Hvad er Winogradsky kolonnen og hvad er det til?

den Winogradsky kolonne Det er et apparat der anvendes til dyrkning af forskellige typer mikroorganismer. Det blev skabt af den russiske mikrobiolog Sergei Winogradsky. Væksten af ​​mikroorganismer vil være i stratificeret form langs søjlen.

Stratificering udføres på baggrund af nærings- og miljøkravene for hver gruppe af organismer. Til dette leveres forskellige typer næringsstoffer og energikilder til enheden.

Søjlen er et beriget kulturmedium, hvor mikroorganismer fra forskellige grupper vil vokse. Efter en modningstid, der kan vare mellem flere uger og flere måneder, vil disse mikroorganismer blive anbragt i specifikke mikrohabitater.

De oprettede mikrohabitater vil afhænge af det anvendte materiale og sammenhænge mellem de organismer, der udvikler sig.

indeks

• 1 Hvem var Sergey Winogradsky?
• 2 Hvad er Winogradsky kolonnen??
• 3 Hvad sker der i kolonnen?
• 4 Zonering af Winogradsky søjle
  • 4.1 Anaerob zone
  • 4.2 Aerobic zone
• 5 anvendelser
• 6 referencer

Hvem var Sergei Winogradsky?

Sergey Winogradsky (1856-1953), skaberen af ​​den kolonne, der bærer hans navn, var en russisk mikrobiolog født i Kiev, den nuværende hovedstad i Ukraine. Ud over mikrobiologen var han også ekspert i økologi og jordundersøgelse.

Hans arbejde med mikroorganismer afhængig af svovl og de biogeokemiske kvælstofprocesser gav ham stor anerkendelse. Han beskrev mange nye mikroorganismer, blandt dem slægten Nitrosomonas og nitrobacter. Han var også opdageren af ​​kemosyntese.

Blandt de mange anerkendelser, som denne mikrobiolog har modtaget, hedder han et æresmedlem i Moskva Naturvidenskabelige Samfund.

Han var også medlem af det franske videnskabsakademi. Han modtog i 1935 Leeuwenhoek-medaljen, anerkendelse af det kongelige hollandske kunstakademi. Han blev inviteret af Louis Pasteur selv som chef for mikrobiologi i Pasteur-instituttet.

Hvad er Winogradsky kolonnen??

Denne enhed er ikke mere end en cylinder af glas eller plast indeholdende forskellige materialer. Cylinderen er fyldt til en tredjedel af sin kapacitet med mudder eller mudderig i organisk materiale.

Derefter tilsættes cellulose og ethvert andet organisk stof, der vil tjene som en kilde til organisk carbon. Calciumsulfat tilsættes som en kilde til svovl, og calciumcarbonat tilsættes for at opretholde pH-balancen. Kolonnen er færdig med vand fra en flod, sø, brønd osv..

Enheden skal derefter modne eller inkuberes under sollys eller kunstigt lys i en periode på få uger til et par måneder. Efter denne tid er kolonnen stabiliseret og veldefinerede mikrohabitater etableret. I hver mikrohabitat vil specifikke mikroorganismer blive udviklet i overensstemmelse med deres særlige krav.

Hvad sker der i kolonnen?

De første mikroorganismer, der koloniserer søjlen, begynder at anvende kolonneelementerne og frigive gasser og andre stoffer, som vil hæmme eller favorisere udviklingen af ​​andre arter.

Når tiden går, vil aktiviteten af ​​mikroorganismer og abiotiske processer producere kemiske og miljømæssige gradienter langs kolonnen. Takket være dette vil der blive genereret forskellige nicher for mikrobiel vækst.

Ved at lade denne søjle vokse eller inkuberes under sollys eller kunstigt lys i uger eller måneder, dannes oxygen- og sulfidgradienter.

Dette giver mulighed for udvikling af et struktureret mikrobielt økosystem med en lang række mikrohabitater. På denne måde produceres alle processer, der tillader vedligeholdelse af næringscykler i søjlen.

Den øverste del af søjlen, der kommer i kontakt med luften, vil være den rigeste i ilt, som langsomt vil diffundere nedad.

Parallelt vil de produkter, der frembringes i den nedre del af søjlen, produkt af nedbrydning af cellulose og hydrogensulfid diffunde vertikalt opad.

Winogradsky kolonne zonering

Anaerob zone

Generering og diffusion af mikrobielle metabolitter på grund af de forskellige kemiske gradienter opstår en fordeling af grupper af organismer i henhold til deres krav.

Denne fordeling svarer til den, der er etableret i naturen. På denne måde simulerer Winogradsky-kolonnen den vertikale mikrobielle fordeling, der findes blandt søer, laguner.

Den nederste del af søjlen er fuldstændig fri for ilt og er i stedet rig på hydrogensulfid. På dette område er anaerobe bakterier som f.eks Clostridium Nedbryd cellulose. Produkt af denne nedbrydning organiske syrer, alkoholer og hydrogen opnås.

De metabolitter produceret af Clostridium tjene som et substrat for sulfatreducerende arter, for eksempel Desulfovibrio. Disse bruger i sin tur sulfater eller andre former for delvis oxideret svovl.

Som et slutprodukt frigiver de hydrogensulfid og er ansvarlige for de høje koncentrationer af den pågældende gas i bunden af ​​søjlen.

Tilstedeværelsen af ​​sulfatreducerende bakterier i søjlen er vist som mørke områder ved bunden af ​​søjlen. Over det basale bånd optræder to bånd af lav dybde, med arter der bruger det hydrogensulfid, der produceres i underbåndet. Disse to bands domineres af anaerobe fotosyntetiske bakterier.

Den mest basale af disse bånd indeholder de grønne svovlbakterier (Chlorobium). Det næste band domineres af de lilla svovlbakterier i slægten Cromatium. I nærheden af ​​disse bands forekommer bakterier, der reducerer jern, som f.eks Gallionella,  Bacillus eller Pseudomonas.

Aerobic område

Lidt længere op i søjlen begynder ilt at forekomme, men i meget lave koncentrationer. Dette område kaldes microaerophilic.

Her, bakterier som Rhodospirillum og Rhodopseudomonas drage fordel af den beskedne ilt, der er til rådighed. Hydrogen sulfid hæmmer udviklingen af ​​disse mikroaerofile bakterier.

Den aerobic zone er opdelt i to lag:

• De mest basale af dem, repræsenteret af mudder-vandgrænsefladen.
• Den yderste zone er dannet af vandkolonnen.

I slam-vand-grænsefladen er bakterier af slægter som f.eks Beggiatoa og Thiothrix. Disse bakterier kan oxidere svovl fra de nedre lag.

Vandsøjlen, derimod, koloniseres af en stor mangfoldighed af organismer, herunder cyanobakterier, svampe og diatomer.

applikationer

-Kolonnen i Winogradsky har flere anvendelser, blandt de hyppigste er:

-Undersøg mikrobielle metaboliske mangfoldighed.

-Undersøg økologiske successioner.

-Berigelse eller isolering af nye bakterier.

-Bioremedieringsassays.

-Generering af biohydrogen.

-Undersøg indflydelsen af ​​miljøfaktorer på den mikrobielle struktur og samfundsdynamik og tilhørende bakteriofager.

referencer

1. DC Anderson, R.V. Hairston (1999). Winogradsky-kolonnen og biofilm: modeller til undervisning af næringscykler og successioner i et økosystem. Den amerikanske biologi lærer.
2. D. J. Esteban, B. Hysa, C. Bartow-McKenney (2015). Temporal og rumlig fordeling af det mikrobielle samfund af Winogradsky kolonner. PLOS ONE.
3. J. P. López (2008). Winogradsky-kolonnen. Et eksempel på grundlæggende mikrobiologi i et gymnasium. Eureka Magazine om Undervisning og Formidling af Videnskab.
4. Sergei Winogradsky I Wikipedia. Hentet fra en.wikipedia.org.
5. M.L. fra Sousa, P.B. de Moraes, P.R.M. Lopes, R.N. Montagnolli, D.F. de Angelis, E.D. Bidoia (2012). Tekstilfarvestof behandles fotoelektrolytisk og overvåges af Winogradsky-søjler. Environmental Engineering Science.
6. Winogradsky kolonne. I Wikipedia. Hentet fra en.wikipedia.org.