הביולוגיה של הצמחים 

אקווריום או בריכת הנוי שלנו הינם ביוטופ אשר בו אנו מעוניינים "לחקות" את התנאים בטבע. על מנת להצליח לגדל צמחים, אשר בטבע מגיעים מסביבה אחרת לגמרי, בסביבה טבעית הזרה לו, בביתנו -יש צורך להבין תהליכים המתרחשים בצמח וכך נדע להיטיב עימו את התנאים בסביבתו החדשה.

הייחוד אשר בצמחים, להבדיל משאר האורגניזמים על פני כדור-הארץ, הינו יכולתם של הצמחים לייצר מחומרים אביוטיים (פחמן דו-חמצני, מים ואור)– חומרים ביוטיים (תרכובת גלוקוז). בחישוב הכללי, הצמחים מייצרים יותר חומרים ביוטיים מאשר צורכים. לכן, הצמחים (נקראים גם "יצרנים") הם בסיס פירמידת המזון בכדור הארץ. מהצמחים ניזונים בעלי החיים אוכלי הצמחים (הנקראים "צרכן ראשוני"), ומהם ניזונים בעלי החיים הטורפים (הנקראים "צרכן שניוני").

תהליך ה"הטמעה" (פוטוסינתזה)

כאמור , הייחוד בצמחים, להבדיל משאר החיים בכדור הארץ, הוא יכולתם של הצמחים לייצר אנרגיה מתרכובות אנ-אורגניות: פחמן דו-חמצני (CO2), תאורה, ומים (H2O). תהליך הפקת האנרגיה מתבצע באברון הכלורופלסט. הכלורופלסט מכיל פיגמנט (לרוב - ירוק) אשר לוכד את אנרגיית האור. התא משתמש באנרגיית האור על-מנת לבקע את המים לחמצן ומימן. בסופו של התהליך, נוצרת תרכובת סוכר הנקראת גלוקוז.

הגלוקוז הוא חד סוכר המיוצר כחומר הזנה אנרגטי וזמין לצמחים. בעזרת תרכובת זו, מיצר הצמח אנרגיה תאית. הבעיה עם הגלוקוז היא אחרת: הגלוקוז מסיס במים. במידה והתא יחזיק בו בצורה זו למשך זמן ארוך מבלי להשתמש בו, התרכובת תתמוסס ותברח מהתא. לכן, ממיר הצמח את התרכובת מגלוקוז (חד-סוכר) לעמילן (רב-סוכר). העמילן אינו מסיס במים ולכן ניתן לאגור אותו לזמן ארוך יותר. את העמילן אוגר הצמח בשורשים בעיקר.

תוך כדי תהליך יצור הגלוקוז נפלטים מהתא מולקולות חמצן.

גורמים המשפיעים על תהליך הפוטוסינתזה:

תאורה

כאמור, תהליך הפוטוסינתזה מתרחש אך ורק בשעות תאורה לאקווריום. לכן, בשעות הלילה התהליך נפסק. עוצמת התאורה היא גורם חשוב אשר משפיע רבות על תהליך הפוטוסינתזה.

למרות חשיבותו של תהליך הפוטוסינתזה במחזור חייו של הצמח, יש לווסת את התהליך על מנת למנוע פגיעה בצמח (כן, גם יותר מדי פוטוסינתזה זה לא טוב). בטבע, רוב הצמחים הטרופיים נחשפים ל-12 שעות הארה ביום. אקווריום צמחיה בעל תנאים סבירים, מומלץ להאיר את האקווריום בין 8 ל-10 שעות.

פחמן דו-חמצני

הצמחים משתמשים בפחמן הדו חמצני הנמצא במים כחלק מתהליך הפקת האנרגיה. הפחמן הדו חמצני מגיע אל המים על ידי תהליך הנשימה אשר מתבצע אצל כל היצורים החיים (במהלכו נושמים היצורים החיים חמצן ופולטים פחמן דו חמצני ובכללם דגים).

בטבע, לא כל האזורים בכדור הארץ מכילים תנאים אופטימאליים מבחינת רמת פד'ח (פחמן דו חמצני) במים. למרות זאת, עדיין צמחים צריכים פד'ח על מנת ליצר אנרגיה ולהתקיים. משום כך, פיתחו הצמחים העמידים יותר מגוון שיטות המאפשרות להם להפיק את מירב הפד'ח מהסביבה. דוגמא לצמח המפיק ביעילות פחמן מהסביבה היא ה"ווליסנריה". ה"ווליסנריה" מסוגלת להתקיים גם בסביבה המכילה רמות נמוכות מאוד של פד'ח.

ישנם צמחים עדינים יותר הדורשים כמות גבוהה של פחמן דו חמצני. לרוב, צמחים אלה יתקיימו בצורה אופטימאלית במים רכים (מים המכילים כמות נמוכה של מינרלים). הסיבה לכך היא שכאשר נרצה למוסס פד'ח במים קשים (רוויים במינרלים), הפד'ח יקשר מייד למינרלים ולא למולקולות המים. לא כל הצמחים יודעים לנצל את הפד'ח כאשר הוא קשור למינרלים. ולכן, במצב כזה, צמחים עדינים יחושו במחסור בפחמן דו חמצני זמין. על מנת לפתור קושי זה ובכל זאת לשתול צמחים עדינים במיוחד, יש להשתמש במערכת אוסמוזה אשר תהפוך את המים לרכים.

חומרי הזנה

על מנת לקלוט את אור השמש, מייצר הצמח פיגמנט, לרוב- כלורופיל. הכלורופיל נמצא בכלורופלסט והוא זה המקנה לצמחים את הצבע הירוק. על מנת ליצר את הכלורופיל, על הצמח לקלוט מהסביבה את החומרים הבאים: מגנזיום (Mg), אשלגן (K), ברזל (Fe) וחנקן (N).

את החומרים הללו, קולט הצמח מ-

• מצע- החומרים נקלטים בשורשים ומשונעים לחלקי הצמח השונים.
• דישון נוזלי- כתוספת למצע, אנו מוסיפים דישון נוזלי על מנת להשלים את החוסרים ולספק לצמח את כל החומרים הדרושים לו על מנת להיפתח. את הדישון הנוזלי מוסיפים לאקווריום אחת לשבוע.

במידה שאחד מחומרים אלה יחסר, נבחין תוך ימים ספורים בדעיכה בצבעו של הצמח.

תהליך הנשימה

תהליך הנשימה מתרחש בתאי כל היצורים החיים בכדור הארץ ובכללם, תאי הצמח. בתהליך הנשימה מייצר הצמח אנרגיה תאית. באנרגיה זו, משתמש התא לצורך התפתחות והתרבות.

בתהליך הנשימה התאית, צורך התא חמצן וגלוקוז (אותו הגלוקוז המיוצר בתהליך הפוטוסינתזה). התוצרים של תהליך זה הינם פחמן דו חמצני ואנרגיה. את הפחמן הדו חמצני פולט הצמח לסביבתו.

להבדיל מתהליך הפוטוסינתזה, אשר מתקיים בשעות האור בלבד, תהליך הנשימה התאית מתבצע 24 שעות ביממה. לכן, יש חשיבות עליונה לשמירה על רמות חמצון מספיקות של המים בכל שעות היום.

במשך שעות התאורה לא צפוי מחסור בחמצן כיוון שהצמח מיצר בפוטוסינתזה יותר חמצן מאשר צורך. עלינו לזכור שבאקווריום חיים מושבות של מיליארדי חיידקים "טובים" אשר גם הם מבצעים תהליך נשימה. חיידקים אלה הם הצרכנים הגדולים ביותר של חמצן באקווריום .משום כך, בשעות שבהן התאורה באקווריום כבויה, יש להפעיל משאבת אוויר על מנת להבטיח חמצון מספיק של המים.