Winograsky kolonne

Winogradsky -kolonnen er en enhet for å dyrke forskjellige typer mikroorganismer. Kilde: TJMHAY, Public Domain, via Wikimedia Commons

Hva er wingrasky -kolonnen?

De Winograsky kolonne Det er en enhet som brukes til å dyrke forskjellige typer mikroorganismer. Det ble opprettet av den russiske mikrobiologen Serguéi Wingrasky. Gjennom hele kolonnen kan du se veksten av mikroorganismer, som vil vokse stratifisert.

Stratifiseringen utføres basert på ernærings- og miljøkravene til hver gruppe organismer (hva de trenger for å leve og reprodusere). For dette leveres forskjellige typer næringsstoffer og energikilder til enheten.

Kolonnen er en beriket kultur, der mikroorganismer fra forskjellige grupper vil vokse. Etter en periode med modning som kan vare mellom flere uker og flere måneder, vil disse mikroorganismene være tilgjengelige i spesifikke mikrohabitater.

De opprettede mikrohabitatene vil avhenge av materialet som brukes og sammenhengen mellom organismer som er utviklet. Illustrerer hvordan mikroorganismer utvikler syklusene sine.

Som var Serguéi Wingrasky?

Serguéi Winogradsky (1856-1953) var en russisk mikrobiolog født i Kiev, nåværende hovedstad i Ukraina. I tillegg til mikrobiolog var han også ekspert på økologi og jordstudie.

Hans verk med mikroorganismer avhengig av svovel og biogeokjemiske prosesser av nitrogen ga ham stor anerkjennelse. Beskrevet mange nye mikroorganismer, inkludert sjangre Nitrosomon og Nitrobacter. Han var også oppdageren av kjemosyntese.

Blant de mange prisene mottatt av denne mikrobiologen blir utnevnt til æresmedlem i Moskva Natural Sciences Society.

Han var også medlem av det franske vitenskapsakademiet. Han mottok i 1935 Leeuwenhoek -medaljen, anerkjennelse gitt av Royal Dutch Academy of Arts and Sciences. Han ble invitert av Louis Pasteur selv til å være sjef for mikrobiologi ved Pasteur Institute.

Det kan tjene deg: Globosider: Hva er, struktur, biosyntese, funksjoner

Hva er Winradsky -kolonnen?

Denne enheten er ikke annet enn en glass- eller plastsylinder som inneholder forskjellige materialer. Sylinderen er fylt til en tredjedel av sin kapasitet med gjørme eller gjørme rik på organiske forhold.

Deretter tilsettes cellulose, avisstrimler og andre organiske stoffer, som vil tjene som en organisk karbonkilde.

Som en kilde til svovel blir kalsiumsulfat tilsatt og for å opprettholde pH -balanse, tilsettes kalsiumkarbonat. Søylen er over fylt med vann fra en elv, innsjø, brønn, etc. Til slutt er den dekket med aluminiumsfolie.

Enheten må deretter modnes eller inkubiseres under sollys eller kunstig i en periode på noen uker til noen måneder. Etter den tid er kolonnen stabilisert og godt definerte mikrohabitater er etablert.

Spesifikke mikroorganismer vil bli utviklet i hvert mikrohábitat i henhold til deres spesielle krav.

Hva skjer i kolonnen?

De første mikroorganismer i koloniserende rom vil begynne å bruke elementene i kolonnen og frigjøre gasser og andre stoffer som vil hemme eller favorisere utviklingen av andre arter.

Når tiden går, vil aktiviteten til mikroorganismer og abiotiske prosesser produsere kjemiske og miljømessige gradienter i hele kolonnen. Takket være dette vil forskjellige nisjer bli generert for mikrobiell vekst.

Når denne kolonnen modnes eller inkuberer under sollys eller kunstig i uker eller måneder, dannes oksygengradienter og sulfider.

Dette tillater utvikling av et strukturert mikrobielt økosystem med et bredt utvalg av mikrohabitater. På denne måten produseres i kolonnen alle prosessene som tillater opprettholdelse av næringssykluser.

Det kan tjene deg: Fauna og flora i Amazonas -regionen

Det øvre området av kolonnen, i kontakt med luften, vil være det rikeste i oksygen, som kommer til å spre seg sakte.

Samtidig vil produktene som genereres i den nedre delen av kolonnen, produktet av nedbrytningen av cellulose og hydrogensulfid, spre seg vertikalt oppover.

Sonering av Winograsky -kolonnen

Anaerobt område

Generering og formidling av mikrobielle metabolitter, på grunn av de forskjellige kjemiske gradientene, har sin opprinnelse en fordeling av grupper av organismer i henhold til deres krav.

Denne distribusjonen ligner den som er etablert i naturen. På denne måten simulerer Winogradsky -kolonnen den vertikale mikrobielle fordelingen som finnes i innsjøer, laguner, blant andre naturtyper.

Den nedre delen av søylen mangler fullstendig oksygen og er i stedet rik på sulfhydronsyre. I dette området er anaerobe bakterier som som Clostridium De ødelegger cellulose. Produkt av denne nedbrytningen av organiske syrer, alkoholer og hydrogen oppnås.

Metabolittene produsert av Clostridium De fungerer som et underlag for sulfatreduserende arter, for eksempel, Desulfovibrio. Disse bruker på sin side sulfater eller andre delvis oksiderte svovelformer.

Som sluttprodukt frigjør de hydrogensulfid og er ansvarlige for de høye konsentrasjonene av den gassen ved basen av kolonnen.

Tilstedeværelsen av sulfatreduserende bakterier i kolonnen vises som mørke områder ved basen av dette. Over basalbåndet ser to bånd med lite dybde ut som arter, med arter som bruker hydrogensulfid produsert i det nedre båndet. Disse to bandene er dominert av anaerobe fotosyntetiske bakterier.

Kan tjene deg: Lactosado -buljong

Det mest basale av disse båndene inneholder grønne svovelbakterier (Klorob). Neste band er dominert av sjangerens lilla bakterier Kromatium.

I nærheten av disse båndene vises bakterier som reduserer jern, for eksempel Gallionella, Bacillus enten Pseudomonas.

Grønn svovelbakterier (Chlorobiaceae) i bunnen av en Winograsky -kolonne. Kilde: Wikimedia Commons

Aerob sone

Litt høyere, i kolonnen, begynner oksygen å vises, men i veldig lave konsentrasjoner. Dette området kalles mikroaerofil.

Her liker bakterier Rhodospirillum og Rhodopseudomonas De drar nytte av det knappe oksygenet tilgjengelig. Hydrogensulfid hemmer utviklingen av disse mikroaerofile bakteriene.

Den aerobe sonen er delt inn i to lag:

• Det mest basale av dem, representert av gjørme-vann-grensesnittet.
• Det ytterste området består av vannsøylen.

I gjørme-vann-grensesnittet er bakterier utviklet som Beggiataa og Thiothrix. Disse bakteriene kan oksidere sulfid fra de nedre lagene.

Vannkolonnen er i mellomtiden kolonisert for et stort mangfold av organismer, inkludert cyanobakterier, sopp og diatomer.

Bruk av Winogradsky -kolonnen

Winogradsky -kolonnen har forskjellige bruksområder, blant de hyppigste er:

- Undersøk mikrobiell metabolsk mangfold.

- Studer økologiske suksesser.

- Berikelse eller isolasjon av nye bakterier.

- Biorremediation Test.

- Biohydrogengenerering.

- Studer påvirkningene av miljøfaktorer i mikrobiell struktur og dynamisk.

Referanser

1. D.J. Esteban, f. Hysa, c. Bartow-McKenney (2015). Midlertidig og romlig fordeling av det mikrobielle samfunnet av Winogradsky -kolonner. PLoS One.
2. Sergei Winograsky. Innhentet fra.Wikipedia.org.