アクアリウムと佐藤家の生活

癒され悩まされ癒されています。ワクワク実験しながらアクアリウムを楽しんでいます。この経験がどなたかのお役に立てたらいいなぁ。

水槽内で起こっている現象まとめ 窒素循環・濾過サイクル・立ち上げ

 

水槽内で具体的に何が起こっているのか

改めて調べてみました。 

 

アンモニア亜硝酸⇒硝酸

 

基本的にこの流れが分かっていれば

ここまでややこしい話は

必要ないと思います。

ほぼ自分メモのような状態ですし

ぼちぼち細かい話になるので

面倒くさい方はスルーしてください。

なんなら最後のまとめへどぞー。

 

ここの記事は

学術書

・研究結果

Wikipedia

などを参考にして書いています。

 

 

 

窒素循環1 アンモニアの前に起こっている事 ➀:タンパク質~アミノ酸

タンパク質:Wikipedia

アミノ酸が数10~数100万集まったもの

・窒素を含む有機

☆水槽内におけるタンパク質

・生体の死骸

・餌の食べ残し

バクテリアの死骸

・枯れた水草 etc…

 

〇枯草菌によりタンパク質がアミノ酸に分解 

枯草菌=バチルス菌Wikipedia

・土壌、植物に存在

・好気性

・最適生育温度は25~35℃

・タンパク質分解酵素を生産

 ⇒ タンパク質をアミノ酸に分解

 

☆水槽内における枯草菌

・底床

 

※これを考えると栄養系・吸着系問わず

 ソイルの立ち上げの方が早い理由が分かりますね。

 低温すぎると活性が低く立ち上げが遅れるかも。

 

 

窒素循環1 アンモニアの前に起こっている事②:アミノ酸アンモニア

アミノ酸Wikipedia

グルタミン酸Wikipedia

アミノ酸の一種

グルタミン酸多く繋がると粘性物質

 ポリグルタミン酸になる

※これが水のとろみの原因だったりして?

(これは単なる個人的想像です)

 

アミノ酸グルタミン酸

 ➀アミノ基転移:Wikipedia

 アミノ基転移酵素の働きにより

 アミノ基転移を繰り返すと

 最終的にほとんどが

 ⇒ グルタミン酸になる

 

 ②酸化的脱アミノ

 脱水素酵素Wikipedia

 ・水素を奪って酸化する酵素

 ☆水槽内(窒素循環)における脱水素酵素

 ・グルタミン酸ヒドロゲナーゼ

 ・グルタミン酸シンターゼ

 

 この酵素によりアミノ酸が酸化

 (酸化的脱アミノ反応)

 水素とアミノ基がくっついて

 ⇒ アンモニアとα-ケトグルタル酸が生成

 

 ※α-ケトグルタル酸は窒素を含まない

  有機化合物なんですが

  水槽内におけるα-ケトグルタル酸の役割は

  あるのかどうかも分かりません。

 

 

 

窒素循環2:アンモニア亜硝酸~硝酸

亜硝酸菌:Wikipedia

アンモニア酸化細菌

アンモニア酸化古細菌

亜硝酸菌(ニトロソモナス)によりアンモニアを酸化

⇒ 亜硝酸

 

硝酸菌:Wikipedia

硝酸菌(ニトロばくったー)により亜硝酸を酸化

⇒ 硝酸へ

 

 

窒素循環3:脱窒 硝酸~分子状窒素へ

通性嫌気性菌:Wikipedia

脱窒Wikipedia

通性嫌気性菌が嫌気環境で

硝酸呼吸によりを硝酸塩を使用し

・一酸化窒素

・亜酸化窒素

・窒素

などとして放出。

 

〇通性嫌気性菌の特徴

・酸素が存在する好気的環境の場合

 ⇒ 好気的呼吸

・酸素がない嫌気的環境の場合

 ⇒ 発酵によりエネルギーを得る

   好気呼吸時より効率は落ちる

・嫌気的環境で硝化イオンがある場合

 ⇒ 硝酸塩呼吸

   発酵エネルギーより効率は上がる

 

 

まとめ

人間の体も含め地球の生態に

起こっている窒素循環を

水槽環境に照らし合わせてみます。

 

水槽・底床・水草パイロットフィッシュ

などなどを用意ししばし待つ

⇒ タンパク質などの

  有機窒素化合物(有機物)が存在するようになる

 

更に待つ

⇒ 最も還元された形態のアンモニウムイオン

  最も酸化された形態の硝酸イオン

  これらの無機窒素化合物が存在するようになる

 

立ち上げ完了

⇒ 無機窒素から再び有機物~

  有機窒素化合物~無機窒素化合物へ

 

これらの窒素化合物の循環を窒素循環と言うようです。

 

 

こうやってずーっと追ってくると

還元・循環という言葉が

すんなり入ってくる気がします。

水槽内は生体の体内そのものですね。

人間の場合アンモニアは外に排出されますが

体内で起こっている事は

ほぼ同じなんだと思います。

アンモニア~硝酸の流れで

ずっと酸化を繰り返しているのを見ると

酸素の重要性も改めて感じました。

 

分かりづらかったり

まとめ方が下手だったらすみません。

調べていくうちに

付随して色々な問題解決に繋がるのでは?

という気もしています。

頭で理解するのと

実際に水槽環境が上手くいくのとは

また違う気がしますが

これからのアクアリウム生活に

きちんと繋がれば良いですねぇ。