海缸中的碎屑及食腐动物

猫又 · 发表于 2016-10-31 13:50

多年来，很多人建议我向水族箱的底沙中添加食腐生物。
不过不久前，突然有人问我，“什么是食腐生物，为什么要向水族箱里添加它们？”其实说白了，这位鱼友只是想搞清楚为什么要花钱购买那些基本看不见的生物，更何况那些生物都很难看。
当时，我认为答案是显而易见的。不过追其究竟，我想只有专门从事很多年研究的海洋生态学者才能真正了解其中的玄机。对普通鱼友，这个问题虽很深奥，但却对有意义。

图1：虽然很多种蠕虫都被称为面条虫（Spaghetti worms），但真正的面条虫（terebellid polychaetes）的头部有很多长长的触手。
这些触手从活石缝隙或底沙中伸出，捕捉它们摄食的颗粒。
为了搞清这一切，我们从食腐生物的概念开始讨论吧。
然后，我们还会继续讨论些其它种类的食腐生物，以及它们对水族系统的作用。

碎屑-万恶之源

碎屑，字面很容易理解。但它的具体含义是模糊的。英语中的碎屑“Detritus”是源自拉丁语的词，其原始含义是摩擦或磨损下来的物质。正如一般的理解，碎屑是从大的物体上脱落的较细的颗粒状物质。
在水族系统中，碎屑可以是消化食物这个生理过程的产物，也可以是摩擦、破碎等无生理过程产物，可以是活的东西，也可以是死亡的沉淀。通常是从较大的组织上脱落的废物。因此，碎屑是很小的颗粒，但其来源是不确定的。
有些鱼友们倾向认为这些细小的颗粒是由矿物质组成的。其中一小部分的确是，但大部分不是，绝大部分仍是有机物。很多碎屑其实是未吃完的食物，尤其是干燥的薄片鱼粮。另一大组成部分是鱼类和无脊椎生物的粪便。而粪便的组成和剩余食物的组成基本相同。尽管我们将粪便看成是水族动物排放的废物，但它们仅仅是食物的消化残渣，而且经常混合着健康的消化酶。
换句话说，粪便是被处理过，但尚未被利用的食物。碎屑的其它来源是藻类的分解产物。其中包括粘液、各种分泌物。这些东西都是有机物，对许多生物来说是营养丰富的。
碎屑也可能是生物的副产品。珊瑚和刺细胞生物会产生大量的粘液。
粘液溶解在水中或形成不溶于水的小颗粒。此外，动物身上脱落的细胞也促进了碎屑的形成。生物代谢上皮细胞的速度是非常快的，整个一个水族箱内因代谢脱落的细胞总量也是相当可观的。
另外，碎屑也可能是某种细菌聚集形成的。有时是生物摄食形成的，但更多是细菌生长形成的。条件适当时，水族箱内细菌的繁殖速度相当快，有时一小时就能繁殖出几倍的数量。
细菌用粘液把自己包裹起来，粘液相互组合，就形成了有机颗粒或碎屑。
最后，碎屑还可由无机矿物质颗粒组成，这些颗粒有的来自于生物对活石和珊瑚骨骼的破坏，有的来自于未消化完的大块无机颗粒。矿物质颗粒表面生长细菌，因此就像挂上了一层细菌“雾膜”。
通过上述分析大家应该相信，碎屑其实是有机物丰富的颗粒状物质。碎屑中最小的物质是小淤泥或粘土大小的颗粒（0.063微米或更小的粒子），外部被有机物覆盖着。
这个组成意味着：1）碎屑可能是有用的食物。2）碎屑累积是会导致营养盐暴发的“定时炸弹”。
碎屑中的有机物有糖、蛋白质、淀粉、脂肪等。从很多方面看，碎屑是营养丰富的食物。如果留在水族箱内，会被化学分解和生物分解。副作用是导致营养盐升高。直接后果是垃圾藻暴发。

碎屑控制

对鱼友来说，碎屑堆积可能导致营养盐升高，从而引发一系列问题。因此必须清除碎屑。方法有很多，可以直接减少碎屑的形成。另外，我们也必须接受系统中有碎屑的现实，要么清除碎屑，要么让它们与系统共存。让我们分别看看不同的情况。

一、减少碎屑形成
最明显的方式是减少喂食，这也是早期水族饲养中解决碎屑的方法。但我们知道，大多数珊瑚都需要喂食以保持健康。如果让鱼和珊瑚都饿着肚子是不负责任而且不人道的。营养不良的条件下，珊瑚体弱多病，容易被寄生虫感染和被临近珊瑚袭击。
另一种减少碎屑形成的方法是降低温度。温度每降低1华氏度，珊瑚的新陈代谢速率会降低3-5%。这时生物无需喂更多食物，垃圾的产出也很少。糟糕的是，这种情况下，珊瑚并不生长，也不繁殖，而且找到低温的极限也很不容易。华氏76度以下海域很少找到珊瑚，这个温度范围珊瑚新陈代谢已经很慢，勉强能够生存。

二、允许碎屑形成，再清除碎屑
虽然增加了工作量，不过效果很好。也许最简单的方式是裸底，少量活石，创造较好的底部水流循环。水不断机械过滤，经常虹吸缸底。为确保碎屑被清除，鱼友们需要定期清洁鱼缸和换水。这种维护方式对FO和无脊椎生物量较少的水族箱效果很好。同时，也需要不断检测水质参数。

三、允许碎屑形成，用生物控制
与碎屑共存，当然是用大自然母亲的方式应对。首先我们要了解，碎屑中有很多有用的物质。它包含所有必要的食物：碳水化合物，蛋白质，脂肪和矿物质。其中一些物质，如碳水化合物和脂肪，可以直接转换成生物新陈代谢的化学能量。蛋白质可以被分解成氨基酸，而后被生物利用合成自己的蛋白质。细菌也许是最好的食物，因为它们比其它多细胞生物有更高的氮碳比例。氮化合物是制造蛋白质的主要原料，这意味着细菌的营养在组织生成和修复中起着至关重要的作用。换句话说，在礁岩水域中，有机碎屑是非常宝贵的资源。

图2：水族箱里有很多小型甲壳生物。尽管端足目的这些小虫子吃碎屑的方法不同，但它们几乎都会将碎屑撕碎成可食用的大小，然后吃掉。

这不足为奇，很多生物都适应了以碎屑为食。不过有趣的是，它们一边吃碎屑，也一边制造碎屑。这是热力学定律的体现，能量不能消灭，只能被转移。一些能量和材料总是会被交还回环境。说得简单些就是：食物每次被吃掉和消化就有一部分能量被吸收，有一部分物质被吸收。
消化和吸收的过程不知道要多少次。据估计，一个海面上的浮游生物的粪便要经过大约8次的消化和吸收才能沉入海底。
碎屑的多方面作用在上文中已经交代。碎屑的品质和营养在被利用的每一步都在减少，而且碎屑类型不同，营养也不一样。

碎屑的命运

当碎屑被吃掉，它的命运和其它食物一样。首先，被消化。有些是不能消化的，会被同生物的粪便一起排出，形成新的碎屑。有些是可以被消化的，如氨基酸和蛋白质，将被用于生物组织的形成和修复。有些最终会被以代谢产物的形式从尿液中排出。
碳水化合物和脂肪将被细胞的呼吸作用利用，燃烧成能量。最终变成二氧化碳和水排出体外。有些脂肪将被用来形成其它类固醇。
有些生物不能合成类固醇和荷尔蒙，只能从其它食物中吸收。这些都将最终被分解，在呼吸作用中被利用。矿物质会在消化酶的作用下被分解和吸收形成骨质等。
基本上，碎屑被利用后排出的形式为二氧化碳和铵。铵最终会被细菌转化为氮气，从水中排出。碎屑每次被利用，其基本循环形式是相同的。如果系统中有不同生物，喂食适当，几乎所有有机碳水化合物和含氮食物中的化合物，不论是新鲜的食物或碎屑，其代谢产物都会被最终从系统中排出。
尽管大多数以碎屑为食的生物都是小动物，但系统中碳和氮的总排放量是相当可观的。
如果每天喂半盎司的食物，基本上符合一个中型水族箱（约100加仑）的代谢量，累积下来，一年的食物总投入量超过11磅。其中一部分被生物利用制造身体的组织，但大部分都被以二氧化碳和氮气的形式排出了。

水族箱内的食腐生物
到底什么是食腐生物？这个问题既简单又复杂。简单的说就是以碎屑为食的生物。如果说具体到哪一生物，问题就很复杂了。下表列出了可能的食腐生物。
表1.每个类别可以包含几个物种。体型大小和性能仅限在水族箱范围内，在自然界中体型一般会大得多。

这个列表中的生物相当多，但只有很少的一部分在日常中能观察到。很多生物甚至是肉眼根本看不到的。大多数这些食腐生物生活在底沙下，在底沙下进食，只有搅动底沙时才能看到。

图3：线虫，或蛔虫，是很常见的。图中的生物只有1厘米长。有些线虫是捕食者，有些是食腐的。

大多数水族箱，如果有新鲜活石、底沙，在几个月后都能生成一群食腐生物。食腐生物的提醒在群体中是至关重要的。
要使系统自动运行，各种体型大小的生物都要有。从现实意义上讲，利用各种大小碎屑的生物要形成强大的网络。
大型食腐生物吃掉较大碎屑颗粒，经消化排出小碎屑颗粒，再被更小的生物利用。这种方式一步一步向下进行，直至形成微小粒子。

结论：
虽然各种食腐生物对系统都很重要，但我们很少能在鱼店里见到待售的食腐生物。
其实大多数小型的食腐生物只能以活石和活沙的方式添加。这对厚底沙是极为重要的，这些“微型回收器”能够帮助维持系统稳定，降低营养盐水平。