Vad är Winogradsky-kolumnen och vad är det för?

den Winogradsky kolumn Det är en apparat som används för odling av olika typer av mikroorganismer. Det skapades av den ryska mikrobiologen Sergei Winogradsky. Tillväxten av mikroorganismer kommer att vara i stratifierad form längs kolonnen.

Stratifieringen utförs baserat på näringskraven och miljökraven för varje grupp av organismer. Därför levereras olika typer av näringsämnen och energikällor till enheten.

Kolonnen är ett berikat odlingsmedium, där mikroorganismer av olika grupper kommer att växa. Efter en period av mognad som kan bestå mellan flera veckor och flera månader kommer dessa mikroorganismer att placeras i specifika mikrohabitater.

De mikrohabitater som skapas kommer att bero på det material som används och sambandet mellan de organismer som utvecklas.

index

• 1 Vem var Sergey Winogradsky?
• 2 Vad är Winogradsky-kolumnen??
• 3 Vad händer i kolumnen?
• 4 Zonion av Winogradsky kolumn
  • 4.1 Anaerob zon
  • 4.2 Aerobic zone
• 5 användningar
• 6 referenser

Vem var Sergei Winogradsky?

Sergej Vinogradskij (1856-1953), skaparen av den kolumn som bär hans namn, var en rysk mikrobiolog född i Kiev, huvudstad i Ukraina. Förutom mikrobiolog var han också en expert på ekologi och markundersökning.

Hans arbete med mikroorganismer som är beroende av svavel och de biogeokemiska processerna av kväve gav honom stor berömmelse. Han beskrev många nya mikroorganismer, bland dem, släktet Nitrosomonas och Nitrobacter. Han var också upptäckare av kemosyntesen.

Bland de många erkännanden som mottagits av denna mikrobiolog blir namnet hedersmedlem i Moskva Society of Natural Sciences.

Han var också medlem i den franska akademin för vetenskap. Han mottog 1935 Leeuwenhoekmedaljen, erkännande som beviljats ​​av den kungliga holländska akademin för konst och vetenskap. Han inbjöds av Louis Pasteur själv som chef för mikrobiologi vid Pasteur-institutet.

Vad är Winogradsky-kolumnen??

Denna enhet är inget annat än en cylinder av glas eller plast innehållande olika material. Cylindern är fylld till en tredjedel av sin kapacitet med lera eller lera rik på organisk material.

Därefter tillsätts cellulosa och vilket annat organiskt material som helst, vilket kommer att fungera som en källa för organiskt kol. Kalciumsulfat tillsätts som en källa till svavel och kalciumkarbonat tillsätts för att bibehålla pH-balansen. Kolonnen är färdig med vatten från en flod, sjö, brunn, etc..

Enheten måste sedan mogna eller inkubera under solljus eller konstgjort ljus under en period av några veckor till några månader. Efter denna tid stabiliseras kolonnen och väldefinierade mikrohabitater etableras. I varje mikrohabitat kommer specifika mikroorganismer att utvecklas enligt deras speciella krav.

Vad händer i kolumnen?

De första mikroorganismerna som koloniserar kolonnen börjar använda kolonnens element och frigöra gaser och andra ämnen som hämmar eller gynnar utvecklingen av andra arter.

När tiden går, kommer aktiviteten hos mikroorganismer och abiotiska processer att producera kemiska och miljömässiga gradienter längs kolonnen. Tack vare detta kommer olika nischer för mikrobiell tillväxt att genereras.

Genom att låta denna kolonn mogna eller inkuberas under solljus eller konstgjort ljus i veckor eller månader bildas syre- och sulfidgradienter.

Detta möjliggör utveckling av ett strukturerat mikrobiellt ekosystem med en mängd olika mikrohabitater. På så sätt produceras alla processer som möjliggör underhåll av näringscykler i kolonnen.

Kolonnens övre del, i kontakt med luften, kommer att vara den rikaste i syre, som långsamt diffunderar nedåt.

Parallellt kommer de produkter som alstras i kolonnns nedre del, produkt av nedbrytningen av cellulosa och vätesulfid att diffundera vertikalt uppåt.

Winogradsky kolonn zonering

Anaerob zon

Genereringen och diffusionen av mikrobiella metaboliter beror på grund av de olika kemiska gradienterna, en fördelning av grupper av organismer enligt deras krav.

Denna fördelning liknar den som är etablerad i naturen. På detta sätt simulerar Winogradsky-kolumnen den vertikala mikrobiella fördelningen som finns i sjöar, laguner, bland andra.

Den undre delen av kolonnen är helt fri från syre och är istället rik på vätesulfid. På detta område är anaeroba bakterier som Clostridium Degradera cellulosa. Produkten av dessa nedbrytning organiska syror, alkoholer och väte erhålles.

De metaboliter som produceras av Clostridium tjäna som ett substrat för sulfatreducerande species, till exempel Desulfovibrio. Dessa använder i sin tur sulfater eller andra former av partiellt oxiderad svavel.

Som en slutprodukt släpper de vätesulfid och är ansvariga för de höga koncentrationerna av den gasen i kolonnens botten.

Närvaron av sulfatreducerande bakterier i kolonnen visas som mörka områden vid kolonnens botten. Ovanför det basala bandet framträder två band av grunt djup, med arter som använder den hydrogensulfid som produceras i det nedre bandet. Dessa två band domineras av anaeroba fotosyntetiska bakterier.

De mest basala av dessa band innehåller de gröna svavelbakterierna (Chlorobium). Nästa band domineras av de lila svavelbakterierna i släktet Cromatium. Nära dessa band, verkar bakterier som minskar järn, till exempel Gallionella,  Bacillus eller pseudomonas.

Aerobic area

Lite längre upp i kolonnen börjar syre att dyka upp, men i mycket låga koncentrationer. Detta område kallas microaerophilic.

Här, bakterier som Rhodospirillum och Rhodopseudomonas dra nytta av det knappa syre som är tillgängligt. Vätesulfid hämmar utvecklingen av dessa mikroaerofila bakterier.

Den aeroba zonen är uppdelad i två lager:

• De mest basala av dem, representerade av leran-gränsytan.
• Den yttersta zonen bildas av vattenkolonnen.

I slamvattengränssnittet är bakterier av släkt som Beggiatoa och Thiothrix. Dessa bakterier kan oxidera svavel från de nedre skikten.

Vattenspelaren å andra sidan koloniseras av en stor mängd olika organismer, inklusive cyanobakterier, svampar och diatomer.

tillämpningar

-Kolonnen i Winogradsky har flera användningsområden, bland de vanligaste är:

-Undersök mikrobiell metabolisk mångfald.

-Studera ekologiska successioner.

-Berikning eller isolering av nya bakterier.

-Bioremedieringsanalyser.

-Generering av biohydrogen.

-Studera inverkan på miljöfaktorer på mikrobiell struktur och samhällsdynamik och associerade bakteriofager.

referenser

1. D.C. Anderson, R.V. Hairston (1999). Winogradsky-kolumnen och biofilmerna: Modeller för undervisning av näringscykler och successioner i ett ekosystem. Den amerikanska biologiläraren.
2. D.J. Esteban, B. Hysa, C. Bartow-McKenney (2015). Temporal och rumslig fördelning av det mikrobiella samhället av Winogradsky kolumner. PLOS ONE.
3. J.P. López (2008). Winogradsky-kolonnen. Ett exempel på grundläggande mikrobiologi i ett gymnasium. Eureka Magazine om undervisning och spridning av vetenskaper.
4. Sergei Winogradsky På Wikipedia. Hämtad från en.wikipedia.org.
5. M.L. från Sousa, P.B. de Moraes, P.R.M. Lopes, R.N. Montagnolli, D.F. de Angelis, E.D. Bidoia (2012). Textilfärg behandlas fotoelektrolytiskt och övervakas av Winogradsky-kolumnerna. Miljövetenskapsteknik.
6. Winogradsky kolumn. På Wikipedia. Hämtad från en.wikipedia.org.