Što je Winogradsky stupac i za što je?



Winogradsky stupac To je aparat koji se koristi za uzgoj različitih vrsta mikroorganizama. Izradio ju je ruski mikrobiolog Sergej Winogradsky. Rast mikroorganizama bit će u stratificiranom obliku duž kolone.

Stratifikacija se provodi na temelju prehrambenih i ekoloških zahtjeva svake skupine organizama. U tu svrhu se na uređaj isporučuju različite vrste hranjivih tvari i izvora energije.

Kolona je obogaćeni medij kulture u kojem će rasti mikroorganizmi različitih skupina. Nakon razdoblja sazrijevanja koje može trajati između nekoliko tjedana i nekoliko mjeseci, ti će mikroorganizmi biti smješteni u specifična mikrostaništa.

Stvorena mikrostaništa ovisit će o upotrijebljenom materijalu i međusobnim odnosima između organizama koji se razvijaju.

indeks

  • 1 Tko je bio Sergey Winogradsky?
  • 2 Što je kolona Winogradsky??
  • 3 Što se događa u stupcu?
  • 4 Zoniranje kolone Winogradskoga
    • 4.1. Anaerobna zona
    • 4.2 Aerobna zona
  • 5 Upotreba
  • 6 Reference

Tko je bio Sergej Winogradsky?

Sergej Winogradsky (1856-1953), tvorac kolumne koja nosi njegovo ime, bio je ruski mikrobiolog rođen u Kijevu, sadašnjem glavnom gradu Ukrajine. Osim mikrobiologa, bio je i stručnjak za ekologiju i istraživanje tla.

Njegov rad s mikroorganizmima ovisnim o sumporu i biogeokemijskim procesima dušika dao mu je veliki ugled. Opisao je brojne nove mikroorganizme, među njima i rodove Nitrosomonas i Nitrobacter. On je također otkrio kemosintezu.

Među brojnim priznanjima koje je ovaj mikrobiolog primio proglašava počasnim članom Moskovskog društva prirodnih znanosti.

Bio je i član Francuske akademije znanosti. Godine 1935. primio je Leeuwenhoekovu medalju, priznanje Kraljevske nizozemske akademije znanosti i umjetnosti. Pozvao ga je sam Louis Pasteur da bude šef mikrobiologije Instituta Pasteur.

Što je kolona Winogradsky??

Ovaj uređaj nije ništa drugo do cilindar od stakla ili plastike koji sadrži različite materijale. Cilindar je napunjen do trećine kapaciteta blatom ili blatom bogatim organskim tvarima.

Zatim se dodaju celuloza i bilo koja druga organska tvar koja služi kao izvor organskog ugljika. Kalcij sulfat se dodaje kao izvor sumpora i dodaje se kalcijev karbonat da bi se održala pH ravnoteža. Kolona je dovršena vodom iz rijeke, jezera, bunara itd..

Uređaj tada mora sazrijeti ili inkubirati pod sunčevom svjetlošću ili umjetnim svjetlom u razdoblju od nekoliko tjedana do nekoliko mjeseci. Nakon toga se stup stabilizira i uspostavljaju se dobro definirana mikrostaništa. U svakom mikrostaništu razvit će se specifični mikroorganizmi u skladu s njihovim posebnim zahtjevima.

Što se događa u stupcu?

Prvi mikroorganizmi koji koloniziraju stup će početi koristiti elemente kolone i ispuštati plinove i druge tvari koje će inhibirati ili pogodovati razvoju drugih vrsta..

Kako vrijeme prolazi, aktivnost mikroorganizama i abiotičkih procesa će proizvesti kemijske i ekološke gradijente duž kolone. Zahvaljujući tome, generirat će se različite niše za rast mikroorganizama.

Dopuštajući tom stupcu da sazrijeva ili inkubira pod sunčevom svjetlošću ili umjetnim svjetlom tjednima ili mjesecima, formiraju se gradijenti kisika i sulfida.

To omogućuje razvoj strukturiranog mikrobiološkog ekosustava sa širokim rasponom mikrostaništa. Na taj način u koloni se proizvode svi procesi koji omogućuju održavanje ciklusa hranjivih tvari.

Gornji dio stupa, u dodiru s zrakom, bit će najbogatiji kisikom, koji će polako difundirati prema dolje.

Paralelno s time, proizvodi nastali u donjem dijelu kolone, produkt razgradnje celuloze i sumporovodika, difundiraju vertikalno prema gore.

Zoniranje Winogradskoga stupca

Anaerobna zona

Stvaranje i difuzija mikrobnih metabolita, zbog različitih kemijskih gradijenta, potiče distribuciju skupina organizama prema njihovim zahtjevima..

Ova raspodjela je slična onoj utvrđenoj u prirodi. Na taj način, Winogradsky kolona simulira vertikalnu mikrobnu raspodjelu pronađenu u jezerima, lagunama, među ostalima.

Donji dio kolone je potpuno oslobođen kisika i umjesto toga bogat je sumporovodikom. U ovom području anaerobne bakterije kao što su Clostridium Razgradite celulozu. Dobiveni su produkti ove degradacijske organske kiseline, alkohola i vodika.

Metabolite koje proizvodi Clostridium služe kao supstrat za vrste koje reduciraju sulfate Desulfovibrio. Oni, pak, koriste sulfate ili druge oblike djelomično oksidiranog sumpora.

Kao konačni proizvod oslobađaju sumporovodik i odgovorni su za visoke koncentracije tog plina u podnožju kolone.

Prisutnost sulfat-reducirajućih bakterija u koloni prikazana je kao tamna područja u podnožju kolone. Iznad bazalnog pojasa pojavljuju se dvije trake plitke dubine, s vrstama koje koriste vodikov sulfid proizveden u donjem pojasu. Ove dvije vrpce dominiraju anaerobne fotosintetske bakterije.

Većina bazalnih bendova sadrži zelene sumporne bakterije (Chlorobium). Sljedeći bend dominiraju ljubičaste sumporne bakterije roda Cromatium. U blizini tih bendova pojavljuju se bakterije koje smanjuju željezo Gallionella,  bacil ili Pseudomonas.

Aerobna područja

Malo dalje u stupcu počinje se pojavljivati ​​kisik, ali u vrlo niskim koncentracijama. Ovo područje se naziva mikroaerofilskim.

Ovdje bakterije vole Rhodospirillum i Rhodopseudomonas iskoristite raspoloživi kisik. Vodikov sulfid inhibira razvoj tih mikroaerofilnih bakterija.

Aerobna zona podijeljena je u dva sloja:

  • Najviše bazalna od njih, predstavljena sučeljem s blatom.
  • Najudaljenija zona formira vodeni stupac.

U sučelju blato-voda, bakterije rodova kao što su Beggiatoa i Thiothrix. Ove bakterije mogu oksidirati sumpor iz donjih slojeva.

Kolona vode, s druge strane, kolonizirana je velikom raznolikošću organizama, uključujući cijanobakterije, gljivice i dijatomeje.

aplikacije

-Kolona Winogradskoga ima nekoliko namjena, među najčešćim su:

-Ispitati mikrobnu metaboličku raznolikost.

-Proučavanje ekoloških sukcesija.

-Obogaćivanje ili izolacija novih bakterija.

-Testovi bioremedijacije.

-Generiranje biohidrogena.

-Ispitati utjecaje čimbenika okoliša na mikrobnu strukturu i dinamiku zajednice te povezane bakteriofage.

reference

  1. Da kapo Anderson, R.V. Hairston (1999). Winogradsky stupac i biofilmi: modeli za učenje ciklusa hranjivih tvari i sukcesije u ekosustavu. Američki učitelj biologije.
  2. D. Esteban, B. Hysa, C. Bartow-McKenney (2015.). Vremenska i prostorna raspodjela mikrobne zajednice Winogradskih stupova. PLOS ONE.
  3. J. P. López (2008). Stupac Winogradsky. Primjer osnovne mikrobiologije u srednjoškolskom laboratoriju. Časopis Eureka o podučavanju i širenju znanosti.
  4. Sergej Winogradsky U Wikipediji. Preuzeto s en.wikipedia.org.
  5. ML iz Sousa, P.B. de Moraes, P.R.M. Lopes, R.N. Montagnolli, D.F. de Angelis, E.D. Bidoia (2012). Tekstilno obojeni tretirani fotoelektrolitički i praćeni Winogradskim stupovima. Znanost o ekološkom inženjerstvu.
  6. Winogradsky stupac. U Wikipediji. Preuzeto s en.wikipedia.org.