Kolumna Winograsky

Kolumna Winogradsky to urządzenie do uprawy różnych rodzajów mikroorganizmów. Źródło: tjmhay, domena publiczna, przez wikimedia Commons

Jaka jest kolumna Wingrasky?

Kolumna Winograsky Jest to urządzenie używane do kultywowania różnych rodzajów mikroorganizmów. Został stworzony przez rosyjskiego mikrobiologa Serguéi Wingrasky. W całej kolumnie można zobaczyć wzrost mikroorganizmów, które będą rosły.

Rozwarstwienie odbywa się na podstawie wymagań żywieniowych i środowiskowych każdej grupy organizmów (to, czego potrzebują do życia i rozmnażania). W tym celu do urządzenia dostarczane są różne rodzaje składników odżywczych i źródeł energii.

Kolumna jest wzbogaconą kulturą, w której mikroorganizmy z różnych grup będą rosły. Po okresie dojrzewania, który może trwać od kilku tygodni do kilku miesięcy, te mikroorganizmy będą dostępne w określonych mikroabitatach.

Utworzone mikroabitaty będą zależeć od zastosowanego materiału i powiązań między opracowanymi organizmami. Ilustruje, w jaki sposób mikroorganizmy rozwijają ich cykle.

Kto był Serguéi Wingrasky?

Serguéi Winogradsky (1856–1953) był rosyjskim mikrobiologiem urodzonym w Kijowie, obecnej stolicy Ukrainy. Oprócz mikrobiologa był także ekspertem w dziedzinie ekologii i gleby.

Jego prace z mikroorganizmami zależne od siarki i biogeochemicznych procesów azotu dały mu wielką sławę. Opisał liczne nowe mikroorganizmy, w tym gatunki Nitrosomon I Nitrobacter. Był także odkrywcą chemosyntezy.

Wśród licznych nagród otrzymanych przez ten mikrobiolog jest mianowany honorowym członkiem Moskiewskiego Towarzystwa Nauk Naturalnych.

Był także członkiem francuskiej Akademii Nauk. Otrzymał w 1935 r. Medal Leeuwenhoek, uznanie przyznane przez Royal Dutch Academy of Arts and Sciences. Został zaproszony przez samego Louisa Pasteura na szefa mikrobiologii w Pasteur Institute.

Może ci służyć: globozydy: co to jest, struktura, biosynteza, funkcje

Jaka jest kolumna Winradsky?

To urządzenie jest niczym więcej niż szklanym lub plastikowym cylindrem, który zawiera różne materiały. Cylinder jest wypełniony do jednej trzeciej swojej pojemności z błotem lub błotem bogatym w sprawy organiczne.

Następnie dodaje się celuloza, paski gazet i wszelkie inne materia organiczna, które będą służyć jako organiczne źródło węgla.

Jako źródło siarki dodaje się siarczan wapnia i w celu utrzymania bilansu pH dodaje się węglan wapnia. Kolumna jest przesadzona z wodą z rzeki, jeziora, dobrze itp. Wreszcie jest pokryty folią aluminiową.

Urządzenie musi być następnie dojrzałe lub inkubowane w świetle słonecznym lub sztuczne przez okres kilku tygodni do kilku miesięcy. Po tym czasie kolumna jest ustabilizowana i ustanowiono dobrze zdefiniowane mikroabitaty.

Specyficzne mikroorganizmy zostaną opracowane w każdym mikrohábibicie zgodnie z ich konkretnymi wymaganiami.

Co dzieje się w kolumnie?

Pierwsze mikroorganizmy w kolonizacji przestrzeni zaczną wykorzystywać elementy kolumny i uwalniania gazów i innych substancji, które zahamują lub faworyzują rozwój innych gatunków.

Z biegiem czasu aktywność mikroorganizmów i procesów abiotycznych będzie wytwarzać gradienty chemiczne i środowiskowe w całej kolumnie. Dzięki temu różne nisze zostaną wygenerowane w celu wzrostu drobnoustrojów.

Pozostawiając tę ​​kolumnę dojrzewania lub inkubację pod światłem słonecznym lub sztucznym przez tygodnie lub miesiące, powstają gradienty tlenu i siarki.

Umożliwia to opracowanie ustrukturyzowanego ekosystemu drobnoustrojów z szeroką gamą mikroabitatów. W ten sposób w kolumnie wytwarzane są wszystkie procesy pozwalające na utrzymanie cykli składników odżywczych.

Może ci służyć: fauna i flora regionu Amazon

Górny obszar kolumny, w kontakcie z powietrzem, będzie najbogatszy w tlenu, który będzie rozprzestrzenił się powoli.

Jednocześnie produkty wytwarzane w dolnej części kolumny, produkt degradacji celulozy i siarkowodoru, rozprzestrzeni się pionowo w górę.

Strefa kolumny Winograsky

Obszar beztlenowy

Wytwarzanie i rozpowszechnianie metabolitów drobnoustrojów, z powodu różnych gradientów chemicznych, powstaje rozkład grup organizmów zgodnie z ich wymaganiami.

Ten rozkład jest podobny do tego ustalonego z natury. W ten sposób kolumna Winogradsky symuluje pionowy rozkład drobnoustrojów występujący w jeziorach, lagunach, między innymi.

W dolnej części kolumny całkowicie brakuje tlenu, a zamiast tego jest bogata w kwas sulfhydowy. W tym obszarze bakterie beztlenowe, takie jak Clostridium Degradują celulozę. Produkt tego degradacji kwasów organicznych, alkoholi i wodoru.

Metabolity wytwarzane przez Clostridium Na przykład służą jako podłoże dla gatunków redukujących siarczan, Desulfovibrio. Te z kolei używają siarczanów lub innych częściowo utlenionej postaci siarki.

Jako produkt końcowy uwalniają siarkowodór i są odpowiedzialne za wysokie stężenia tego gazu u podstawy kolumny.

Obecność bakterii redukujących siarczan w kolumnie jest pokazana jako ciemne obszary u podstawy tego. Ponad pasmo podstawowe dwa pasma o niewielkiej głębokości wyglądają jak gatunki, z gatunkami wykorzystującymi siarkow wodór wytwarzany w dolnej części. Te dwa zespoły są zdominowane przez beztlenowe bakterie fotosyntetyczne.

Może ci służyć: bulion z Lactosado

Najbardziej podstawowe z tych pasm zawiera bakterie zielonej siarki (Chlorobium). Następny pasek jest zdominowany przez fioletowe bakterie gatunku Chromatium.

W pobliżu tych pasm pojawiają się bakterie zmniejszające żelazo, takie jak Gallionella, Bakcyl albo Pseudomonas.

Zielone bakterie siarki (Chlorobiaceae) na dole kolumny Winograsky. Źródło: Wikimedia Commons

Strefa aerobowa

Nieco wyżej, w kolumnie, zaczyna pojawiać się tlen, ale w bardzo niskich stężeniach. Obszar ten nazywany jest mikroaerofilą.

Tutaj bakterie takie jak Rhodospirillum I Rhodopseudomonas Korzystają z dostępnego dostępnego tlenu. Siarkowodór hamuje rozwój tych mikroaerofilowych bakterii.

Strefa aerobowa jest podzielona na dwie warstwy:

• Najbardziej podstawowy z nich, reprezentowany przez interfejs błotno-woda.
• Zewnętrzny obszar składa się z kolumny wodnej.

W bakteriach interfejsu błotno-wody są opracowywane jako Beggiataa I Thiothrix. Bakterie te mogą utleniać siarkę z niższych warstw.

Tymczasem kolumna wody jest skolonizowana z powodu wielkiej różnorodności organizmów, w tym cyjanobakterii, grzybów i okrzemek.

Zastosowania kolumny Winogradsky

Kolumna Winogradsky ma różne zastosowania, jedne z najczęstszych są:

- Zbadaj drobnoustrojową różnorodność metaboliczną.

- Badaj sukcesy ekologiczne.

- Wzbogacanie lub izolacja nowych bakterii.

- Test biorremediacji.

- Wytwarzanie biohydrogenu.

- Badaj wpływ czynników środowiskowych w strukturze drobnoustrojów i dynamice.

Bibliografia

1. D.J. Esteban, ur. Hysa, c. Bartow-Mckenney (2015). Tymczasowy i przestrzenny rozkład społeczności drobnoustrojów kolumn Winogradsky. PLOS One.
2. Siergiej Winograsky. Odzyskane z.Wikipedia.org.