Аквариум представляет собой замкнутую биологическую систему, в состав которой входят все находящиеся в нем животные и растения. В воде аквариума беспрерывно протекают биологические и химические процессы; особенно интенсивно биологические процессы проходят во вновь налаженном аквариуме со свежей водой и неустоявшимся комплексом животных и растений, осуществляющих переработку продуктов, появляющихся в результате жизнедеятельности организмов.

Внешне эти процессы часто проявляются в том, что вода мутнеет. Неопытный аквариумист пытается исправить положение тем, что меняет воду. Однако вода часто вновь мутнеет. Для того чтобы вода в аквариуме долгое время оставалась чистой и прозрачной, а рыбы чувствовали себя в ней хорошо, нужно, чтобы в аквариуме установилось биологическое "равновесие" – состояние, при котором в результате биологической и химической обработки продукты жизнедеятельности животных и растений, а также остатки пищи успевают разрушиться и усвоиться, не принеся вреда основному населению аквариума – рыбам. В каждом аквариуме устанавливается свое биологическое "равновесие", зависящее как от объема сосуда, так и от количественного и качественного состава животных и растений; зависит оно и от физических и химических условий в данном аквариуме.

Естественно, что "равновесие" в аквариуме активно поддерживается аквариумистом: он кормит рыбу, удаляет отбросы и чересчур разросшиеся растения, доливает испарившуюся воду или при надобности подменяет часть ее. Чем больше объем сосуда и меньше колебания физических и химических показателей воды в нем, тем легче установить и поддерживать "равновесие".

Для более быстрого установления биологического "равновесия" во вновь налаженный аквариум очень полезно добавить воды из "старого" аквариума, а еще лучше помимо воды – немного грунта. Таким образом будет внесен готовый комплекс микроорганизмов, играющих важную роль в жизни аквариума. Об установлении биологического "равновесия" можно судить по прозрачности воды и по поведению рыб.

В биологических процессах, происходящих в воде аквариума, принимают участие все животные и растения, находящиеся в нем, но значимость их далеко не равноценна. Здесь будут указаны лишь главнейшие звенья взаимодействия внутри замкнутой биологической системы аквариума.

Важную роль и этих процессах играют бактерии и водные растения. Бактерии разлагают различные животные и растительные остатки и переводят их в состояние, пригодное для усвоения растениями.

Устраивая аквариум, обычно одновременно бессознательно создают условия, благоприятные для жизнедеятельности бактерий. В противном случае биологическое "равновесие" не устанавливается или нарушается. В связи с этим особенно важную роль в аквариуме играет грунт, так как именно здесь концентрируется основная масса микроорганизмов, исчисляемая миллионами на 1 г грунта. Бактерии переносятся с воздухом, поэтому обычно они вскоре же в достаточном количестве размножаются во вновь налаживаемом аквариуме. Однако лучших результатов можно добиться при внесении в грунт небольшого количества ила из аквариума с хорошо налаженным биологическим "равновесием" и соответственно готовым комплексом бактерий.

Растения в процессе роста и развития поглощают продукты жизнедеятельности бактерий и тем самым очищают воду. Помимо этого, как уже указывалось, растения усваивают углекислый газ из воды и выделяют кислород, необходимый для всех живых организмов, населяющих аквариум. В общем можно считать, что более активны в этом отношении те растения, которые быстрее растут и развиваются. Одновременно это связано с потребностью световой энергии: у светолюбивых растений более активны обмен веществ, рост и развитие. Таким образом, наиболее биологически активны растения, плавающие на поверхности ив толще воды. Растения, укореняющиеся в грунте, значительно менее активны. Есть и другие организмы, играющие более или менее значительную роль в биологической обработке воды.

Моллюски, поедая экскременты, остатки пищи и растения, переводят их в состояние, более доступное для дальнейшей обработки бактериями. Опыт показывает, что наличие моллюсков в аквариуме вовсе не является обязательным фактором в установлении и поддержании биологического "равновесия", однако возможно, что в тех аквариумах, где требуется мягкая вода, моллюски приносят пользу, переводя кальций в нерастворимое состояние. Известно, что даже в очень долго стоящих аквариумах, куда периодически добавляется взамен испарившейся несмягченная вода, часто не наблюдается сколько-нибудь заметного повышения жесткости воды.

Вода, простоявшая в аквариуме в течение длительного периода, приобретает совершенно особые свойства. Такая вода Н.Ф.Золотницким была названа "старой". По его мнению, она обладает дезинфицирующими свойствами; соответственно с этим Золотницкий рекомендовал заболевших рыб помещать в аквариум с такой водой.

И действительно, вода, длительное время находящаяся в аквариуме, становится мягкой; благодаря биологической переработке различных органических веществ в ней образуются гуминовые кислоты и накапливается большое количество других соединений. Таким образом, здесь создаются условия, неблагоприятные для жизни и развития многих болезнетворных организмов. Надо сказать, что эти же условия неблагоприятны и для многих рыб, особенно для таких, жизнь которых протекает в водах, богатых кислородом, с нейтральной или щелочной реакцией и отличающихся большой жесткостью. Таким рыбам обычно приходится более или менее часто подменивать воду; в противоположность этому в "старой" воде прекрасно живут рыбы из водоемов со стоячей или медленно текущей водой, с грунтом, не содержащим кальция.

В большинстве случаев в грунте аквариумов можно обнаружить массу голых и раковинных амеб. Амебы питаются водорослями и мелкими частицами органических остатков различного происхождения, давая таким образом пищу бактериям, в то же время они поедают и самих бактерий.

В периоды массового размножения бактерий в аквариуме одновременно размножаются и пожирающие их инфузории различных видов. Обычно в аквариумах наиболее распространены различные виды парамеций, нередко хорошо видные даже невооруженным глазом.

Иногда в аквариум попадают и при благоприятных условиях размножаются различные виды стилонихий и сидячих инфузорий. В аквариумах с икрой и личинками рыб большинства видов присутствие инфузорий нежелательно. В аквариумах для содержания рыб они уничтожают избыток бактерий.

На стеклах аквариума и на растениях часто можно обнаружить животных, ведущих сидячий образ жизни и образующих колонии различной формы. Это мшанки, чаще всего ползучие; они выживают и размножаются только в исключительно благоприятных условиях при наличии чистой воды и достаточного количества кислорода. Их наличие в аквариуме служит показателем полного благополучия всех условий, кроме температурных, к которым они мало чувствительны. Количество поглощаемой мшанками пищи незначительно и в основном ограничивается инфузориями. Вреда они не приносят.