A lo largo de los últimos años, las llamadas "camas de arena," esencialmente capas de arena de varios grosores y arreglos, se han vuelto comunes en los acuarios marinos de arrecife. El uso de estas camas de arena se ha relacionado con un incremento significativo de sobrevivencia de muchos organismos en el acuario de arrecife, particularmente cuando se les compara con los tanques de fondos desnudos que estuvieron de moda hace aproximadamente una década. Sin embargo, pocos aficionados parecen entender por qué las camas de arena pueden contribuir al éxito de sus tanques, y aún menos parecen entender cómo funcionan estas camas.

Durante los últimos 5 años, he hecho incapié acerca de que nuestros acuarios son ecosistemas artificiales o microcosmos, representantes del verdadero ambiente de arrecife. De esto no hay duda; nuestros sistemas imitan relativamente bien muchos de los procesos que ocurren en el mundo real y cuando están poblados por un grupo de organismos adecuado, muchas de las interacciones que ocurren en los hábitats naturales ocurren en nuestros sistemas. El enfoque de tratar a los acuarios como ecosistemas artificiales ha sido criticado principalmente sobre la base de que los acuarios de arrecife son evidentemente artificiales. Sin embargo, tales críticas son tontas y erróneas. Los sistemas de acuarios de arrecife tienen que ser aproximaciones bastante buenas del mundo real, de otra manera los animales que son mantenidos en ellos no estarían tan bien como están. Los organismos no saben que no están en un ambiente natural y cualquier organismo del arrecife de coral ha evolucionado para tratar con un ambiente que tiene como sus límites los mismos límites que se hallan en el arrecifes reales.

El hecho de que podamos tratar con acuarios que son buenas imitaciones de la "cosa verdadera," nos permite usar datos "del mundo real" o "científicos" para resolver problemas y mejorar las técnicas de mantenimiento Como sabemos que un organismo debe vivir dentro de ciertos rangos de tolerancia, podemos reconocer que los problemas ocurrirán cuando algo en el acuario se sale por mucho de ese rango, como con las concentraciones excesivamente elevadas de metales pesados halladas en algunas mezclas de sal artificial. Una vez que reconocemos el problema, podemos hacer ajustes y proceder. De esta forma podemos incrementar nuestros conocimientos de los animales y lo que se necesita para mantenerlos.

Sin embargo, si bien los acuarios son sistemas artificiales, el componente que es menos artificial es la cama de arena. Esta parte del acuario de arrecife, con un poco de ayuda del acuarista, funciona tanto como lo hacen las zonas arenosas cerca de un arrecife verdadero. La funcionalidad es debida a una mas bien compleja interacción de factores físicos y biológicos, pero la mayoría de estas interacciones no son vistas y creo, tampoco apreciadas por el acuarista promedio. Sin esas interacciones, nuestro acuario de arrecife simplemente fallará. El hecho de que no falle es un tributo a la facilidad de construcción de uno de los principales análogos funcionales de la extremadamente crítica comunidad del arrecife.

Sedimentos en los Arrecifes

Las camas de arena se construyen físicamente con arena, y la arena se define como sedimentos no consolidados hechos de partículas de entre 1/16 a 2 mm de diámetro. Sedimentos mayores son llamados grava, los más finos arcilla (Holme y McIntyre, 1984). Por supuesto, en el mundo real existe un continuo de tamaños hallados en estos ambientes y los sedimentos hallados en esos lugares reflejan no sólo la historia geológica y biológica del área, sino también el régimen hidrográfico del área. En otras palabras, lo que está presente es el resultado de lo que está disponible y que no ha sido lavado por las olas.

Las arenas rodeando los arrecifes de coral naturales pueden estar hechas de varias sustancias. Alrededor de islas volcánicas a menudo hay regiones de arena de lava volcánica. Las islas volcánicas son la base para la mayoría de los atolones coralinos y muchos arrecifes de barrera, asi que la arena de lava se halla a menudo alrededor de los arrecifes en la naturaleza. Los arrecifes de coral localizados cerca de desembocaduras de ríos o áreas de erosión intensa, a menudo están rodeados por arena silícea o sedimentos finos de tierra adentro o montañosos.

Por supuesto que los arrecifes de coral pueden estar rodeados por arenas calcáreas resultantes de la ruptura de corales u otros organismos calcificantes. Las arenas calcáreas pueden ser formadas también por la precipitación de carbonato de calcio en lagunas coralinas, una de las fuentes naturales de arena oolitica. Las arenas calcáreas pueden ser formadas también por la ruptura de los "esqueletos" de otros organismos como foraminíferos, bivalvos, algas calcáreas o percebes.

La composición química de las arenas tiene un efecto pequeño en los organismos que se encuentran en ellas, pero ese efecto es aún menor cuando se le compara con los efectos debidos a las diferencias de la distribución por tamaño de las partículas del sedimento. Las particulas halladas en cualquier área dada se deben principalmente a los efectos del oleaje y las corrientes. La densidad del sedimento tiene algún efecto en lo que se encuentra presente, pero básicamente, para cualquier sedimento dado, las partículas más finas serán halladas en áreas de menor movimiento. Consecuentemente, el patrón de sedimentos rodeando una isleta de coral que es una parte de un atolón será un tapete complejo de tamaño de sedimentos. En general, los sedimentos más grandes serán hallados en áreas de mayor flujo de corrientes y oleaje, mientras que los más finos predominarán en áreas de menor energía cinética. La posición absoluta del sedimento a menudo varía de estación a estación, particularmente en las zonas intermareales y submareales someras. Los turistas que van a una playa en la misma época del año a menudo se sorprenden cuando regresan defasados por 6 meses y encuentran que la playa arenosa que esperaban ver ha sido reemplazada por un pavimento duro de coral. El movimiento de los sedimentos es menor en aguas profundas, pero ocurre. De hecho, una de las características principales de la cama de arena natural es su movilidad.

Los sedimentos en un área pueden estar caracterizados por varios parámetros discretos. El primero es el tamaño promedio o media de las partículas. El segundo factor es la forma de la distribución del tamaño de partículas de sedimento acumuladas; si se toma una muestra de sedimento y los diámetros de las partículas de sedimento se miden, la gráfica resultante será una "campana" o curva "normal" centrada alrededor del tamaño de partícula promedio. El cómo esa campana se desvía de una curva de campana estadística ideal revela mucho acerca de los sedimentos. Por ejemplo, en los extremos, la curva puede ser baja, ancha y plana o bastante estrecha y alta. en el primer caso, muestra una amplia variedad de sedimentos dentro de cada muestra, que a su vez, indica efectos menores de la corriente u olas. En el segundo caso, los sedimentos serán casi todos del mismo tamaño indicando mucho moviemiento de las partículas de sedimento por la acción de las olas y que resulta en la "selección" de ellas por tamaño. Sedimentos bien "seleccionados" son característicos de áres con corrientes elevadas y fuerte oleaje, mientras que sedimentos mezclados, con una amplia variedad de tamaños de partículas son característicos de aguas tranquilas. El tercer parámetro importante es la cantidad de materia orgánica hallada en el sedimento. He trabajado en áreas donde el contenido orgánico fue efectivamente cero. En el otro extremo, he muestreado áreas donde el contenido orgánico de sedimentos no contaminados fue tan alto como el 20% en peso. En áres contaminadas el contenido orgánico puede ser aún mayor.

La distribución de tamaños del sedimento en cualquier área marina de sedimentos suaves es crítica para determianr qué tipo de organismos viven en esos sedimentos. Los organismos viven sobre y entre los granos de arena y la mezcla de los tamaños de los granos es crítica. Tamaños de granos inapropiados pueden ser muy grandes para moverlos o muy pequeños para ser estables. Adicionalmente, la mezcla de varios tamaños de sedimentos determina la facilidad con la que el agua se mueve a través de ellos.

Obviamente existe una compleja interacción que determina la naturaleza de los sedimentos naturales alrededor de un arrecife. Los materiales orgánicos pueden venir del arrecife, áreas adyacentes, o lavados de tierras en el interior. Los patrones de olas, mareas y tormentas, todos influencían la energía cinética que es transmitida a los sedimentos. Factores geológicos tales como la presencia de líneas costeras emergentes o subyacentes pueden contribuir también a los tipos de sedimentos presentes.

Figura 2. Imagen tomada a través de la escotilla de un sumergible de investigación. La profundidad era 55 m. Noten las ondulaciones y las partícuals de sedimento relativamente grandes (las ondulaciones están a aprox. 1.8m de la escotilla y tienen 60 cms de alto) Esta área recibe tormentas invernales ocasionales, pero regulares con olas de más de 18 m de alto. Los habitantes de aguas someras de estas áreas no tienen nada de arena, las partículas más pequeñas son de 1.8m de diámetro. La acción del agua determina en última instancia el tamaño de las partículas del sedimento en los ambientes naturales.

Figura 3. Imagen tomada desde el interior de la esfera de plexiglas de un sumergible de investigación, Johnson Sea Link II. El sustrato arenoso plano visible con el reflector está a unos 2.4 m (o tan lejos como la grava de la figura anterior). La foto fue tomada en la orilla externa de un arrecife en Bahamas a 342m de profundidad. Aquí hay una corriente moderada, y el sedimento es una arena blanca fina bien distribuida.

En el acuario los sedimentos son escogidos por el acuarista y añadidos al sistema, sin embargo; éso es sólo el comienzo del desarrollo del sedimento. Como en el mundo natural, los sedimentos del acuario son dinámicos, aunque en una escala diferente a lo que se ve en la naturaleza. Tanto el tamaño de partícula como la distribución física y la cantidad de materia orgánica en los sedimentos del acuario cambiarán con el tiempo.

El cambio en la distribución de tamaños de las particulas de sedimento en el acuario es más evidente en sedimentos calcáreos finos. El tamaño promedio de partícula tiende a disminuir en estos sedimentos conforme las patículas son erosionadas o disueltas. En acuarios con pobre sistema de amortiguación por carbonatos, habrá una tendencia en las partículas finas de la superficie a disolverse parcial o completamente. Adicionalmente, cuando los animales que se alimentan de detritus consumen los sedimentos para digerir las bacterias y algas en ellos, alguna fracción de las partículas también es disuelta. Materiales orgánicos serán agregados al sedimento y algo de esto se incorporará al sedimento como material fino. A menudo, este material orgánico fino es el sitio de formación de complejos organo-metálicos que forman un precipitado insoluble de materiales tóxicos. Tales precipitados son típicamente muy pequeños. El resultado neto de todos estos procesos es que el tamaño promedio de las partículas del sedimento disminuye con el tiempo.

Sedimentos y Agua

Tanto en el arrecife real como en el acuario hay algunos aspectos de los sedimentos y el agua que son importantes. Primero, es importante reconocer que el movimiento pasivo del agua a través del sedimento es esencialmente imposible. Los canales entre los granos de arena son tan pequeños que la resistencia pasiva al movimiento pasivo del agua es para todo propósito práctico, absoluta. A menos que el agua se bombée a través del sedimento, simplemente no se moverá. Contrario a la mitología del acuario de arrecife, el agua no se "difunde" a través del sedimento. Los materiales disueltos en el agua se pueden difundir dentro del medio acuático, pero ese movimiento es muy lento y generalmente inconsecuente. Como veremos, a menos que el acuarista arregle algún tipo de bombeo activo, todo el movimiento de agua en el sedimento es mediado por los organismos.

El flujo de agua sobre los sedimentos puede ser turbulento, como el causado por una cabeza de poder, o laminar, como el causado por el movimiento de agua en conjunto. El flujo turbulento moverá algo de agua a través de las fracciones superiores de unos pocos centímetros del sedimento, el flujo laminar no. Sin embargo, en cualquier caso, habrá un poco de intercambio real de agua desde los intersticios del sedimento a la columna de agua y visceversa. Aún en acuarios con generadores de olas fuertes, mientras que el sedimento no sea movido físicamente, habrá poca mezcla entre el agua en el sedimento y el cuerpo de agua sobre el sedimento.

Esta division de agua en el acuario en dos cuerpos discretos de agua, la masa de agua sobre los sedimentos y la masa de agua en los sedimentos es muy importante para la funcionalidad de las camas de arena y el acuario. En la presencia de bacterias, resulta en la formación de capas relativamente discretas en los sedimentos basadas en la difusión de gases a través de la masa de agua del sedimento. Estas capas están caracterizadas generalmente por la concentración de oxígeno en el agua y se clasifican como aeróbicas, anaeróbicas y anóxicas. Las capas aeróbicas tienen concentraciones de oxígeno cercanas o iguales a las halladas en el agua que fluye sobre los sedimentos. Las capas anaeróbicas tienen algo de oxígeno presente, pero la concentración es menor que aquella en el agua sobre ellas. Las capas anóxicas no tienen oxígeno libre disuelto, y pueden ser llamadas capas reductoras, en contraste con las capas oxidantes.

Si no hubiese vida en los sedimentos, no habria capas. Las capas son generadas por la acción de las bacterias, microorganismos y animales que viven sobre la superficie de las partículas del sedimento y entre los granos del sedimento. Conforme estos organismos metabolizan, utilizan el oxígeno disponible. Todo el oxígeno en el sedimento es consumido relativamente rápido, resultando en capas anóxicas, donde la única vida es bacteriana. El oxígeno se difunde en los sedimentos desde las capas de agua sobre ellos, pero esa difusión es muy lenta. En la ausencia de animales en los sedimentos, las capas aeróbica y anaeróbica serían de sólo unas centésimas de centímetro de espesor y las capas anóxicas efectivamente se extenderían hasta la superficie. Esta estratificación se halla en zonas orgánicas altamente enriquecidas o en áreas con materiales tóxicos en los sedimentos. En estas áreas, la vida animal está ausente de los sedimentos. Estas áreas por lo general son áreas contaminadas, pero no tienen que serlo; hay áreas naturales que imitan los mejores (¿peores?) esfuerzos humanos de contaminación.

Organismos y Sedimentos

Debido a que los organismos viven sobre y entre las partículas de los sedimentos, las interacciones entre varios de estos organismos son lo que hace las camas de arena tan importantes para los acuarios de arrecife. Las bacterias, algunas microalgas, protozoos y algunos pocos animales son suficientemente pequeños para vivir sobre un grano de arena. Para estos organismos, la cama de sedimentos, como tal, no existe; mas bien todo su mundo es literalmente un grano de arena. A esta escala super pequeña, la cadena alimenticia comienza con las bacterias y las microalgas y a esta escala, las microalgas son predominantemente cianobacterias y diatomeas. Estos organismos viven absorviendo materiales disueltos en el agua alrededor de ellos y metabolizando esos nutrimentos, creando más bacterias, cianobacterias y diatomeas. Las bacterias y cianobacterias secretan activamente enzimas en el ambiente circundante y estas enzimas descomponen material orgánico particulado para que pueda ser absorvido. Hay suficiente luz en todos los sedimentos de acuario para que ocurra algo de fotosíntesis; la luz suficiente para la fotosíntesis generalmente puede penetrar algunos centímetros o más en estos sedimentos. Las proporciones relativas de tipos de bacterias y algas en los sedimentos dependerán de la profundidad del sedimento y la cantidad relativa de oxígeno disuelto disponible. En las capas superiores de los sedimentos, las diatomeas y bacterias aeróbicas predominan sobre las partículas de sedimento. En las regiones anóxicas inferiores de una cama de arena profunda, las bacterias anaeróbicas predominan.

Entre ambas, hay una mezcla transicional de varios tipos de organismos, dependiendo de la cantidad de nutrientes, perturbacion de los sedimentos y movimiento de agua.

Figura 4. Superficie de sedimentos de un arrecife caribeño de aguas someras. Las esponjas estaban unidas a fragmentos de conchas bajo la superficie de lso sedimentos. Noten el brazo de la estrella fragil, es de unos 2.5 cms de largo, pero por lo demás, similar a las estrellas halladas en los acuarios de arrecife. Mueven la comida de la columna de agua a los sedimentos donde ocurre procesamiento adicional. Noten también la diversidad de formas y tamaños de las partículas vistos en la superficie. El sedimento estaba cerca a la orilla y muy pobremente ordenado.

Aunque estos pequeños organismos son simultáneamente los consumidores finales de los nutrimentos disueltos, el filtro biológico del acuario y la fuente de comida para otros organismos, son sólo una parte de la compleja red de organismos interdependientes del sedimento. Esta red depende de los animales que merodean en los sedimentos someros para su existencia y funcionamiento. Estos animales más importantes son varios gusanos del sedimento, caracoles y crustáceos que muchos acuaristas llaman "el equipo de limpieza."

Es importante reconocer que la diversidad de este grupo de organismos es realmente la causa de su utilidad. Muy pocos animales marinos son omnívoros o comedores de todo. En lugar de eso, tienden a especializarse en un tipo de comida. Consecuentemente, para asegurarse que todo tipo de exceso de comida sea "eliminado," los acuaristas necesitan asegurar una fauna de sedimento rica y diversa.

Figura 5. Un gusano escamoso pequeño, de unos 4 cms de largo, arrastrándose sobre la superficie de una cama de arena templada. Noten la guarida de la anémona. Estas anémonas son comunes en camas de arena templadas y tropicales y bombean mucha agua dentro y fuera de la cama conforme se expanden y contraen. En el acuario de arrecife con camas de arena, otros animales sirven para el mismo propósito, ya que estas anémonas pequeñas difícilmente son vendidas para el acuario.

A cualquier nivel en la cadena alimenticia, la mayoría de la comida consumida no es asimilada en el tejido del animal que está comiendo. Generalmente, como una regla de pulgar ecológica, sólo un 10% de la comida ingerida es quemada como combustible en la respiración para proveer de energía al organismo. El combustible quemado sale del animal como agua y bióxido de carbono y eventualmente deja el acuario. Mucha comida se "gasta" de esta forma; así que mucha comida es convertida en bióxido de carbono en cada acuario todas las noches de tal manera que el ácido carbónico producido por esta exhalación baja significativamente el pH del sistema. Adicionalmente, algo de la comida se usa en otras funciones metabólocas y el subproducto de ésto es el desperdicio de amonio y fosfatos secretado por los animales como orina, o simplemente a través de la superficie corporal. Sin embargo, ésa es todavía una parte pequeña de la comida. La mayoría de la comida sin asimilar pasa a través del tracto digestivo como heces. La materia fecal en los ecosistemas marinos es simplemente comida indigestible o sin digerir mezclada con algunas enzimas digestivas y bacterias intestinales. Tan inapetecible como esta cosa suena, es una fuente mayor de comida para la fauna del arrecife de coral, incluyendo los corales y peces como los payasos (vean Hamner, et al, 1988 para una discusión acerca de cuanta coprofagia o "comida de heces" es parte del arrecife).

Los acuaristas alimentan sus sistemas para mantener sus animales decorativos en buen estado. La cantidad de comida necesaria para mantener un acuario grande bien poblado es significativa. Sin embargo, mucha de esa comida no es usada por los organismos a los que se destina, se convierte en nutrimentos disueltos o se convierte en heces. Ambos materiales deben removerse del acuario o convertirse en algún producto inócuo. Esa conversión es casi completamente hecha en los sedimentos y es hecha reciclando la comida una y otra vez a través de varios animales y microbios hasta que ya no tiene ningún valor nutricional o se convierte en gases solubles que dejan el sistema.

Este proceso comienza en los sedimentos superiores, donde los animales carroñeros como los gusanos de fuego, Linopherus y los caracoles como los Nassarius, consumen los excesos de comidas cárnicas como la artemia o las hojuelas ricas en subproductos cárnicos. Otros animales en los sedimentos superiores consumen materia "vegetal". En los sistemas naturales, esta materia vegetal pueden ser los restos de algas o de pastos marinos. En el acuario, están presentes restos de algas, pero también subproductos vegetales de las hojuelas. En la mayoría de los acuarios los animales que comen estos materiales son anfípodos, algunos caracoles semi-omnívoros como Illynassa obsoleta, caracoles pastadores superficiales como las especies de Strombus y los pepinos de mar.

Una característica de todos estos animales que habitan y se alimentan en la superficie de los sedimentos es que muchos de los nutrientes disueltos son secretados por ellos en los sedimentos. Estos sedimentos van, a su vez, a favorecer el crecimiento de algas en los sedimentos. En el acuario, estas algas son predominantemente diatomeas y las bacterias fotosintéticas llamadas cianobacterias. Un pequeño subciclo interesante de uso de nutrimentos ocurre cuando las algas son:

Por supuesto, con cada paso a través del ciclo, la cantidad de nutrimentos disponibles para el crecimiento de las algas decrece. O lo haría, si no se agregara nada mas al alimentar. Pero, por supuesto, más comida siempre tiene que entrar al sistema. Sin embargo, este proceso de ciclado de algas-pastadores tiene que durar bastante para remover mucho del exceso de comida en el sistema.

Sin embargo, no toda la comida es consumida por los pastadores de la superficie permanece sobre la superficie; muchos de los pastadorees se enterrarán en el sedimento tan pronto hayan comido y la digestión ocurrirá en la seguridad relativa del sustrato. La excreción de desechos ocurre a profundidades variables bajo la superficie. Adicionalmente, otros animales como los gusanos tubícolas o alimentadores por suspención Phyllochaetopterus o las pequeñas estrellas frágiles que se alimentan por suspensión agregan desechos disueltos y heces bajo la superficie de los sedimentos. Estos gusanos consumen pequeños materiales particulados en el agua y deberían por lo tanto ser considerados también como parte del equipo de limpieza. Básicamente, estos animales que se alimentan por suspensión son filtros mecánicos vivientes. Otros gusanos bajo la superficie que se pueden alimentar de material particulado de la superficie, tales como los gusanos peludos cirratúlidos y los gusanos espaguetti tubícolas hacen lo mismo. En efecto, todos estos gusanos mueven material de la superficie y lo depositan a alguna distancia bajo los sedimentos.

Figura 6. Pequeños gusanos tubícolas llamados "owenidos" que se alimentan en la superficie. Estos gusanos son comunes en ciertos hábitats tropicales, como las camas de pasto marino y se alimentan "pegosteando" la superfcie por comida Conforme se mueven arriba y abajo en sus tubos, de manera similar a los gusanos tubícolas en el acuario, bombean agua dentro y fuera del sedimento.

Tal material es todavía comida y por supuesto, hay más gusanos y otros animales que la procesan. Algo que a menudo no notamos, en las discusiones de transferencia de comida como éstas, es una interesante tendencia inversa a la que se observa en la superficie. Cada una de estas transferencias de comida corrsponde a ir hacia arriba en un eslabón de la cadena alimenticia. Cuando esto ocurre en la columna de agua o la tierra, el animal que es ese eslabón es comido por un animal mayor. El animal al final de la cadena es por lo general el animal más grande en los alrededores. En estos sistemas basados en sedimentos, los animales en cada nivel siguiente son más pequeños que aquellos en las capas previas. Aunque hay predadores bajo la superficie de los sedimentos, están limitados en tamaño por las propiedades de los sedimentos y el tamaño de las presas. Los predadores más grandes de toda la infauna son gusanos por lo general no más grandes que 30 cms y casi nunca se les ve en el acuario.

No obstante, los sedimentos en la parte inferior de la capa aeróbica y superior de la capa anaeróbica son un lugar ocupado. Además de los animales de superficie discutidos arriba, hay animales aquí que sólo se encuentran bajo la superficie de los sedimentos. Estos incluyen algunos nemátodos o gusanos redondos. Este es un grupo diversos conteniendo herbívoros y carnívoros; sin embargo, excepto por unas pocas especies, su historia natural y biología se desconoce. Algunos de ellos estarán sin duda comiendo material orgánico particulado pequeño, ya sea heces de gusanos, grupos de algas o bacterias o algún otro material. Otros pueden comer pequeños poliquetos o protozoos.

La comunidad de organismos bajo la superficie también incluye un arreglo importante de protozoos. Estos compenden ciliados altamente móviles, algunos que se ven como gusanos planos, y algunos foraminíferos con conchas, pero inmóviles. Todos ellos son depredadores que se alimentan de bacterias, agregados de bacterias o algas. A su vez, las algas y bacterias prosperan en esta zona porque la acción de los alimentadores de superficie bombea comida y alimentos en esta región.

Los gusanos planos se hallan por toda las capas superiores de sedimentos, pero son más comunes en los sedimentos cercanos al límite inferior de las capas aeróbicas. Muchos de ellos son depredadores y comen copépodos y pequeños gusanos; otros consumen las abundantes microalgas de esta área.

Algunos de los animales más grandes e impresionantes hallados completamente dentro de los sedimentos de este nivel son los gusanos poliquetos como los sylidos. Estos gusanos tienen tamaños de unos 3 cms o más. Los que he visto parecen subsistir, dependiendo de la especie, de otros poliquetos, o agregados bacterianos.

Hay otro subproducto de los animales que viven en esta zona que merece atención y es muy importante para el acuario. Este producto en particular es generado en la camas de arena donde los animales están haciendo bien las cosas y es la descendencia de los animales en la cama. Una vez que los animales en la cama están prosperando, se reproducen regularmente y esta reproducción es en la forma de huevos, esperma, larvas liberadas de la superficie del sedimento al agua sobre ellas. Este material es, por supuesto, comida reciclada que se agregó al acuario anteriormente y ahora se encuentra en una forma que es buena para muchos animales que se alimentan por suspensión en el sistema. Así que, una vez más, los nutrientes se han movido de regreso, fuera de los sedimentos y al agua para ser consumidos por otros animales y los corales.

Figura 7. Sedimentos arcillosos donde las partículas son generalmente menores a 1/16 de mm en diámetro son comunes en las areas posteriores de las lagunas protegidas de la acción de las olas. Estas áreas de sedimento son el extremo opuesto a las áreas ilustradas en la Figura 1. Aquí, el ambiente es muy estable y hay una multitud de madrigueras de animales. Estas áreas de sedimentos son las "casas poderosas" de procesamiento de nutrientes debido a la alta densidad de animales hallada en ellas.

Para que una cama de arena contenga muchos animales de muchas especies, debe de tener una distribución donde los tamaños de los sedimentos van de 2mm a 0.063mm (1/16 de mm) y donde la mayoría de las partículas se encuentra entre 0.250mm y 0.125mm. Esto hará un sedimento que es aceptable, aunque no perfecto para la mayoría de los animales. (Noten que este tamaño de partículas NO lo da jamás la grava de coral que nos venden tan fácilmente en los acuarios N del T).

La vida animal en las capas bajo la superficie es, por supuesto, sólo un componente del rico arreglo de organismos que se encuentra en este nivel en nuestros tanques. Esta área es rica en varias algas y especies bacterianas. La mayoría de los acuaristas tiende a pensar que muchas de las algas son deletéreas y su presencia en el tanque se considera un problema. Sin embargo, la mayoría de la vida no bacteriana en un "arrecife de coral" son algas. De hecho, la biomasa de algas en dicho arrecife es a menudo del orden de 5-10 veces la biomasa de los corales. La realidad de la situación es que estos arrecifes son arrecifes de algas, con una delgada capa de corales y otros animales (Odum y Odum, 1955).

Dado que los corales y algas prosperan en las mismas condiciones ambientales y dado que es por lo tanto imposible mantener las algas fuera de nuestros tanques, es mejor manejar los tanques de tal manera que las algas sean benéficas. Las algas de la capa bajo la superficie de la cama de arena son definitivamente benéficas. Utilizan los nutrimentos disueltos y a su vez, proporcionan nutrición a muchos animales pequeños de estas capas. Una situación similar se ve con las bacterias, también utilizan los nutrimentos y son comida para los animales que se alimentan de los depósitos. Los animales que se alimentan de los sedimentos no se están alimentando de los granos minerales del sedimento, sino que están consumiendo las bacterias y algas adheridas a esas partículas de sedimento.

Para ahora, las propiedades básicas de estos ciclos deben ser obvias. Los nutrimentos disueltos son utilizados por las algas y bacterias para producir más bacterias y algas. Al hacerlo, son removidos de la solución y algo es respirado y eliminado como gases disueltos. El gas eventualmente deja el acuario. A su vez, las algas y bacterias son comidas por algún animal, y algo más de los nutrimentos es disuelto y eliminado en la respiración. Algo de esos nutrimentos es incorporado en el depredador y algo es liberado otra vez como nutrimentos disueltos en la orina. Generalmente, si una pieza de comida cae en el fondo de un acuario (o el océano), suficiente energía (en forma de azúcares o carbohidratos) se encuentra en ella para proveer combustible durante 5 ó 6 ciclos a través de detritívoros o descomponedores.

Cada uno de estos ciclos progresivamente remueve algo de la energía útily los materiales de cada pedazo de comida, hasta que todo lo que queda son materiales insolubles o incorporados en algún organismo. Tal proceso de ciclos contínuos puede remover una cantidad sorprendente de material del acuario, pero no puede removerlo todo por sí mismo. El factor más crítico en todos estos procesos es la transferencia de materiales de un estado al siguiente, ya sea de un organismo a otro mediante alimentación o pasando de los nutrimentos a un organismo. Cada vez que un cambio ocurre, se usa energía y los materiales se eliminan mediante respiración.

La clave para el éxito de la comunidad en dicha cama de arena es el movimiento de agua entre los granos del sedimento.

Mencioné arriba que es escencialmente imposible para las olas o las corrientes mover agua en los sedimentos. Sin embargo, hay un método excepcionalmente útil de generar movimientos lentos y uniformes del agua a través del sedimento. Este movimiento de agua es causado por el movimiento de los animales en los 3 cms superiores de arena, particularmente por los gusanos tubícolas orientados verticalmente tales como Phyllochaetopterus, pero también por todos los demás animales moviéndose en la capa superior del sedimento. La cantidad de agua movida por un gusano es bastante pequeña, en el orden de unas pocas fracciones de mm por día a un par de mm por hora, pero la cantidad acumulada de toda el agua movida por todos los animales en la cama de arena es bastante considerable. Es suficiente para empujar agua dentro y a través del sedimento.

Adicionalmente, se ha estimado que cada animal pequeño a lo largo del día altera alrededor de 100 mm cúbicos de sedimento. Cien mm cúbicos de sedimento no es mucho, pero cuando se multiplica por el número de animales en la cama de arena...bueno, la cama definitivamente vibra. En mi tanque de laguna de arrecife de 180 litros, al colectar muetras de sedimento y contar el número de animales en la arena, he estimado que hay entre 90 000 y 150 000 en un area de la cama de arena de 90 cms de largo por 30 cm de ancho. Tal densidad poblacional se traduce en alrededor de 300 00-450 000 animales por metro cuadrado, un valor bastante consistente con valores hallados en ecosistemas de arena ricos o arena-lodos en la naturaleza. Había suficiente actividad en el tanque para mover virtualmente toda la arena en él en unos pocos días. Por supuesto, no ocurre realmente de esa forma, la mayoría del movimiento se limita a la capa superior donde facilita el movimiento de agua. La funcionalidad adecuada de las capas inferiores de la cama de arena requiere que no se le perturbe, excepto por el movimiento suave y lento del agua a través de ella.

En otras palabras, en la cama de arena de un tanque de arrecife normal, existe la capacidad de tener una comunidad del sedimento con una población comparable a la de los sistemas naturales. Dicha cama también funciona como un sistema natural. Metaboliza y usa materiales orgánicos moviendo los materiales en exceso a través de cadenas alimenticias, permitiendo su exportación del sistema.

Sin embargo, no todo va a dejar el sistema y lo que queda también sigue el patrón visto en los sistemas naturales. Sólo unos pocos materiales gaseosos dejarán el sistema como subproductos de la respiración. Otros materiales solubles se acumularán en el agua del sistema y tienen que ser removidos por el skimmer. Otros más, particularmente los materiales tóxicos, tienden a concentrarse en los animales o ser precipitados como minerales insolubles por las bacterias. El movimiento lento de agua causado por la acción de los gusanos de la superficie bombea agua lentamente a las regiones anóxicas de la cama de arena. Aquí, las bacterias y la química se combinan para producir condiciones que resultan en la precipitación de muchos metáles pésados tóxicos como sulfuros e hidróxidos de hierro (Pincher, et al., 1999, 2000). Tales materiales se acumulan en el tanque con el tiempo, pero mientras los sedimentos permanezcan anóxicos, esos venenos están "bajo llave" y se les puede considerar "seguros."

Conclusión:

Con simplemente instalar una cama de arena profunda y mantenerla con la adecuada diversidad y mezcla de animales, los acuaristas de arrecife pueden facilitar el uso de los nutrientes extra resultantes de la alimentación normal. Esas camas, lenta, pero eficientemente, también detoxifican metales traza tóxicos. Las grandes poblaciones de animales del sedimento también transfieren nutrimentos de regreso desde la cama de arena a organismos como corales corales blandos por la acción de mover los sedimentos y agua que genera particulados bacterianos en la masa de agua del tanque. Finalmente, todos estos pequeños animales se reproducen y transfieren el exceso de nutrimentos desde los sedimentos a la masa de agua en la forma de larvas y productos de la reproducción.

Referencias citadas:

Un listado de un par de cientos de otras referencias detallando los sedimentos y las interacciones sedimentos'organismos se puede hallar en: http://www.rshimek.com/reef/sediment_ref.htm

Hamner, W. M., M. S. Jones, J. H. Carleton, I. R. Hauri, and D. McB. Williams. 1988.
Zooplankton, planktivorous fish, and water currents on a windward reef face, Great Barrier Reef, Australia. Bulletin of Marine Science. 42: 459-479.

Holme, N.A. and A.D. McIntyre, eds. 1984. Methods for the study of marine benthos. IBP Handbook no. 16, 2nd. ed. Blackwell Scientific Publications. Oxford. 387 pp.

Odum, H. P. and E. P. Odum. 1955. Tropic structure and productivity of a windward coral reef community on Eniwetok Atoll. Ecological Monographs. 25:291-320.

Pichler, T., J. Veizer and G. E. M. Hall. 1999. Natural input of arsenic into a coral-reef ecosystem by hydrothermal fluids and its removal by Fe(III) oxyhydroxides. Environmental Science and Technology. 33:1373-1378.

Pichler, T., J. M. Heikoop, M. J. Risk, J. Veizer and I. L. Campbell. 2000. Hydrothermal effects on isotope and trace element records in modern reef corals: A study of Porites lobata from Tutum Bay, Ambitle Island, Papua New Guinea. Palaios. 15:225-234.