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As bactérias púrpuras não sulfurosas na filtragem de aquários e lagos ornamentais

Recentemente a Aquários Sobrinho está testando um grupo de bactérias chamado bactérias púrpuras não sulfurosas (carinhosamente chamadas também de BPNS). Essas bactérias prometem ajudar removendo, de uma única vez, amônia, nitrito, nitrato, fosfato e matéria orgânica da água dos nossos aquários. Parece até pegadinha, mas não é.

bactérias filtragem aquário
Diversos cultivos de BPNS. Fonte: https://twitter.com/leptothrix/status/973395126927020032

O uso de bactérias e outros organismos na filtragem da água dos aquários não é novidade. O principal mecanismo de filtragem da maioria dos aquários envolve as famosas bactérias nitrificantes que são conhecidas de todos nós e as BPNS prometem ajudar muito as nossas bactérias nitrificantes a desempenhar sua função.


Entre os principais benefícios dessas bactérias na filtragem dos nossos aquários e lagos podemos citas rapidamente os seguintes pontos:

  • Remove amônia, nitrito, nitrato, fosfato e matéria orgânica

  • Contribui direta e indiretamente no crescimento das plantas

  • Evita algumas doenças em peixes e camarões

  • Proteger e alimentar corais

  • Ajuda a manter a água cristalina

  • Ajuda na prevenção e no combate das algas

  • Alimenta larvas de peixes e de camarão

  • Remove de metais pesados

  • Alimentação de zooplâncton, dáfnias, rotíferos, artêmias e outros invertebrados

As bactérias púrpuras não sulfurosas (BPNS)


As BPNS são um grupo com mais de 20 gêneros de bactérias, sendo as Rhodobacter e as Rhodopseudomonas as principais delas estudas e utilizadas como bactérias filtrantes. Essas bactérias são encontradas naturalmente em praticamente todos os lugares: no solo, na lama, no fundo de lagos, rios e mares e até mesmo nos filtros de aquário.

Para vocês verem que não estou falando bobagem, lá em 2016 fizemos um texto chamado “Desvendando a microbiologia do Aquário” que pode ser lida no link abaixo. Nesse texto tem uma tabela de um artigo científico com algumas bactérias encontradas nos filtros de um aquário e adivinhem? As BPNS estão lá.

https://www.aquariossobrinho.com/post/desvbio

bactérias filtro aquário
As bactérias marcadas em amarelo na tabela abaixo são todas BPNS que fazem a filtragem dos aquários de carpas e kingyos estudados

Formas de crescimento das BPNS


O que torna as BPNS realmente diferenciadas são os possíveis locais que ela pode habitar e crescer e o que ela pode usar de alimentação. Diferente das bactérias nitrificantes que só gostam de lugares escuros e oxigenados, as BPNS gostam de luz, de sombra, de oxigênio, da falta de oxigênio... enfim, praticamente todos os locais.

Para relembrar um pouco de detalhes das bactérias nitrificantes, basta acessar o link abaixo e ler o nosso texto sobre elas.


https://www.aquariossobrinho.com/post/bacnitri


Em termos técnicos, as BPNS podem produzir sua energia que precisam para sobreviver das seguintes formas:


Anaeróbica fotoautotrófica: Quando as BPNS produzem sua energia a partir da luz e de matéria inorgânica. Dessa forma elas tem uma grande capacidade de remoção de amônia, nitrito, nitrato e fosfato da água do aquário.


Aeróbica fotoheterotrófica: Quando a bactéria utiliza luz e matéria orgânica para a produção de energia. Forma bastante interessante para remover matéria orgânica do display do aquário.


Quimioheterotrófica no escuro: Quando a bactéria usa matéria orgânica como fonte de carbono e também substâncias inorgânicas para produção de energia na ausência de luz. Dessa forma, as BPNS conseguem remover matéria orgânica, amônia, nitrito, nitrato e fosfato de uma vez só!


É realmente fantástico como um único organismo pode se adaptar conforme o ambiente para sobreviver. Mais fantástico ainda é o quanto elas podem nos ajudar na filtragem dos nossos aquários.


Bactérias púrpuras não sulfurosas no aquarismo


O uso das BPNS no aquarismo é de certa forma novidade. Embora já seja usada extensivamente na aquicultura, principalmente na criação de camarões, os primeiros produtos “específicos para aquarismo” estão vindo no últimos 2 ou 3 anos.

A principal função geral das BPNS é melhorar a qualidade da água. Ela vai se alimentar de matéria orgânica, amônia, nitrito, nitrato e fosfato que estão no display do aquário, acumulado no substrato, na sujeira do filtro e, principalmente, da coluna d´’água.


Além de melhorar a qualidade da água dos aquários, as BPNS possuem uma série de benefícios diretos e indiretos que vamos apresentar abaixo.


BPNS na remoção de metais pesados


Uma outra grande vantagem é a capacidade que as bactérias púrpuras não sulfurosas possuem de acumular metal pesado. No aquarismo sempre tem uma preocupação com esse assunto devido à sua capacidade de afetar os animais, principalmente invertebrados.


As BPNS conseguem estocar muitos metais pesados no seu organismo e conseguem remover os temíveis compostos tóxicos chumbo, cobre, cádmio, cobalto, níquel e zinco da água do aquário. Depois, basta o aquarista dar uma boa limpeza no filtro e os metais pesados sairão do aquário junto com o excesso de bactérias.


BPNS na remoção de amônia, nitrito e nitrato


Essa é de longe a melhor função que as bactérias púrpuras não sulfurosas podem realizar no aquário: remoção da amônia, nitrito e nitrato. A principal vantagem em relação às bactérias nitrificantes é que as BPNS não precisam de vários dias para trabalharem, com elas o negócio é praticamente imediato.


Como nem tudo são flores, o problema está na dificuldade de controlar o que as bactérias vão se alimentar e remover do aquário. Dependendo da iluminação, oxigenação, tipo de filtro e qualidade da água as BPNS podem simplesmente preferir se alimentar de matéria orgânica do que de compostos nitrogenados como amônia e nitrito.


Em condições muito pobre de nutrientes, o que não é o caso da maioria dos aquários, as BPNS também podem fixar nitrogênio gasoso. Isso é muito ruim quando pensamos que é mais matéria nitrogenada (que podem virar amônia) para o aquário, mas pode ser muito bom em outro ponto que falaremos mais à frente.


Essa dificuldade de controle e capacidade de fixar N2 é o que impede o uso de bactérias púrpuras não sulfurosas como único tipo de bactérias para a remoção de amônia, nitrito e nitrato do aquário.


BPNS na remoção de fosfato


Uma das grandes preocupações dos aquaristas é a quantidade de fosfato do aquário e o quanto isso pode se transformar em explosões de algas. As BPNS assimilam o fosfato orgânico igual as outras bactérias, mas também conseguem solubilizar o fosfato inorgânico.


Muitas vezes os aquários possuem muitas algas e cianobactérias persistentes, mesmo com o fosfato da água virtualmente zerado. Isso se dá devido ao fosfato estar precipitado no substrato e nas rochas na forma de moléculas de fosfato de cálcio, fosfato de ferro e outras.


Muitas algas e cianobactérias conseguem absorver fosfato imobilizado como falamos amplamente no nosso texto sobre a razão de Redfield que pode ser lido no link abaixo.


https://www.aquariossobrinho.com/post/redfield


Assim, as bactérias púrpuras não sulfurosas conseguem absorver o fosfato dissolvido na água e ainda por cima ajudam a reduzir o fosfato não dissolvido!

BPNS usadas como complemento alimentar de peixes e invertebrados


As bactérias púrpuras não sulfurosas também podem ser usadas na alimentação de larvas de peixes, camarões, dáfnias, rotíferos, artêmias e vários outros organismos filtradores. As BPNS são muito ricas em carotenoides e essas substâncias é que são responsáveis pelas cores que vão do amarelo ao vermelho nos peixes, camarões e nas próprias bactérias.


Em alguns testes já estão usando as BPNS como aditivo na ração dos peixes da mesma forma que usam espirulina. As bactérias púrpuras não sulfurosas são ricas em vitaminas.


BPNS ajudam a evitar doenças nos peixes e camarões


As bactérias púrpuras não sulfurosas já são conhecidas pela ciência por produzir substâncias que prejudicam o crescimento de muitas bactérias patogênicas. Além de produzir substâncias específicas contra bactérias do gênero Vibrio (que causam várias doenças nos peixes e invertebrados), sua presença na água ajuda a aumentar a diversidade de bactérias que são benéficas para a qualidade da água.

Peixes com doenças causadas por bactérias do gênero Vibrio.

BPNS ajudam no crescimento e saúde das plantas dos aquários


Uma das grandes vantagens dessas BPNS é a sua capacidade de fertilizar e fortalecer as plantas dos aquários. Esses benefícios são diretos ou indiretos.


A fertilização indireta das plantas pelas bactérias púrpuras não sulfurosas se dá pela liberação de moléculas facilmente absorvíveis pelas plantas contendo nitrogênio, fósforo e potássio (famoso nutrientes NPK). Aqui que a questão da solubilização do fosfato da água do aquário entra em prática, o fosfato imobilizado não é absorvido pelas plantas, mas o solubilizado sim.


A fertilização direta se dá quando as bactérias morrem no substrato e se decompõe fertilizando as plantas. Isso se dá de maneira lenta, garantindo uma fertilização de longo prazo.


Já em relação à saúde das plantas dos aquários, as BPNS liberam produtos celulares chamados fitormônios que fazem as plantas crescerem mais rápido e resistirem melhor a doenças e efeitos ambientais.


BPNS na alimentação e proteção de corais


Uma das grandes vantagens em relação aos aquários marinhos de corais é que as bactérias púrpuras não sulfurosas ajudam na sua alimentação e na ajudam a proteger contra doenças. Por ficarem no muco produzido pelos corais, as BPNS servem de alimento e ainda competem com bactérias patógenas nocivas.


Já escrevemos um texto sobre a relação de bactérias e os corais no aquário marinho que pode ser lido no link abaixo. Nesse texto, as bactérias púrpuras não sulfurosas estão dentro do grupo de bactérias presentes no muco que alimentam e protegem os corais.


https://www.aquariossobrinho.com/post/influecoramic


BPNS na remoção de matéria orgânica do aquário


Um dos grandes problemas dos aquários de água doce é o excesso de matéria orgânica. Essa matéria orgânica induz o crescimento de bactérias heterotróficas que competem e prejudicam as bactérias nitrificantes.


Diferente das bactérias heterotróficas comuns, as bactérias púrpuras não sulfurosas, além de se alimentarem de matéria orgânica diversa como açúcares, lipídeos, aminoácidos e proteínas, removem também a amônia, nitrito e nitrato. Assim, as bactérias nitrificantes e as BPNS conseguem trabalhar juntas.


Escrevemos um longo texto sobre filtragem biológica e como a matéria orgânica, principalmente o carbono orgânico, prejudica a nitrificação. Esse texto pode ser lido no link abaixo:

https://www.aquariossobrinho.com/post/filtragembio


Comparativo das BPNS e aceleradores de biologia


Um dos nossos textos mais polêmicos até hoje é o texto que falamos que “aceleradores de biologia” são mais promessas do que resultado. Nesse texto a gente explica porque as bactérias nitrificantes tem dificuldade de ser introduzidas através de produtos nos aquários. O texto pode ser lido nesse link: https://www.aquariossobrinho.com/post/acebiologia

Mas as bactérias púrpuras não sulfurosas não são bactérias nitrificantes!

Diferentes das bactérias nitrificantes que precisam de oxigênio e escuridão para manterem seu metabolismo funcionando bem e não ficarem dormentes, as BPNS podem ficar em ambientes ricos ou sem oxigênio, com ou sem luz, sem nenhum problema. Seu metabolismo se adapta a praticamente todos os tipos de situações.


Essas características das BPNS permitem um acondicionamento mais fácil e um transporte menos problemático. Elas podem ser acondicionadas em frascos claros ou escuros, com ou sem oxigênio e vão se manter ativas por muito tempo, mesmo com grandes variações de temperatura.


Outra grande vantagem das BPNS sobre as nitrificantes é a rapidez de multiplicação. Enquanto as bactérias nitrificantes se dividem a cada 12 horas na média (2 vezes por dia), enquanto as bactérias púrpuras podem se dividir a cada 7 horas (na média) podendo chegar a se dividir a cada 4 horas e meia.


Como nem tudo são flores, tem algumas desvantagens também.

A principal e talvez única “desvantagem” é que as BPNS usam várias fontes de nitrogênio, não somente amônia ou nitrito. Desvantagem entre aspas porque isso também é bom em muitos casos. Enfim, isso quer dizer que em um aquário com amônia, nitrito e nitrato, as bactérias púrpuras não sulfurosas podem consumir primeiro o nitrato ou mesmo aminoácidos da água do que a amônia e o nitrito desejado.


Essa característica é que fazem com que as bactérias nitrificantes (e os filtros biológicos) não sejam substituídos pelas bactérias púrpuras não sulfurosas.


As bactérias púrpuras não sulfurosas da Aquários Sobrinho


Desde o começo do ano de 2021 que nós da Aquários Sobrinho estamos testando e produzindo bactérias púrpuras não sulfurosas para nosso uso e futura comercialização. Estamos separando um consórcio de bactérias púrpuras não sulfurosas diversificadas a serem usadas em diversas funções como melhorar a qualidade da água, contribuir para reduzir parâmetros, reduzir a quantidade de manutenções no sistema de filtragem, ajudar a reduzir algas e possibilitar grandes densidades de estocagem de peixes.

Cultivo das BPNS da Aquários Sobrinho

O vídeo abaixo mostra o nosso lago quando uma nova remessa de carpas chegou. Está com uma densidade de cerca de 400 carpas em 2600 litros de água! E isso só está sendo possível pela eficiência dos nossos filtros para lago, pelo nosso skimmer de água doce e pelas BPNS.

Também estamos usando no nosso aquário/bateria da copa que tem muitos amazônicos selvagens com grande melhoria na qualidade visual da água, mesmo alimentando com ração de piscicultura.

Estamos produzindo nossas bactérias púrpuras não sulfurosas de maneira muito bem controlada, livre de bactérias nocivas e ativas para começarem a remover amônia, nitrito, nitrato, fosfato e matéria orgânica logo quando colocada no aquário.

O maior problema de tentar cultivar bactérias púrpuras não sulfurosas é você acabar cultivando junto bactérias redutoras de enxofre que são bactérias que produzem H2S, sulfeto de hidrogênio, o famoso ácido sulfídrico.


O sulfeto de hidrogênio é extremamente tóxico e são produzidas por bactérias que vivem no mesmo meio das bactérias púrpuras não sulfurosas. Então, ao invés de estar ajudando o aquário, você pode estar colocando uma bomba relógio dentro dele!

Para os aquaristas mais antigos, o sulfeto de hidrogênio é um dos principais, senão o principal, responsáveis pela Síndrome do aquário velho, aquele fenômeno que os aquários antigos com substratos profundos morriam “de repente”. O H2S ia se acumulando lentamente no substrato e acabava sendo liberado de uma vez, matando todos os peixes e invertebrados do aquário.

Produtos comerciais com BPNS


No mercado internacional já existem uma série de produtos à base de bactérias púrpuras não sulfurosas, principalmente para a criação comercial de camarões e peixe de corte. Separamos alguns links abaixo para os leitores conferirem o que os produtos dizem e também para perceberem o quanto o produto da Aquários Sobrinho é mais concentrado.


Também separamos alguns links úteis (em inglês) com informações sobre as bactérias púrpuras não sulfurosas. Muitas dessas informações já estão no texto que você acabou de ler.


Referências bibliográficas


1 - https://scialert.net/fulltext/?doi=jfas.2012.475.480 (usado na alimentação de peixes)

2- https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1751-7915.13474 (melhora o crescimento de plantas a partir da fertilização, da resistência ao estresse e das melhorias ambientais. Solubilização de fosfato)

3- https://core.ac.uk/download/pdf/33345094.pdf (usado na alimentação de peixes)

4- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4890186/ (melhorar qualidade da água de tanque de camarões que são animais muito sensíveis, cresce em diversos, consomem matéria orgânica)

5- https://www.jmb.or.kr/submission/Journal/024/JMB024-08-03_FDOC_1.pdf (vive em ambientes doces, salobros e salgados)

6- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15269554/ água doce e salgada, solo, lama, etc. fototrófica, fotoheterotrófica e quimitrófica. Usam muitos compostos orgânicos como fonte de carbono. Remove fosfato.

7- https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11274-014-1677-1 criação de carpas. Remoção de amônia, nitrito, nitrato.