione del ferro negli ultimi anni è stata intensamente studiata. In acquario una mancanza di ferro può avere effetti principalmente sul ciclo dell’azoto. Le piante e le alghe marine hanno bisogno di azoto e fosfati e quindi se l’azoto non è disponibile, mentre sono ancora disponili fosfati a sufficienza, esse subiranno una limitazione della crescita. Le cose vanno diversamente per i cianobatteri, di frequente definiti anche “alghe patinose rosse”, perché questi sono in grado di ridurre in ammonio l’azoto presente nell’aria coprendo così il loro ciclo. In ogni caso tale processo necessita del ferro, e pertanto essi ne richiedono una quantità relativamente grande. Se però è presente una carenza di ferro, con una offerta di fosfati abbondante e una mancanza di azoto, allora questa capacità di ridurre l’azoto atmosferico e trasformarlo in ammonio viene limitata. Una aggiunta di ferro in questi casi determinerebbe un aumento della crescita delle alghe patinose. Il ferro però è necessario anche per la riduzione dei nitrati. Dato che la riduzione dei nitrati in ammonio è essenziale prima che essi siano inglobati negli scheletri di carbonio degli aminoacidi, questo passo ha una importanza vitale per i coralli che si nutrono di nitrati. A tale riguardo ho avuto una esperienza molto esplicita quando, poche settimane prima di un periodo di ferie, ho modificato l’apporto di azoto di un acquario per coralli povero di nitrati passando da una fonte organica ai nitrati. Mentre prima delle vacanze non avevo notato alcun cambiamento negativo, dopo tre settimane di assenza una Montipora dalla crescita tabulare era in gran parte sbiancata e parzialmente morta. Per mezzo di un rapido riutilizzo della fonte organica di azoto è comunque stato possibile salvarla.

Una ripresa in natura di una Seriatopora hystrix.

La co-limitazione di ferro e luce

Per l’ultimo caso una pura carenza di ferro non è l’unica spiegazione possibile, ma di certo è alquanto plausibile. Visto che in aggiunta questo acquario era illuminato piuttosto debolmente, la carenza di azoto avrebbe potuto essere stata favorita da una co-limitazione di ferro/luce: avrebbe potuto effettivamente essersi verificata una co-limitazione di ferro/luce/azoto. Una co-limitazione di ferro/luce/azoto viene causata dal miglioramento della pigmentazione delle alghe simbionti con condizioni di debole illuminazione, circostanza ben visibile da una intensa colorazione marrone dei coralli. Questo aumento della pigmentazione, però, è in grado di fornire un rafforzamento della fotosintesi solo quando è disponibile abbastanza ferro per la scomposizione ad opera della clorofilla. Il ridotto grado di espansione dell’apparato per la fotosintesi con una carenza di ferro rende disponibili meno equivalenti di riduzione necessari per la scomposizione dei nitrati. Gli organismi che si nutrono di nitrati, pertanto, con una carenza di ferro hanno difficoltà. Con una carenza di ferro soffre soprattutto la capacità di adattamento delle alghe e dei coralli alle condizioni di debole illuminazione, con una conseguenza fatale: con questa quantità di luce i coralli “muoiono di fame”, anche se tale intensità sarebbe stata sostanzialmente ancora sufficiente per la sopravvivenza e perfino per la crescita, a fronte di un apporto migliore di ferro. Attraverso una migliore pigmentazione, infatti, si sarebbe potuta incrementare la resa fotosintetica. In questo modo si può forse spiegare come con una illuminazione dell’acquario estremamente consapevole sia sempre stato possibile un soddisfacente mantenimento dei coralli con un buon apporto di elementi traccia. I periodi nei quali, a scopo di sperimentazione, ho interrotto l’apporto di questi elementi oppure è venuta a mancare la somministrazione a causa della rottura di una pompa, erano contrassegnati da insuccessi nella crescita dei coralli. Al contrario, con un buon apporto di oligoelementi si evidenziava un’ottima crescita dei coralli Acropora persino con i tubi fluorescenti T8. Dato che i tempi attuali richiedono sempre più un impiego consapevole dell’energia, anche gli acquariofili che fino ad ora non si sono avvalsi degli oligoelementi dovrebbero considerare che questi, con una riduzione dell’illuminazione, determinano molti vantaggi e diventano davvero una reale necessità.

Parte 1