Os objectivos da filtragem
Vamos agora falar um pouco sobre microbiologia. Dos minúsculos organismos que contribuem para as reacções químicas úteis para os nosso aquário, os que mais importam para o nosso filtro biológico são algumas bactérias. Por isso vamos começar por elas. Todos nós sabemos que as bactérias são essenciais para a vida na Terra e que existem em toda parte. Só para termos uma ideia, num único mililitro de água doce pode haver entre 1 milhão até 100 milhões destes organismos unicelulares, invisíveis a olho nu.
Já agora, fica aqui uma nota histórica: a palavra "bactéria" foi introduzida em 1838 como designação científica pelo naturalista alemão Christian Gottfried Ehrenberg, que dedicou o seu trabalho ao estudo dos organismos microscópicos. O nome deriva da forma latinizada da palavra grega bakterion, que significa "vara" ou "bastão" e foi assim escolhido porque as primeiras bactérias descobertas tinham a forma de bastonetes.
Bactérias autotróficas e heterotróficas
Mas atenção, pois nem todas as bactérias são "boas". As bactérias são micro-organismos unicelulares procariontes — chamam-se procariontes aos organismos que não possuem um núcleo celular — e existem em duas formas: as bactérias autotróficas e as bactérias heterotróficas. Os organismos autotróficos, são aqueles que utilizam fontes de carbono inorgânico para produzirem a sua própria nutrição orgânica, são produtores primários. Já os organismos heterotróficos utilizam fontes de carbono orgânico, ou seja, utilizam outros organismos vivos — ou mesmo derivados deles — para se alimentarem e prosperarem.
Ora para o nosso filtro biológico vamos querer que se criem lá sobretudo colónias de bactérias autotróficas e que elas utilizem os elementos inorgânicos — sejam eles elementos resultantes da decomposição dos dejectos dos peixes, das folhas mortas das plantas ou mesmo de outros detritos inorgânicos, como restos de comida não-consumida, por exemplo —, que se alimentem deles, que os processem e que nos ajudem assim a mantermos a higiene do ambiente do aquário no médio e longo prazo.
Exemplo de uma fonte de carbono inorgânico é o dióxido de carbono (CO2), que é usado pelas plantas e também por algumas bactérias, como as cianobactérias e aquelas bactérias "verdes" que às vezes, perante um excesso de nutrientes disponíveis proliferam tanto, tão rapidamente e ficam tantas na coluna de água que ela fica com uma tonalidade verde, decorrente dessa explosão de "algas". Estas bactérias são fotoautotróficas, o que significa que não utilizam apenas a fonte de carbono inorgânico; por um lado são autotróficas, mas como utilizam igualmente a luz para obter energia também são fototróficas.
A oxidação dos compostos nitrogenados inorgânicos
Há ainda algumas bactérias autotróficas que utilizam a oxidação de compostos inorgânicos para obterem energia (em vez de utilizarem a luz), ou seja, utilizam compostos como a amónia, o enxofre e o ferro (esta é a razão porque se devem repôr regularmente os níveis de ferro para a fertilização das plantas). Estas últimas também se chamam quimioautotróficas e as que consomem a amónia são um bom exemplo das bactérias que queremos fomentar e manter no filtro biológico do nosso aquário.
No entanto, as bactérias mais abundantes, à semelhança do que sucede com os organismos vivos, são heterotróficas e isso significa que não podem sintetizar seus próprios alimentos, de modo que precisam de material orgânico para se alimentarem, como dejectos de peixes, peixes e plantas, quer estejam vivos ou mortos, etc. Aliás, até se alimentam mesmo de outras bactérias mortas. Tal como as outras, também estas podem ser divididas de acordo com a sua fonte de energia: há bactérias fotoheterotróficas — como exemplos temos as bactérias roxas e as bactérias verdes não-sulfurosas, as heliobactérias, etc — e quimioheterotróficas, sendo que estas constituem a maioria das bactérias não-autotróficas.
Uma grande diferença destas face às autotróficas é que enquanto algumas das bactérias heterotróficas são aeróbicas, muitas são organismos anaeróbicos facultativos, o que significa que podem sobreviver tanto na presença como na ausência de oxigénio livre. Os organismos anaeróbicos não necessitam de oxigénio livre para crescerem, para se multiplicarem, e isso, como é fácil de perceber, tem consequências muito significativas no equilíbrio dos aquários.