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  • Guida REEFBASTARDS per l’allevamento di Fitoplancton

    Introduzione:
    In questo articolo sono raccolte le principali informazioni necessarie per poter intraprendere l’allevamento domestico di fitoplancton, cercheremo di rispondere in maniera semplice e sintetica alle classiche domande che su cos’è e a cosa serve il fitoplancton e come produrlo per le proprie esigenze, da veri REEFBASTARDS.

    Cos’è il fitoplancton?
    Il fitoplancton è costituito dal l’insieme di organismi vegetali fotosintetici autotrofi (micro-alghe) fa parte del plancton (dal greco planctón, "vagabondo", "errante") piccoli esseri viventi in sospensione nel mare e nelle acqua dolci soggetti a trasporto passivo, fanno parte di questa categoria anche batteri e organismi animali (zooplancton) . Queste micro-alghe sono capaci di sintetizzare in maniera autonoma sostanza organica e sono alla base della catena trofica (fig.1), sono fondamentali per l’allevamento di zooplancton (copepodi, rotiferi, artemia) che serve a sua volta per lo svezzamento di larve di pesci e crostacei, inoltre può essere prodotto anche per la somministrazione direttamente in vasca da parte dell’acquariofilo per aiutare il sistema ad incrementare la biodiversità della vasca.


    Fig. (1) ruolo del fitoplancton nella catena trofica

    Quale fitoplancton?
    Esistono varie specie di fitoplancton di acqua dolce acqua salata, a noi REEFBASTARDS interessano quest’ultime. Le micro-alghe si differenziano in base al colore, dimensioni, assenza o presenza di flagello, livelli nutrizionali (fig.2), difficoltà e parametri di allevamento (fig.3). I generi più utilizzati per i nostri scopi in acquariofilia sono la Nannochloropsis (la più diffusa perché di facile allevamento e reperibilità) Tetraselmis Isochrysis.


    Fig. (2) differenti profili nutrizionali micro-alghe


    Fig. (3) caratteristiche differenti generi micro-alghe

    Quali sono i parametri che permettono la crescita del fitoplancton?
    - MOVIMENTO: importante per esporre in maniera corretta tutte le cellule ai nutrienti e alla luce, il movimento deve essere regolato in modo tale da non essere troppo scarso altrimenti c’è il rischio di far sedimentare sul fondo le micro-alghe e non troppo forte da provocare la formazione di schiuma (come anche l’utilizzo di pietre porose) che causa la morte delle cellule algali lasciandole adese alla parete e quindi a secco oppure provocare la rottura della membrana.
    - LUCE: fondamentale per permette alle alghe di effettuare la fotosintesi, il range di lavoro ottimale è intorno ai 2.500 – 5.000 lux, solitamente si consiglia di usare una gradazione “calda” (4.200 – 6.500 °K), anche se alcune micro-alghe in particolare quelle brune preferiscono lunghezze d’onda tipiche di luci tendenti al blu (superiori agli 8.000 °K).
    L’intensità luminosa deve essere proporzionale alla densità della coltura e alla forma del reattore se si usa una fonte luminosa troppo scarsa si possono presentare problemi nello sviluppo della coltura, al contrario un’intensità luminosa eccessiva può portare alla fotoinibizione con conseguente riduzione del tasso di accrescimento della coltura.
    Come fotoperiodo solitamente si utilizzano cicli di ore 10/2/10/2 (luce/buio/luce/buio) , 16/8 (luce/buio) oppure anche 24 ore di luce continua.
    - TEMPERATURA: determinante per la crescita del fitoplancton è utile restare entro il range 16-26 °C con un optimum intorno ai 20-22 °C , dei piccoli sbalzi di temperatura non sono un grosso problema, se il valore scende al di sotto del range si ha una notevole riduzione dello sviluppo della coltura al contrario una temperatura troppo elevata può portare al “crash” con conseguente perdita del fitoplancton.
    - SALINITA’: importante per l’allevamento del fitoplancton ha un certo range quindi ma non è un fattore limitante anche tenendo conto della possibile evaporazione durante l’allevamento. E’ utile cercare di lavorare con una salinità leggermente bassa quando si ha intenzione di allevare zooplancton (rotiferi in particolare) altrimenti si può tranquillamente lavorare alla stessa salinità presente nelle nostre vasche.
    - NUTRIENTI: per un buon sviluppo della coltura occorre un corretto bilanciamento dei micro e macro-nutrienti presenti nel fertilizzante se questo non avviene oppure ci sono delle carenze si creano dei problemi per lo sviluppo della coltura.
    I macro-nutrienti sono costituiti da nitrati e fosfati e silicati (in alcune alghe in particolare diatomee).
    I micro-nutrienti sono costituiti da vari metalli in tracce e vitamine (B1,B12 in particolare)
    Esistono diversi fertilizzanti commerciali appositamente studiati per allevamento di volumi contenuti, vanno scelti in base al ceppo che si vuole allevare, i più adatti ai nostri scopi cono il Guillard e Walne (fig.4).


    Fig. (4) tabella composizione fertilizzanti

    - ARIA/CO2/PH: il range ottimale di PH può variare in base al tipo di micro-alga tra 7 e 9, ottimale come oscillazione tra la fase di luce e di buio sono valori intorno a 8,2 e 8,9. Scompensi di PH possono portare al crollo della coltura solitamente per colture mediamente dense basta l’insufflazione di aria (contengo circa lo 0,03% di CO2) altrimenti quando la coltura è particolarmente densa occorre introdurre CO2 per tamponare (equilibrio anidride carbonica/carbonati) l’aumento di PH che può superare il valore 9. Inoltre l’introduzione di CO2 è fondamentale per permettere alle cellule algali di effettuare il processo della fotosintesi

    Come si sviluppa il fitoplanton?
    La crescita di una coltura di micro-alghe è divisa in 5 fasi principali (fig. 2)
    1. FASE RITARDO o FASE INDUZIONE: dopo aver effettuato l’inoculo in questa fase si ha l’adattamento della coltura caratterizzato da un aumento di cellule ridotto (se si parte da piastre questa fase è più lunga)
    2. FASE ESPONENZIALE: durante questa fase si ha un aumento esponenziale delle cellule algali questa fase dipende dalle temperatura dal rateo di crescita del ceppo e dalla quantità di alimento e luce disponibile.
    3. FASE DECLINO DEL RATEO DI CRESCITA: questa fase indica che la disponibilità di alimento, luce inizia a diventare un fattore limitante che rallenta la divisione cellulare
    4. FASE STAZIONARIA: in questa fase il numero delle cellule rimane praticamente costante ed è in equilibrio con i fattori limitanti.
    5. FASE DI MORTE o CRASH: ultima fase caratterizzata da un peggioramento della qualità dell’acqua esaurimento di nutrienti per sostenere la quantità di cellule algali prodotte, si ha una drastica riduzione del numero di cellule algali.


    Fig. (5) curva sviluppo fitoplancton

    Come si produce il fitoplancton?
    Le micro-alghe possono essere prodotte con metodi diversi, in laboratorio in un ambiente controllato con vetreria sterilizzata fino alla produzione di enormi quantità in bacini all’aperto. L’allevamento può essere:
    - ALLEVAMENTO AL CHIUSO: dove si ha il controllo di tutti i parametri (temperatura, illuminazione e nutrienti) e la possibilità di inquinamento è limitata.
    - ALLEVAMENTO ALL’APERTO: dove non si ha il controllo completo di tutti i parametri e la possibilità di inquinamento è elevata ma si possono produrre enormi quantità.
    - ALLEVAMENTO APERTO: con questo termine si intende un tipo di allevamento costituito da vasche, piccoli bacini che possono essere in un locale al chiuso o all’aperto, anche in questo caso il rischio di contaminazione risulta elevato.
    - ALLEVAMENTO CHIUSO: con questo termine indica l’utilizzo di piccoli contenitori: provette, beute, bottiglie, sacchi ed altri piccoli contenitori chiudi (classici fotobioreattori) .
    - ALLEVAMENTO COLTURA AXENICHE (sterile): è un tipo di allevamento possibile solo in laboratorio con un elevato controllo per evitare inquinamenti.
    - ALLEVAMENTO IN SERIE: si parte da un inoculo di micro-alghe si mette in un piccolo volume con acqua sale e fertilizzante, si aspetta la moltiplicazione cellulare, una volta cresciuta al massimo di densità la coltura viene “rilanciata” cioè trasferita in un volume più grande e così via. Solitamente si consiglia di lavorare sempre al raddoppio di volume (500 ml – 1.000 m l – 2.000 m l ….. ). Il metodo risulta semplice e permette di recuperare eventuali errori lo svantaggio principale è che a volte non si ha il massimo dell’efficienza nella produzione.
    - ALLEVAMENTO IN CONTINUO: in questo metodo viene continuamente somministrato un supplemento di acqua salata e fertilizzante e prelevato contemporaneamente il fitoplancton, questo metodo permette di mantenere la coltura sempre vicino al massimo del rateo di crescita, ci sono degli svantaggi in questo metodo e sono i costi impiantistici e la difficoltà di gestione, rispetto al precedente.
    - ALLEVAMENTO SEMI-CONTINUO: questo metodo è basato sull’utilizzo di un volume adeguato di allevamento (contenitori/vasche/bacini ) dove una volta raggiunta la densità ottimale si raccoglie parte della coltura e viene aggiunta nuovamente acqua arricchita di nutrienti.
    Tornando alla nostra coltura REEFBASTARDS casalinga, il metodo più adatto e anche quello più utilizzato è quello dell’allevamento chiuso partire con l’allevamento in serie per incrementare il volume della nostra coltura ed eventualmente continuare con l’allevamento semi-continuo (fig.6).


    Fig. (6) protocollo produzione

    Cosa serve per partire?
    Una volta stabilito quale specie vogliamo allevare è giunto il momento di procurarci il materiale necessario per partire.
    - STARTER o inoculo: non è altro che fitoplancton da usare per iniziare la nostra produzione può essere già in forma liquida pronto all’uso oppure inoculato in terreni di coltura all’interno di piastre petri (classici contenitori di plastica da laboratorio ) lo possiamo trovare nei negozi di acquariofilia (anche online) oppure da altri acquariofili.
    - FERTILIZZANTE: è il cibo per le micro-alghe, come detto precedentemente esistono vari tipi di fertilizzanti appositamente studiati per la produzione di fitoplancton ottimizzati per i vari tipi di ceppi algali, c’è anche chi utilizza il classico fertilizzante per piante verdi . Quest’ultimo metodo è sconsigliato visto l’alta presenza di rame in questo tipo di prodotto, il rame deve essere presente ma in piccole quantità per un corretto sviluppo delle micro-alghe, non bisogna preoccuparsi di creare problemi in vasca visto che verrà utilizzato dalle micro-alghe per svilupparsi. Il fertilizzante adatto alle nostre esigenze lo troviamo nei negozi di acquariofilia (anche online) oppure da altri acquariofili.
    - ACQUA: importante per il buon esito dell’allevamento è che sia di buona qualità e priva di fonti di inquinamento l’ideale è l’acqua di RO, prodotta attraverso l’impianto di osmosi inversa, alla quale andrà aggiunto il sale in quantità ottimale e fertilizzante secondo il dosaggio. Si sconsiglia di utilizzare l’acqua della vasca tal quale per l’altissima probabilità di inquinare la coltura. Nel caso si volesse utilizzare l’acqua della vasca questa va sterilizzata mediate trattamento termico oppure deve subire un trattamento chimico (clorazione, acidificazione, ozonizzazione).
    - SALE: classico sale marino di buona qualità che ogni acquariofilo ha in casa da aggiungere in base alla salinità ottimale per la coltura. Si sconsiglia l’utilizzo del classico sale da cucina (NaCl) perché questo è povero dal punto di vista del bilanciamento ionico.
    - REATTORE: qui si apre un mondo, in questo articolo per comodità parleremo dell’allevamento di fito a ciclo chiuso. Per la produzione si può decidere se utilizzare rettori commerciali già pronti che si possono trovare nei negozi oppure scegliere soluzioni più economiche da contenitori in pvc (portaspaghetti) oppure bottiglie di plastica/vetro meglio se hanno un collo largo. La cosa fondamentale è che il contenitore per l’allevamento deve essere trasparente per garantire una corretta illuminazione delle micro-alghe l’ideale è avere un fondo conico o a semisfera che favorisce un corretto idrodinamismo per ridurre la formazione i sedimenti e permettere di illuminare in maniera uniforme la coltura, può risultare utile un rubinetto sul fondo del reattore per effettuare uno spurgo nel caso ci sia la formazione di sedimenti (fig.7).
    - AREATORE: normalissimo aeratore per uso acquariofilo se ne sono diversi modelli va dimensionato in base al numero e dimensione dei reattori utilizzati.
    - ILLUMINAZIONE: per illuminare la coltura si possono utilizzare differenti fonti luminose dai normalissimi neon (T5/T8) per illuminazione domestica meglio stare un gradazione di colore calda, vanno bene anche led. Si sconsiglia l’uso di lampade alogene produrrebbero un eccessivo aumento della temperatura.
    In base alla stagione è eventualmente possibile utilizzare direttamente la luce solare.
    - RACCORDERIA VARIA: necessaria per completare l’impianto sono tubicino morbido 4/6mm, valvola di non ritorno da posizionare all’uscita dell’aeratore, rubinetti per la regolazione dell’aria se non utilizziamo un aeratore regolabile, filtro per l’aria (opzionale) sono dei filtri per la microfiltrazione 0,3-0,5 micron per ridurre le probabilità di inquinamento della coltura dovuta alla presenza di ciliati, tubicino rigido (quelli verdi comuni nei negozi di acquari oppure quelli per microirrigazione diametro 4/6 mm) da posizionare a 1-2 cm dal fondo del reattore, non va assolutamente utilizzata la pietra porosa per l’insufflazione dell’aria.


    Fig. (7) schema impianto


    Foto (1) impianto domestico

    Come si vede lo stato di sviluppo della coltura?
    Per verificare il corretto sviluppo della coltura il metodo più semplice per chi lo produce in casa, non avendo a disposizione strumenti come microscopio per effettuare la conta delle cellule algali tramite emocitometro di Burker (vetrino utilizzato per le conte cellulari), è quello empirico di controllare il colore più si intensifica e resta su una tonalità corretta, eventualmente sono disponibili in commercio dei misuratori di densità algale (basati sul “metodo disco Secchi”) che permettono di stimare in base al colore raggiunto la quantità di cellule presenti.

    Quando prelevare il fitoplancton?
    Una volta che la nostra coltura è partita quindi dopo la FASE 1, l’ideale dal punto di vista del profilo nutrizionale è prelevare durante la FASE 2, assolutamente da evitare di somministrare il vasca una coltura che è nella Fase 5

    Cosa può causare il “CRASH” della coltura?
    Come spiegato precedentemente il crollo è causato dalla mancanza di alimento necessario per sostenere le cellule algali ma ci sono altri fattori che possono contribuire alla perdita della coltura e sono un aumento di temperatura repentino, variazioni di PH, carenza di illuminazione, contaminazione da parte di altri microrganismi (classico è coltura persa per colpa della presenza di rotiferi/artemia) per questo si raccomanda di lavare sempre l’attrezzatura e nel caso si produca anche dello zooplancton tenere le produzioni ben isolate e usare attrezzatura dedicata.


    Foto (2) Nannochloropsis in buone condizioni Nannochloropsis in “crash”

    Ultime FAQ:
    Qual è il dosaggio per la vasca?: Non esiste un dosaggio standard, la quantità da somministra varia in base agli animali presenti e tipo di gestione solitamente e alla densità algale della coltura si parte con un dosaggio basso (5ml/100litri al giorno) per poi salire cercando di vedere come reagisce il sistema.
    Quali benefici posso avere in vasca?: La somministrazione in vasca non fa miracoli ma aiuta il sistema vasca aumentando lo sviluppo biodiversità ed è utile per eventuali animali filtratori.
    Ci sono controindicazioni a dosarlo in vasca?: Non esistono controindicazioni nell’utilizzo del fitoplancton la cosa importante è dosarlo quando ha assorbito il fertilizzante .
    Come posso conservare il fitoplancton prodotto?: Il fitoplancton una volta prodotto può essere conservato tranquillamente in frigorifero, nel caso ci sia la formazione di deposito basta agitare il contenitore, l’ideale è conservarlo massimo per un paio di settimane, c’è chi lo conserva di più ma una lunga conservazione ridurrebbe l’aspetto qualitativo del prodotto.
    Si possono allevare differenti specie insieme?: E’ possibile allevare differenti specie ma in reattori diversi e facendo attenzione durante le operazioni di lavoro, altrimenti alla lunga si arriverebbe alla formazione di una monocoltura.
    Quanto deve essere le dimensioni del reattore?: La dimensione del reattore è variabile in base alle proprie esigenze di allevamento (somministrazione in vasca, allevamento zooplancton, utilizzo per “acqua verde”) un consiglio utile è quello di utilizzare più reattori in parallelo per tutelarsi dall’eventuale perdita di una coltura.
    Posso utilizzare un riscaldatore per regolare la temperatura?: E’ da evitare visto che non si avrebbe una temperatura omogenea all’interno del reattore inoltre in prossimità della resistenza la temperatura più alta potrebbe causare danni alle cellule algali.
    Dove lo posso allevare?: Si può fare dove si ha lo spazio disponibile, l’ideale è non troppo vicino alla vasca o ad altre colture di zooplancton per evitare inquinamenti, va benissimo in garage anche sul balcone quando la stagione lo permette.

    Conclusioni:
    Ed eccoci alla fine …. l’argomento è stato trattato in puro stile REEFBASTARDS cercando di renderlo semplice non pesante ma nello stesso tempo completo, speriamo di aver chiarito ogni vostro eventuale dubbio o perplessità su come iniziare l’allevamento di fitoplancton adesso non vi resta altro che procurarvi il materiale e partire …. dopo la teoria viene la pratica.




    Bibliografia:
    Plankton Culture Manual 6th Edition (1987) - Frank H. Hoff &Terry W. Snell
    Microalgal feeds for aquaculture (1994) - Gladue R.M. & Maxey J.E.
    Manual on the Production and Use of Live Food for Aquaculture (1996) - Patrick Lavens & Patrick Sorgeloos