メダカ飼育では「バクテリア」という言葉が使われることがよくありますが、そのバクテリアとは何なのかきちんと理解しているメダカ飼育者は少ないです。
メダカの飼育におけるバクテリアのはたらきや「ろ過」をきちんと理解しておくことで、より飼育方法を改善させることができます。
この記事では、メダカ飼育におけるろ過の仕組みや、餌の与えすぎがなぜいけないのか、ろ過の仕組みはどうなっているのかをわかりやすく解説します。
「ろ過」は有害な物質を無害な物質に変える重要な過程
メダカ飼育におけるろ過は、メダカや植物が排出する有害なアンモニアや尿素などの窒素化合物を、硝化細菌によって無害な硝酸塩に変換する過程です。
バクテリアやろ過細菌と呼ばれているのは、硝化細菌のことを指している場合が多いです。
硝化細菌は一般的に、以下の2つの種類に分類されます。
- アンモニア酸化菌：アンモニアを硝酸塩に変換するプロセスで主に働きます。代表的なものに、Nitrosomonas（ニトロソモナス属）やNitrosospira（ニトロソスピラ属）などがあります。
- 硝酸塩還元菌：亜硝酸を硝酸塩に変換するプロセスで主に働きます。代表的なものに、Nitrobacter（ニトロバクター属）などがあります。
メダカは餌を食べたり、呼吸をする際にエネルギーを消費し、代謝の過程で有害な物質であるアンモニアを生成します。
このアンモニアは、メダカの代謝による排泄物である尿やフン、腐敗した餌、死んだ植物などでも発生しますが、高濃度になると魚にとって有害です。
ろ過はフィルターによって水中のアンモニアや尿素を含む有機物が分解され、硝化細菌によって硝酸塩に変換されます。適切なフィルターとろ材を使用することで、効率的なろ過が行われます。
餌の与えすぎとろ過の関係は非常に重要
メダカの飼育には当然ながら餌を与えることが必要です。
餌を適量与えることで、水中の窒素化合物の生成量を抑え、フィルターの負担を軽減することができます。また、過剰な餌を与えることで、水質が悪化する原因となるため、注意が必要です。
餌の与えすぎは、ろ過に大きな影響を与えます。過剰な餌の分解によって生成される有害なアンモニアや亜硝酸が、ろ過の負荷を増加させ、水質を悪化させる可能性があります。
一方、適切な餌の量を与えることで、魚が排出する窒素化合物の量を抑えることができ、硝化細菌が有害なアンモニアや亜硝酸を硝酸塩に変換するための負荷を軽減できます。
餌を与えすぎると、メダカが食べきれない分が水中に残り、腐敗したり、微生物によって分解されたりすることで水質が悪化し、メダカの健康に悪影響を与えることもあります。
このように、メダカの餌の与え方は、ろ過の負荷と水質に大きな影響を与えるため、成長段階や季節などに応じた適切な餌の量と頻度を守ることが重要です。
成長段階や季節などに応じた適切な餌の量と頻度については以下の記事で詳しく解説しています。
水替えはろ過の大きな手助けになる
定期的な水替えは、水質の改善やメダカの健康維持に欠かせない作業です。ただし、水替えの際には、水温や塩分濃度、PHなどに注意して行う必要があります。
水替えは、ろ過によって硝酸塩に変換された窒素化合物や餌の残渣を取り除くことができるためメダカ飼育にとって非常に重要かつ有効な手段です。
そのため、メダカ飼育のマニュアル等には定期的な水替えが必要とされています。
水替えに際しては、下記のようなポイントにも留意しましょう。
- 水道水の塩素を取り除くため、あらかじめ放置しておくか、市販のカルキ抜きを使用しましょう。
- メダカにストレスを与えないよう、1日の水替え量は30%程度に抑えましょう。
- 水替えを行う際は、水槽底の泥や汚れを吸い取るため、専用の水槽クリーナーを使用すると作業が効率的になります。
- 水温の急激な変化を避けるため、水道水と水槽内の水温をある程度揃えた状態で水替えを行いましょう。
以上の点に留意し、適切な水替えを定期的に行うことで、メダカの健康状態を維持し、美しい水槽を維持することができます。
ろ過の仕組み
メダカ飼育におけるろ過は、水中の有害物質を分解・除去するための重要なプロセスです。
硝化は、アンモニアを亜硝酸塩に変換する第一段階（アンモニア酸化菌が関与）と、亜硝酸塩を硝酸塩に変換する第二段階（硝酸塩還元菌が関与）に分かれます。それぞれの菌はまとめて硝化細菌とも呼ばれます。
硝化とは、アンモニアやアンモニウムイオンを含む有機物が、硝化細菌によって硝酸塩に変換されることを指します。
メダカを飼育している水槽の水質が悪化すると、硝酸塩濃度が上昇し、魚に影響を与える可能性があります。
ろ過によって、硝化細菌がアンモニアや亜硝酸塩を無害な硝酸塩に変換することで、水質を改善し、魚たちを健康に保つことができます。
ろ過の仕組みを化学式で表す
メダカ飼育におけるろ過は、魚や植物が排出する有害なアンモニア（NH3）や尿素（CO(NH2)2）などの窒素化合物を、硝化細菌によって以下の過程によって無害な硝酸塩（NO3^-）に変換する過程です。
この過程では、最初にアンモニアが硝化細菌（アンモニア酸化菌）によって亜硝酸塩（NO2^-）に酸化され、さらに別の種類の硝化細菌（硝酸塩還元菌）によって硝酸塩（NO3^-）に酸化されます。
最終的に生成された硝酸塩は水中に排出されても基本的には環境への悪影響が少なく、水質を維持するうえで非常に重要な役割を果たしています。
水槽内の硝酸塩は、水槽内の植物や藻類が吸収して栄養分として利用することができます。
硝化細菌は水槽のどこにいるの？
硝化細菌は、主にフィルター内のろ材表面に付着しています。フィルターは、ろ材を使って水を循環させ、水中の不純物を除去します。
ただし、硝酸塩が過剰に生成されると、水質が悪化し、メダカに有害な影響を与える可能性があります。
そのため、硝酸塩が過剰に生成されないように、適切な水槽の大きさ、適正な餌の量と回数、適切なろ材の選択や適切なフィルターの設置などが必要です。
そのため、定期的な水替えも水質管理に欠かせない重要な作業のひとつです。
まとめ
以下はメダカ飼育におけるろ過の仕組みの簡単なまとめです。
- メダカ飼育におけるろ過にはバクテリア（硝化細菌）が関与している
- 硝化細菌にはアンモニア酸化菌と硝酸塩還元菌が存在する
- 硝化細菌がアンモニアをメダカにとって無害な硝酸塩に変化させ、その過程を「ろ過」と呼ぶ
ろ過の詳しい仕組みは以下のとおりにまとめられます。
- メダカの尿や餌の食べ残しからアンモニアが水中に放出される
- アンモニア酸化菌がアンモニアを亜硝酸に変換する。
- 硝酸塩還元菌が亜硝酸を硝酸塩に変換する。
これらの過程によって、メダカの水槽内の窒素化合物は無害な物質に変換され、水質が改善されます。
