Hvad er Winogradsky-søjlen, og hvad er den til?

4035
Abraham McLaughlin

Det Winogradsky-søjlen Det er et apparat, der bruges til dyrkning af forskellige typer mikroorganismer. Det blev oprettet af den russiske mikrobiolog Sergei Winogradsky. Væksten af ​​mikroorganismer stratificeres i hele søjlen.

Stratificering udføres baseret på ernæringsmæssige og miljømæssige krav for hver gruppe af organismer. Til dette leveres forskellige typer næringsstoffer og energikilder til enheden..

Winogradsky-søjlen. Taget og redigeret fra: UPVD-BioEcoL3-2010 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) eller GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl. html)], fra Wikimedia Commons.

Søjlen er et beriget dyrkningsmedium, hvor mikroorganismer fra forskellige grupper vil vokse. Efter en modningsperiode, der kan vare mellem flere uger og flere måneder, bliver disse mikroorganismer tilgængelige i specifikke mikrohabitater.

De oprettede mikrohabitater afhænger af det anvendte materiale og indbyrdes forhold mellem de organismer, der udvikler sig.

Artikelindeks

  • 1 Hvem var Sergei Winogradsky?
  • 2 Hvad er Winogradsky-søjlen?
  • 3 Hvad sker der i kolonnen?
  • 4 Inddeling af Winogradsky-søjlen
    • 4.1 Anaerob zone
    • 4.2 Aerob zone
  • 5 anvendelser
  • 6 Referencer

Hvem var Sergei Winogradsky?

Sergei Winogradsky (1856-1953), skaberen af ​​søjlen, der bærer hans navn, var en russisk mikrobiolog født i Kiev, nu Ukraines hovedstad. Ud over at være mikrobiolog var han også ekspert i økologi og jordstudier.

Hans arbejde med svovlafhængige mikroorganismer og kvælstofbiokemiske processer gav ham stor anerkendelse. Han beskrev mange nye mikroorganismer, herunder slægterne Nitrosomon Y Nitrobacter. Han var også opdageren af ​​kemosyntese.

Blandt de mange anerkendelser, som denne mikrobiolog har modtaget, bliver de udnævnt til æresmedlem af Moscow Society of Natural Sciences..

Han var også medlem af det franske videnskabsakademi. I 1935 modtog han Leeuwenhoek-medaljen, en anerkendelse udstedt af Royal Dutch Academy of Arts and Sciences. Han blev inviteret af Louis Pasteur selv til at være chef for mikrobiologi ved Pasteur Institute.

Hvad er Winogradsky-søjlen?

Denne enhed er intet andet end en glas- eller plastcylinder, der indeholder forskellige materialer. Cylinderen fyldes til en tredjedel af sin kapacitet med slam eller mudder rig på organisk materiale.

Derefter tilsættes cellulose og ethvert andet organisk materiale, som vil tjene som kilde til organisk kulstof. Som en svovlkilde tilsættes calciumsulfat, og calciumcarbonat tilsættes for at opretholde pH-balancen. Søjlen suppleres med vand fra en flod, sø, brønd osv..

Enheden skal derefter modnes eller inkuberes i sollys eller kunstigt lys i en periode på et par uger til et par måneder. Efter denne tid stabiliseres rygsøjlen, og veldefinerede mikrohabitater etableres. Specifikke mikroorganismer udvikles i hvert mikrohabitat i henhold til deres særlige krav..

Hvad sker der i rygsøjlen??

De første mikroorganismer, der koloniserer søjlen, begynder at bruge søjleelementerne og frigive gasser og andre stoffer, der hæmmer eller favoriserer udviklingen af ​​andre arter..

Efterhånden som tiden går, vil aktiviteten af ​​mikroorganismer og abiotiske processer producere kemiske og miljømæssige gradienter i hele søjlen. Takket være dette vil forskellige nicher blive genereret til mikrobiel vækst..

Ved at lade denne søjle modnes eller inkubere under sollys eller kunstigt lys i uger eller måneder, dannes ilt- og sulfidforløb..

Dette muliggør udvikling af et struktureret mikrobielt økosystem med en lang række mikrohabitater. På denne måde finder alle de processer, der muliggør vedligeholdelse af næringsstofcyklusser, sted i kolonnen..

Det øverste område af søjlen, i kontakt med luft, vil være det rigeste af ilt, som langsomt vil diffundere nedad..

På samme tid vil de produkter, der genereres i den nedre del af søjlen, produkt fra nedbrydning af cellulose og hydrogensulfid, diffundere lodret opad..

Zoneinddeling af Winogradsky-søjlen

Anaerob zone

Dannelsen og diffusionen af ​​mikrobielle metabolitter på grund af de forskellige kemiske gradienter stammer fra en fordeling af grupper af organismer efter deres behov..

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

Den nederste del af søjlen er fuldstændig blottet for ilt og er i stedet rig på hydrogensulfid. I dette område er anaerobe bakterier såsom Clostridium de nedbryder cellulose. Som et resultat af denne nedbrydning opnås organiske syrer, alkoholer og brint..

De metabolitter, der produceres af Clostridium tjene som et substrat for sulfatreducerende arter, for eksempel Desulfovibrio. Disse bruger til gengæld sulfater eller andre former for delvist oxideret svovl.

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

Tilstedeværelsen af ​​sulfatreducerende bakterier på søjlen vises som mørke områder ved søjlens bund. Over basalbåndet vises to lave bånd med arter, der bruger hydrogensulfid produceret i det nedre bånd. Disse to bånd er domineret af anaerobe fotosyntetiske bakterier..

Den mest basale af disse bånd indeholder de grønne svovlbakterier (Chlorobium). Det næste bånd er domineret af de lilla svovlbakterier i slægten Kromatium. I nærheden af ​​disse bånd vises jernreducerende bakterier, såsom Gallionella,  Bacillus eller Pseudomonas.

Svovlgrønne bakterier (Chlorobiaceae) i bunden af ​​en Winogradsky-søjle. Foto fra: kOchstudiO, Mikrobiologie Praktikum Universität Kassel März 2007. Taget og redigeret fra: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Green_d_winogradsky.jpg.

Aerob zone

Lidt højere op i søjlen begynder ilt at dukke op, men i meget lave koncentrationer. Dette område kaldes mikroaerofilt.

Her kan bakterier lide Rhodospirillum Y Rhodopseudomonas de udnytter den knappe ilt, der er til rådighed. Hydrogensulfid hæmmer væksten af ​​disse mikroaerofile bakterier.

Den aerobe zone er opdelt i to lag:

  • Den mest basale af dem, repræsenteret af mudder-vand-grænsefladen.
  • Det yderste område består af vandsøjlen.

Ved grænsefladen mudder-vand er bakterier af slægter såsom Beggiatoa Y Thiothrix. Disse bakterier kan oxidere svovlet fra de nedre lag.

Vandsøjlen er på sin side koloniseret af en stor mangfoldighed af organismer, herunder cyanobakterier, svampe og diatomer..

Ansøgninger

-Winogradsky-søjlen har forskellige anvendelser, blandt de hyppigste er:

-Undersøg mikrobiel metabolisk mangfoldighed.

-Undersøg økologiske sekvenser.

-Berigelse eller isolering af nye bakterier.

-Bioremedieringsforsøg.

-Generering af biohydrogen.

-At studere miljøfaktorers indflydelse på den mikrobielle samfundsstruktur og dynamik og tilknyttede bakteriofager.

Referencer

  1. D.C. Anderson, R.V. Hairston (1999). Winogradsky-søjlen og biofilm: modeller til undervisning i næringsstofcykling og succession i et økosystem. Den amerikanske biologilærer.
  2. DJ. Esteban, B. Hysa, C. Bartow-McKenney (2015). Temporal og rumlig fordeling af det mikrobielle samfund af Winogradsky-søjler. PLOS ONE.
  3. J.P. López (2008). Winogradsky-søjlen. Et eksempel på grundlæggende mikrobiologi i et sekundært uddannelseslaboratorium. Eureka Magazine om videnskabsundervisning og formidling.
  4. Sergei Winogradsky. På Wikipedia. Gendannet fra en.wikipedia.org.
  5. M.L. de Sousa, P.B. de Moraes, P.R.M. Lopes, R.N. Montagnolli, D.F. de Angelis, E.D. Bidoia (2012). Tekstilfarvestof behandlet fotoelektrolytisk og overvåget af Winogradsky-søjler. Miljøteknisk videnskab.
  6. Winogradsky-søjlen. På Wikipedia. Gendannet fra en.wikipedia.org.

Endnu ingen kommentarer