Jod w akwarium morskim – Lać czy nie lać?
[fb_button]
Rozwój przemysłu akwarystycznego w ostatnich latach zaowocował łatwym dostępem do ogromnej liczby suplementów chemicznych. Zaawansowana akwarystyka już nie opiera się tylko na regularnych podmianach na jednej z kilku dostępnych soli. Dzisiaj akwarysta może samodzielnie kontrolować nie tylko podstawowe parametry wody np. alkaliczność, poziom wapnia czy magnezu, ale również takie jak jod, potas, brom czy wiele innych.
Niedawno pisaliśmy o potasie. Dzisiaj przyjrzymy się funkcji, jaką pełni jod w akwarium morskim oraz w naturalnym środowisku morskim. Jod, to chyba jedyny suplement, który tak dzieli społeczność akwarystów morskich. Jedna grupa kategorycznie odradza dozowania jodu, druga grupa dozuje go i nie widzi żadnych problemów. Kto więc ma rację? Czytajcie poniżej.
Proszę państwa oto Jod.
Jod to bardzo interesujący pierwiastek. Należy do fluorowców, jednak w temperaturze pokojowej jest ciałem stałym o połyskliwym, niebiesko-czarnym kolorze. Dopiero podgrzany sublimuje dając fioletowe opary (stąd jego nazwa – ioeides po grecku oznacza „fioletowy”). Trudno rozpuszcza się w czystej wodzie. Lepiej w rozpuszczalnikach organicznych np. w alkoholu. Jest pierwiastkiem dość aktywnym i łatwo reaguje z metalami. Reaguje nawet z azotem dając jodek azotu. Tworzy również liczne związki organiczne. Jod występuje w postaci jedno-, trój-, pięcio- i siedmiowartościowej. To daje olbrzymią różnorodność związków tego pierwiastka.
Wśród akwarystów panuje przekonanie, że jod podkreśla kolor niebieski korali. (źródło: http://reefbuilders.com/2008/09/03/guide-of-sps-coral-coloration-make-them-more-vivid-bright/)
Nie inaczej jest w środowisku morskim, w którym występuje w najczęściej w czterech postaciach:
– jod – I2
– jodki – I–
-jodany – IO3–
-formy organiczne jodu
Dla zwykłego akwarysty nie jest to dobra wiadomość. Po pierwsze te cztery grupy związków jodu różnią się dość znacznie toksycznością, zapotrzebowaniem na nie oraz sposobami suplementacji. Samo to jeszcze nie jest problemem. Problemem jest to, że w domowych warunkach nie istnieje wiarygodny test na poziom jodu w wodzie morskiej dający możliwość rozróżniania poszczególnych form. Dostępne testy, albo nie uwzględniają całego jodu, albo podają niedokładny wynik.
Biorąc pod uwagę, że niektóre formy jodu są znacznie bardziej toksyczne od innych to nawet mając wynik całkowitego jodu w normie, nie wiemy czy nie zbliżamy się do poziomu toksycznego jednej z form jodu.
Jod w morzach
Całkowity poziom jodu w morzach to około 0,06mg/L i jak pisałem wyżej występuje w czterech postaciach. Jednak najczęściej występujące formy jodu występujące w wodach morskich to jodki i jodany. Poziom jodu jodkowego w NSW waha się od 0,01-0,02mg/L, a jodu jodanowego 0,04 – 0,06mg/L.
Formy organiczne jodu są dopiero odkrywane, ale już wiadomo, że w niektórych miejscach, poziom jodu organicznego stanowi 40% całego jodu.
Krewetki potrzebują jodu w diecie dla zdrowego metabolizmu (http://www.taenos.com/en/fish-and-coral/photo/159/lysmata_amboinensis/)
Jod, mimo swojej relatywnie niewielkiej ilości, w jakiej występuje w morzach, jest pierwiastkiem niezbędnym do życia. I w zasadzie wszystkie organizmy morskie wymagają jego obecności. Największe stężenia jodu znaleziono w morskich makroglonach. W niektórych gatunkach jod stanowił 1% zawartości suchej masy glonów. Doświadczenia przeprowadzone na glonach spaghetti oraz Caulerpa racemosa wyraźnie wykazały, że jod może stymulować wzrost glonów. Kto wie, może wydajność refugium nie zależy tylko od azotanów i fosforanów, ale również od zawartości jodu w wodzie?
Również osłonice i gąbki zawierają sporo jodu organicznego. Inne badania wykazały, że również niektóre gatunki korali w swoich tkankach kumulują wysokie stężenia jodu. Należy do ich wiele gorgonii, ale również korale z rzędu Antipatharia, u których poziom jodu może sięgać nawet ponad 20% suchej masy. Ron Shimek badał zawartość jodu w Xenii wykazując stężenia rzędu 1350ppm w suchej masie
Akwaryści często wspominają też, o krewetkach, często uzależniając prawidłową budowę ich pancerzyków i proces linienia od odpowiednich poziomów jodu w wodzie. Tu jednak badania raczej wskazują, że większe znaczenie ma pobieranie jodu w z pokarmem (jod organiczny), niż wchłanianie go z kolumny wody. Dotarłem również do niesprawdzonych informacji, że nadmiar jodu, owszem, powoduje, że krewetki chętniej zrzucają pancerzyki, ale podobno robią to, dlatego że nadmiar jodu wchłonięty przez pancerz jest dla nich drażniący, więc przechodzą przyspieszoną wylinkę po to, aby się pozbyć drażniącego je pancerza. Tak jak pisałem, nie znalazłem naukowych źródeł tej tezy, co nie znaczy, że teza jest błędna.
Jak widać jod jest potrzebny wielu podwodnym zwierzętom. Niestety tu dochodzimy do granic naszej wiedzy. O ile dość łatwo jest sprawdzić zawartość jodu w tkankach zwierząt, o tyle naukowcy mają wiele kłopotów z wyjaśnieniem biologicznych zastosowań jodu przez organizmy morskie. Wiemy, że dużo rolę odgrywają jodo- aminokwasy, oraz odmiany hormonów zawierających jod, jednak daleko nam do stwierdzenia, że znamy wszystkie procesy biologiczne oparte na jodzie.
I to już jest kolejna zła wiadomość dla akwarystów. Mimo to, wielu z nich kropelkuje preparaty zawierające jod. Głównie tyczy się to akwarystów, którzy trzymają w swoich zbiornikach korale SPS.
Dostępność jodu w handlu.
Dostępność różnych preparatów powoduje, że akwarysta może mieć problem z wyborem odpowiedniego suplementu. Co możemy znaleźć na sklepowych półkach?
– Jodek potasu – KI – to białawy proszek o doskonałej rozpuszczalności w wodzie. W akwarium stanowi nie tylko źródło jodu, ale i potasu. Dawniej stosowany, jako lek wykrztuśny.
– Jodek sodu – NaI – podobnie jak jodek potasu występuje w postaci białego proszku bardzo dobrze rozpuszczającego się w wodzie. Zostawiony na dłużej brązowieje na skutek uwalniania się jodu cząsteczkowego I2.
– Jodyna – jako, że jod generalnie słabo rozpuszcza się w wodzie, za to dobrze w rozpuszczalnikach organicznych, to wymyślono jodynę, czyli alkoholowy (etanol) roztwór jodu stabilizowany jodkiem potasu. W zależności od receptury, taki roztwór może zawierać od 2-10% jodu. Na nasze potrzeby jest jednak zbyt stężony, dlatego przed podaniem należy go rozcieńczyć 10-20 razy. Jodyna ma silne właściwości dezynfekujące, i to nie tylko ze względu na alkohol, ale właśnie głównie przez zawartość jodu, który w jodynie występuje w postaci jonu I3–. Jodyna, jest najmniej pożądaną metodą suplementacji jodu w akwarium morskim. Jej zastosowanie natomiast sprawdza się w przypadku kąpieli dezynfekujących.
Płyn Lugola jest łatwy do kupienia w sklepach akwarystycznych.
– Płyn Lugola – mimo słabej rozpuszczalności jodu w wodzie istnieje możliwość tworzenia takich roztworów. Płyn Lugola to roztwór czystego jodu w jodku potasu, którego obecność zwiększa rozpuszczalność jodu w wodzie. W chemii nazywa się to solubilizacją. W medycynie Płyn Lugola stosowany jest od lat, jako preparat dezynfekujący, stosowany w niektórych chorobach tarczycy, oraz w chemii analitycznej do przeprowadzania tzw. prób jodowych. Jod w Płynie Lugola występuje w takiej samej formie jak w jodynie, czyli w postaci jonu trójjodkowego I3–. Płyn Lugola dostępny jest w kilku stężeniach, ale najczęściej występuje w formie 5% KI przy 10% I2 (procent masy).
– Gotowe preparaty – w handlu dostępne jest wiele gotowych preparatów. Najczęściej są to: jodek potasu lub płyn Lugola. Jod w formie jodków jest dość wrażliwy na światło, dlatego ważne jest, aby buteleczka była ciemnego koloru.
Po dodaniu do wody akwariowej, jodki dysocjują uwalniając jony K+ i Na+ oraz anion jodkowy I–. To właśnie anion jodkowy uważany jest za najbardziej pożądany przez organizmy żywe. Dr Marlin Atkinson, specjalista od biochemii raf koralowych wykazał, że z punktu widzenia organizmów rafowych, dużo lepszymi preparatami są te, które opierają się jodku potasu lub sodu.
Dodawanie preparatów zawierających I2 może stanowić poważniejszy problem. I2 poza tym ,że samo jest toksyczne, w wodzie powoli rozpada się do jodanów IO3– , które mogą kumulować się w systemie z wysokim poziomem azotanów. W komórkach organizmów fotosyntetyzujących istnieje enzym zwany reduktaza azotanów. Jeśli system nie jest obciążony azotanami, wtedy reduktaza azotanów redukuje jon IO3– to niegroźnych jodków I–. Jeśli jednak w wodzie są wyraźne poziomy azotanów wtedy reduktaza jest zużywana na ich redukcję pozostawiając kumulujące się jodany.
Toksyczność jodu
Jak to zwykle bywa coś, co w małych ilościach jest niezbędne, w dużych może stać się szkodliwe. Wszystkie trzy formy jodu mają różną toksyczność, choć w dużym stopniu zależy ona od konkretnego gatunku. Nie ma wątpliwości, że najbardziej toksyczny jest jod cząsteczkowy I2. Natomiast jodki, nawet w stężeniu 300.000 ppm (pół miliona razy więcej niż w wodzie morskiej) są tylko słabym dezynfektantem. Nie oznacza to jednak, że nie są szkodliwy dla innych zwierząt morskich. Badania z 1995 roku wykazały, że dawka jodu I2 LD50 (LD50 to dawka, przy której 50% populacji umiera) dla pstrąga tęczowego sięga prawie 1ppm, a dawka I– LD50 – 200ppm. Z kolei jodany – czyli jod siedmiowartościowy sa dla pstrąga najmniej toksyczny – dawka IO3– LD50 to 850ppm.
Inaczej toksyczność różnych form jodu wygląda dla dafni Daphnia magna, dla której jod jest dużo bardziej toksyczny. I2 oraz I– mają podobną toksyczność LD50 – 0,2ppm, natomiast IO3– LD50 jest powyżej 10ppm.
Niestety nie ma zbyt wielu badań na temat organizmów morskich. Akwaryści nie wiedzą dokładnie, jakie poziomy jodu mogą sprawiać problemy, zwłaszcza że jak starałem się pokazać, poziomy te dla różnych organizmów są rożne.
To lać ten jod czy nie? Podsumowanie
W tym temacie świat akwarystów jest podzielony. Najbardziej „renomowani” akwaryści jednoznacznie odradzają suplementację. Profesor Gregory A. Lewbart w swojej publikacji medycznej potwierdza znaczenie jodu dla bezkręgowców morskich jednocześnie zaznaczając, że podmiana wody na dobrej soli całkowicie wystarcza na uzupełnianie ubytków jodu. W podobnym tonie wypowiada się Dana Riddle twierdząc, że jod może mieć znaczenie w produkcji barwników fluorescencyjnych przez korale SPS, ale zdrowa dieta i regularne podmiany utrzymują jod na optymalnym poziomie. Doktor Ron Shimek z kolei kategorycznie odradza jakąkolwiek suplementację jodu, dodatkowo stwierdzając, że wbrew ogólnie przyjętej opinii Xenia sp nie potrzebuje dodatkowego dozowania jodu do życia. Delbeek i Sprung w publikacji z 1994 roku, co prawda nie wypowiadają się na temat suplementacji, ale sugerują wpływ tego pierwiastka na wybarwienie korali. I to nie jako czynnik podkreślający barwę niebieską korali, ale jako substancję wpływającą na inne barwniki ochronne korali. Randy Holmes-Farley mimo, że sam kiedyś dozował jod, twierdzi, że nie widział istotnych różnic i dzisiaj również kategorycznie odradza jego dozowanie
Niestety dostępne testy domowe nie są zbyt dokładne.
Wszyscy zgodnie twierdzą, że jeśli przez korale ewoluowały w wodzie o zawartości jodu około 0,06mg/L to nierozsądne jest podbijanie go powyżej tego poziomu, kiedy cała biochemia organizmów morskich opiera się właśnie o stężenie naturalne.
Kolosalnym utrudnieniem dla akwarystów jest brak dokładnego testu na poziom jodu. Te dostępne w sprzedaży są skomplikowane i albo nie liczą jodu ogólnego, albo go liczą niedokładnie. Poza tym biorąc pod uwagę fakt, że różne formy jodu maja różną toksyczność dla różnych zwierząt może się okazać, że suplementacja jodu jest jak rosyjska ruletka. Każda kolejna kropla może choć nie musi, załamać system.
Teoretycznie jednak istnieje sytuacja, która mogłaby usprawiedliwiać dozowanie jodu. Jest nią bujne refugium z dużą ilością makroglonów, które jak pisałem wyżej wyciągają duże ilości tego pierwiastka z wody. Ciągle jednak nie wiemy ile dozować, bo przecież nie ma wiarygodnych testów akwarystycznych… a jak pisze Randy Holmes-Farley nawet ICP nie radzi sobie z dokładnym oznaczeniem jodu.
I jeszcze jedna uwaga na koniec. Jeśli już decydujecie się na dozowanie jodu to zdrowiej będzie stosować preparaty z jodkiem potasu – niż płyn Lugola, który zawiera najbardziej niezdrową dla akwarium formę jodu, czyli I2. Może ona już przy niewielkich przekroczeniach zabić pożyteczną florę bakteryjną, a to jak wiemy oznacza katastrofę w akwarium. Jeśli więc dozujemy jod to bezpieczniej będzie stosować bezbarwne suplementy (z jodkiem potasu) niż te ciemno brązowe zawierające potencjalnie niebezpieczny jod.
[fb_button]
Bibliografia:
http://www.reefkeeping.com/issues/2007-04/rhf/index.php#17
https://pl.wikipedia.org/wiki/P%C5%82yn_Lugola
http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF00212499
http://www.advancedaquarist.com/2007/2/aafeature
http://onlinelibrary.wiley.com/book/10.1002/9780470960806
http://dtplankton.com/articles2
http://www.advancedaquarist.com/2003/3/chemistry
http://www.reefs.org/library/article/e_edelman2.html
https://pl.wikipedia.org/wiki/Jod