Mulm im Aquarium

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Mulm ist die Mischung aus sich zersetzender organischer Substanz (Pflanzeteile Futtereste etc.), Kot von Fischen und Wirbellosen, Bakterien, Pilzen, Huminstoffen und feinen Mineralien. Er sammelt sich mit der Zeit im Aquarium an durchsetzt das Substrat. Die Huminkomplexe im Mulm binden Nährstoffe und wirken als Chelator für Schwermetalle wie Kupfer. 1 ml Mulm kann etwa 0,006 bis 0,008 mg Kupfer binden (siehe Newsletter Nr. 34). Mikroorganismen zersetzen den Mulm und Mineralien (Calcium, Magnesium, Kalium etc.) werden daraus frei. Pflanzen profitieren von davon, denn sie können diese Nährstoffe erst nutzen, wenn sie frei gesetzt werden. Mulm mit einem hohen organischen Anteil ist "lebendig". Es sind viele Mikroorganismen mit der Zersetzung des Materials beschäftigt. Sie sind alle auf Sauerstoff angewiesen und Bestandteil einer gesunden Flora im Aquarium. Im Normalfall stellt sich nach der Einlaufphase eine Gleichgewicht ein, bei dem die Mulmmenge im Aquarium im Großen und Ganzen immer etwa gleich bleibt.
Tritt ein Mangel an Sauerstoff auf, kommt es dagegen zu Gärung und Fäulnis. Anaerobe Bakterien zerlegen das organische Material und setzen dabei Methan und Schwefelwasserstoff frei. Der Boden gammelt und stinkt. Ursache dafür ist meist eine verdichtung des Substrats, dass zu einer Reduktion der Wasserzirkulation führt.

Mikroorganismen im Boden und Filter

Betrachtet man Mulm und Filterschlamm unter dem Mikroskop, wird man erstaunt sein, was dort alles lebt. Es gibt winzige Schnecken, Würmer, Nematoden, Amöben, Pilze und Bakterien. Einige sind autotroph und können sich mit Hilfe von anorganischen Stoffen (CO₂, SO₂, NO₂ etc.) versorgen. Andere sind heterotroph und benötigen organisches Material (Cellulose, Zucker, Eiweiße, EDTA etc.). Sie alle zerkleiner und zerlegen organsiche Substanzen im Aquarium und bilden Abbauketten.

Die bekannteste Abbaukette ist die Umwandlung von Ammonium in Nitrat durch Nitrifikation. Die bekanntesten Nitrifizierer sind Nitrosomonas europea und Nitrobacter winogradskyi. Das erste Bakterium nutzt Ammonium zur Energiegewinnung und scheidet Nitrit aus. Das zweite nutzt Nitrit und scheidet Nitrat aus. Diese beiden autotrophen Bakterien sind im Süßwasser weit verbreitet. In einem neu eingerichteten Aquarium gibt es zunächst wenige dieser Bakterien. Sobald aber Ammonium als Nahrungsquelle zur Verfügung steht vermehren sich Nitrosomonas. Sie produzieren viel Nitrit, aber die Population an Nitrobacter ist noch zu klein, um das Nitrit vollständig zu nutzen und in Nitrat umzu wandeln. Darum gibt es in der Einlaufphase des Aquariums einen "Nitritpeak". Erst wenn sich ausreichend Nitrobacter neben den Nitrosomonas auf dem Filterschwamm oder einer Mulmflocke angesiedelt haben um ihre Ausscheidungen sofort aufzunehmen, wird Nitrit sofort zu Nitrat umgewandelt und ist nicht mehr nachweisbar. Wenn das der Fall ist, ist der erste Schritt in der Einlaufphase des Aquariums abgeschlossen und es können Tiere eingesetzt werden. Einem Aquarium sollte vor dem Einsetzen von Tieren schon regelmäßig etwas Futter zugeführt werden. Sonst können sich die Bakterien nicht vermehren.

Nun sind diese zwei Bakterien nicht allein. Es gibt sehr viele verschiedene Bakterien aus den Gattungen Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosovibrio, Nitrosolobus und Nitrosococcus, die Ammonium nutzen können und einige Arten von Nitrobacter, Nitrospira, Nitrospina und Nitrococcus, die Nitrit umwandeln. Alle benötigen Sauerstoff und nutzen Kohlendioxid oder Karbonat als Kohlenstoffquelle. Sie sind chemisch autotroph. Ihr Lebensoptimum liegt bei pH-Wert 6-8 und 25-35°C. In geringem Maße findet aber auch bei 0°C noch Nitrifikation statt.

Im Boden und im Filter gibt es aber vor allem heterotrophe Nitrifizierer. Sie nutzen Energie und Kohlenstoff aus organischem Material und gewinnen keine Energie aus der Umwandlung des Stickstoffs. Unter ihnen sind verschiedene Pilze und Bakterien. Im Aquarium leben sie an verschiedenen Stellen im Substrat, auf Pflanzen und im Filter verschiedene Arten von nitrifizierenden Bakterien. Je nach Nahrungsangebot vermehren sich mal die Einen und mal die Anderen stärker.

Nitrifizierer sind aber nicht die einzigen Mikroorganismen im Aquarium. Es gibt auch andere Bakterien, Pilze und Hefen, Würmer und Amöben, die organisches Material als Nahrung nutzen und anderen Organismen als Nahrung dienen. Auf Futteresten vermehren sich schnell Fäulnisbakterien wie das Schwefelwasserstoff bildende Schwarmbakterium Proteus vulgaris. Es bildet einen weißen Schleimfilm aus Bakterienketten. Das lockt Bakterienfresser wie Pantoffeltierchen, Wimperntiere und Würmer an. An anderen Stellen zerlegen Borstenwürmer Pflanzenteile in feiner Partikel. Flagellaten und Rädertierchen suchen dazwischen nach Nahrung. Der Mulm im Aquarium ist ein ganzes Ökosystem.

In den ersten drei bis sechs Monaten stellt sich im Aquarium eine typisches Gleichewicht mit spezifischen Abbauketten und Lebensgemeinschaften in verschiedenen Mikrohabitaten ein. Danach läuft das System stabil, sofern keine gravierenden Änderungen vorgenommen werden. Eine solche Veränderung wäre zum Beispiel das entfernen eines großen Echindorus oder einer Cryptocoryne, die ihre Wurzeln weit im Substrat ausgebreitet haben. Im Substrat fehlen dann den Mikroorganismen der von den Wurzeln abgebenen Sauerstoff und die organischen Verbindungen, die von der Wurzel abgegeben wurden. Es komt zu einer Verschiebung in der Zusammensetzung der Abbauketten. Eventuell machen sich Arten breit, die mit wenig Sauerstoff auskommen und Fäulnis kann auftreten.
Weniger gravierend ist dagegen das regelmäßige Schneiden und neu Stecken von Stängelpflanzen am selben Ort. An diesen Stellen siedeln sich andere Organismen an, die damit zurecht kommen. Eine jährliche "Grundreinigung" bei der das Aquarium ausgeräumt wird, kommt einer Neueinrichtung gleich. Selbst wenn das Filtermateral unberührt bleibt, müssen sich doch im Substrat die Lebensgemeinschaften neu zusammen finden.
In den einzelen Bereichen des Aquariums finden wir verschiedene Organismen, die das jeweilige Nahrungsangbot nutzen.

Borstenwürmer

Borstenwürmer sind Verwandte des Regenwurms. Sie fressen abgestorbenes Material, Algen oder Einzeller. Charakteristisch sind die in Segmente unterteilten Körper und die steifen Borsten, die bei der Fortbewegung helfen. Die Tiere sind verhältnismäßig groß und mit blossem Auge als feine, weiße Fäden sichtbar.
Im Aquarium tritt oft die Teichschlange Stylaria laustris auf. Die feinen weißen Würmchen sitzen oft an den Aquarienscheiben und sind darum recht auffällig. Typisch ist ein langer beweglicher Tastrüssel. Im Mulm sind zum Beispiel der Öltröpfchenwurm Aeolosoma variegatus und die Wassernymphe Nais elinguis zu finden.
Die Würmer sind nicht gefährlich für Fische oder Wirbellose, lösen aber bei ihrer Entdekcung schnell Panik beim Aquarienbesitzer aus. Die Würmchen bewegen sich fort in dem sie ihre Form verändern und hin- und her winden, während sich Planarien gleitend fortbewegen.

Borstenwürmer sind nur als haarfeine, weiße Fäden sichtbar. Strukturen sind mit bloßem Auge nicht erkennbar.	Der Öltröpfchenwurm frisst Mulm. Er beißt Stücke aus den Mulmflocken und verschlingt sie.
	Der Öltröpchenwurm Aeolosoma variegatum frisst Mulm. Im Aquarium lebt er meist im Substrat. Selten ist er an der Scheibe zu sehen.

Borstenwürmer aus der Gattung Chaetogaster sind Räuber. Sie fressen Rädertiere und Wasserflöhe. Chaetogaster lymnaei sitzt an den Fühlern von Schlamm- und Posthornschnecken. Vermutlich saugt diese Art zumindest teilweise Körperflüssigkeiten aus der Schnecke.

Nematoden

Von Aquarianern werden sowohl Planarien als auch Borstenwürmer oft für Nematoden gehalten. Die Tiere bekommt man aber kaum mit dem bloßen Auge zu sehen. Sie sind transparent, leben an dunklen Stellen und die meisten sind nicht größer als 1 bis 2 mm. In Aquarienfiltern kommt oft der "Lanzenwurm" Dorylaimus stagnalis vor. Diese Tiere sind bis 5,5 mm lang und völlig harmlos. Sie saugen Algenzellen aus. Auch in Algenmatten findet man manchmal Nematoden, wenn man ein Mikroskop bemüht.

Die Bestimmung von Nematoden ist für den Laien unmöglich.

Es gibt etwa 100.000 verschiedene Nematodenarten.
Viele leben parasitisch an Tieren und Pflanzen.
Die Unterscheidung der Arten ist schwierig.
Die frei lebenden Arten im Aquarium fressen vermutlich
vor allem Algen. Der Lanzenwurm (Dorylaimus stagnalis) kommt
vielfach in Aquarienfiltern vor und saugt Algenzellen aus.
Er ist 2,5 bis 5,5 mm lang.

Planarien

Sie leben bekanntlich ebenfalls im Substrat zumindets verstecken sie sich dort. In den Mulmproben, habe ich allerdings nie welche gefunden. Das liegt wohl daran, dass die bekannten Aquarienplanarien sehr groß sind und bei der Probenahme durch eine Einwegspritze einfach nicht mit eingesaugt werden können. Aber auch kleinere Planarienarten habe ich nicht gefunden. Einige Planarienbilder und ein kleines Video sind hier zu finden.

Wimperntiere

Wimperntiere leben im Süßwasser, Meer und auch im Feuchtigkeitsfilm auf Moosen. Sie fressen Bakterien, Flagellaten, Algen und Rädertiere. Es gibt sehr kleine und sehr große Arten. Sie können wurmförmig sein oder rundlich oder oval, wie das bekannte Pantoffeltier. Sie werden in verschiedene Klassen unterteilt. Zu den Holotricha gehören zum Beispiel die Pantoffeltiere. Aber auch die gestielten und festsitzenden Glockentiere (Peritricha) gehören dazu. Wimperntiere werden gerne als Fischfutter für sehr kleine Jungfische in Aufgüssen aus Heu oder Blättern angzogen. Sie vermehren sich zum Beispiel gut auf Seemandelbaumblättern.

Rädertiere

Rädertiere (Rotatoria) gehören zu den Schlauchwürmern. Sie sind sehr unterschiedlich gestaltet. Einige haben einen panzer und sind recht steif, andere bewegen sich wie Würmer. Sie sind alle in Kopf, Körper und Fußabschnitt untergliedert und maximal 3 mm lang. Rädertiere werden als Jungfischfutter in Ansätzen mit Ei oder auf speziellen Granulaten angezogen. Sie sind für Fische und andere Tiere im Aquarium ungefährlich.

	Dieser Borstenwurm und die Pantoffeltiere nehmen ihre Nahrung durch Strudeln auf. Sie fressen Bakterien und Algen.
Rädertiere gehören zu den Schlauchwürmern (Aschelminthes). Sie haben nahe der Mundöffnung Wimpern mit denen sie Nahrung sammeln. Sie können sehr unterschiedlich gebaut sein. Rotaria haben einen elastischen Körper und kriechen wie Egel herum, während sie nach Futter suchen. Panzerrädertiere wie Lecane sp. (links) heften sich mit dem Fuß an und schwingen bei der Nahrungssuche um diesen Fixpunkt herum.
Spirostomum ambiguum ist ein 1 - 4,5 mm langes Wimperntier. Im Gegensatz zu Strudelwürmern kann es sich vorwärts und rückwärts bewegen. Dieses Wimperntier tritt in belasteten Gewässern mit der Gewässergüteklasse 2 bis 3 oft in Massen auf. Die Sauerstoffversorgungsgrad liegt in seinem Lebensraum bei 4 - 6 mg O₂ pro Liter.	Die Wimprntiere bewegen sich zügig vor und zurück und drehen sich dabei um die eigene Achse.
Die Arten aus der Gattung Paramecium fressen Bakterien, Flagellaten und Algen. Dieses hier frisst gerade die stäbchenförmigen Bakterien an faulendem Flockenfutter.	Pantoffeltiere findet man in Mulm wenig, da sie sich vor allem im freien Wasser aufhalten. Dieses hier stammt aus einem Ansatz mit Bananenblättern. Auch an Seemandelbaumblättern bilden sich viele Pantoffeltierchen.
	Flagellaten sind begeißelte Mikroorganismen. Dazu gehören Augen- und Dinoflagellaten aber auch gegeißelte Formen von Grünalgen.

Entfernen oder nicht?

Es wird oft propagiert, dass der Mulm regelmäßig möglichst vollständig entfernt werden sollte. Einige Annahmen zu dem Thema möchte ich hier kurz diskutieren.

Annahme 1: Mulm bindet Nährstoffe, die den Pflanzen dann fehlen
Mikrooranismen im Mulm binden die Nährstoffe aus den organischen Materialien zu etwa 40 % in ihre eigene Masse und die stehen dann den Pflanzen sowieso nicht zur Verfügung. Das stimmt nur während Einlaufphase des Aquariums. Später sterben so viele Mikroorganismen wie neue "geboren" werden und die in der Bodenfauna gebundene Menge an Nährstoffen nimmt nicht unbegrenzt zu. Es stellt sich ein Gleichgewicht zwischen Futter und "Mäulern" ein, weil jedes Glied der Nahrungskette auf seine spezielle Nahrung angewiesen ist und die steht immer nur in begrenzten Maße zur Verfügung. Das Endergebnis des Abbaus sind Minerlastoffe, die von Pflanzen aufgenommen werden können. Aber nur dann wenn der Abbauprozess vollständig abgelaufen ist.

Annahme 2: Mulm besteht aus organischen Abfällen, die das Wasser belasten
Es wird angenommen, dass aus dem Mulm Makronährstoffe (Nitrat und Phosphat) frei werden. Auch dass ist nicht ganz richtig. Der Mulm enthält kaum noch Makronährstoffe. Sie werden aus abgestorbenem Material sehr schnell frei gesetzt, weil Eiweiße, DNS, Fette und andere Stickstoff- und Phosphathaltige Verbindungen sie sich im Zellineren befinden und sofort austreten, wenn die Membranen beim Absterben der Zellen zerfallen. Im Mulm bleiben vor allem die Zellwände zurück, die überwiegend aus Kohlenstoff bestehen. Sie dienen heterotrophen Mikroorganismen als Kohlenstoffquelle.

Annahme 3: Mulm ist eine mögliche Infektionsquelle
Die Vielfalt der Organismen sorgt mit ihren Ausscheidungen dafür, dass sich keine bestimmten Organismen übermäßig vermehren können. Krankheitserreger und Algen haen es schwerer, weil mit hoher Wahrscheinlichkeit jemand anderes da ist, der ihre Nische einengt oder sie als Nahrung nutzt. Außerdem siedeln Mikroorganismen lieber im Mulm, als dass sie im freien Wasser schwimmen. Die Keimzahl im Wasser sinkt.

Das Mulm an sich nicht schädlich, sondern für das Gleichgewicht im Aquarium wichtig ist, ist lange bekannt. Darum wird auch empfohlen Mulm aus alten Aquarien zum Animpfen in neue Becken zu übertragen. Im Normalfall ist der Bodengrund mit Pflanzenwurzeln durchzogen, die ihn mit Sauerstoff versorgen. In der Rhizosphäre siedeln sich die Mikroorganismen an und leben in Gemeinschaft mit den Pflanzen. An wenig durchströmten Stellen oder bei einer Verdichtung des Substrat kann aber Sauerstoffmangel auftreten. Andere Mikroorganismen siedeln sich an und produzieren teilweise Stoffe, die für Pflanzen und Tiere schädlich sein können. Dann muss die organische Substanz entfernt werden. Allerdings muss das Problem für den Sauerstoffmangel auch beseitigt werden, damit die Pflanzenwurzeln nicht absterben. Der Mulm selbst ist meist nicht das Problem, sondern der Faulschlamm, zu dem er unter ungünstigen Bedingungen werden kann.