Čo je to stĺpec Winogradsky a na čo slúži?



Winogradsky stĺpec Je to prístroj používaný na pestovanie rôznych typov mikroorganizmov. Bol vytvorený ruským mikrobiológom Sergejom Winogradským. Rast mikroorganizmov bude v stratifikovanej forme pozdĺž stĺpca.

Stratifikácia sa vykonáva na základe výživových a environmentálnych požiadaviek každej skupiny organizmov. Za týmto účelom sa do zariadenia dodávajú rôzne druhy živín a zdrojov energie.

Stĺpec je obohatené kultivačné médium, kde budú rásť mikroorganizmy rôznych skupín. Po období zrenia, ktoré môže trvať niekoľko týždňov až niekoľko mesiacov, sa tieto mikroorganizmy umiestnia do špecifických mikrohabitátov..

Vytvorené mikroorganizmy budú závisieť od použitého materiálu a vzájomných vzťahov medzi vyvíjajúcimi sa organizmami.

index

  • 1 Kto bol Sergej Winogradsky?
  • 2 Čo je to stĺpec Winogradsky??
  • 3 Čo sa stane v stĺpci?
  • 4 Zonácia Winogradského stĺpca
    • 4.1 Anaeróbna zóna
    • 4.2 Aeróbna zóna
  • 5 Použitie
  • 6 Referencie

Kto bol Sergej Winogradsky?

Sergej Winogradsky (1856-1953), tvorca stĺpca, ktorý nesie jeho meno, bol ruský mikrobiológ narodený v Kyjeve, súčasnom hlavnom meste Ukrajiny. Okrem mikrobiológa bol tiež odborníkom na ekológiu a pôdne štúdium.

Jeho práca s mikroorganizmami závislými od síry a biogeochemickými procesmi dusíka mu priniesla veľkú reputáciu. Popísal početné nové mikroorganizmy, medzi nimi aj rody Nitrosomonas a Nitrobacter. Bol tiež objaviteľom chemosyntézy.

Medzi početné uznania, ktoré tento mikrobiológ získal, sa stal čestný člen Moskovskej spoločnosti prírodných vied.

Bol tiež členom Francúzskej akadémie vied. V roku 1935 získal medailu Leeuwenhoek, uznanie udelené Kráľovskou holandskou akadémiou umení a vied. Louis Pasteur ho pozval ako náčelníka mikrobiológie Pasteurovho inštitútu.

Čo je to stĺpec Winogradsky??

Toto zariadenie nie je nič viac ako valec zo skla alebo plastu, ktorý obsahuje rôzne materiály. Valec je naplnený do jednej tretiny svojej kapacity bahnom alebo bahnom bohatým na organickú hmotu.

Následne sa pridá celulóza a akékoľvek iné organické látky, ktoré budú slúžiť ako zdroj organického uhlíka. Síran vápenatý sa pridáva ako zdroj síry a uhličitan vápenatý sa pridáva na udržanie rovnováhy pH. Stĺpec je doplnený vodou z rieky, jazera, studne atď..

Zariadenie musí potom dozrieť alebo inkubovať na slnečnom svetle alebo umelom svetle niekoľko týždňov až niekoľko mesiacov. Po tomto čase sa kolóna stabilizuje a stanovia sa dobre definované mikrohabity. V každom mikroorganizme budú vyvinuté špecifické mikroorganizmy podľa ich konkrétnych požiadaviek.

Čo sa stane v stĺpci?

Prvé mikroorganizmy na kolonizáciu kolóny začnú používať prvky kolóny a uvoľňovať plyny a iné látky, ktoré budú inhibovať alebo podporovať vývoj iných druhov..

Ako čas plynie, aktivita mikroorganizmov a abiotických procesov bude produkovať chemické a environmentálne gradienty pozdĺž stĺpca. Vďaka tomu sa vytvoria rôzne výklenky pre mikrobiálny rast.

Umožnením zrenia tejto kolóny alebo jej inkubácie na slnečnom svetle alebo umelom svetle niekoľko týždňov alebo mesiacov sa vytvárajú gradienty kyslíka a sulfidov.

To umožňuje rozvoj štruktúrovaného mikrobiálneho ekosystému so širokou škálou mikroorganizmov. Týmto spôsobom sa v kolóne vyrobia všetky procesy, ktoré umožňujú udržanie cyklov živín.

Horná časť kolóny, ktorá je v kontakte so vzduchom, bude najbohatšia v kyslíku, ktorý pomaly difunduje smerom dolu.

Súbežne budú produkty vytvorené v spodnej časti kolóny, produkt degradácie celulózy a sírovodíka, difundovať vertikálne smerom nahor..

Winogradsky zónovanie zón

Anaeróbna zóna

Tvorba a difúzia mikrobiálnych metabolitov v dôsledku rôznych chemických gradientov vzniká distribúciou skupín organizmov podľa ich požiadaviek..

Toto rozdelenie je podobné ako v prírode. Týmto spôsobom stĺpec Winogradsky simuluje vertikálnu mikrobiálnu distribúciu nachádzajúcu sa okrem iného v jazerách, lagúnach.

Spodná časť kolóny je úplne bez kyslíka a namiesto toho je bohatá na sírovodík. V tejto oblasti anaeróbne baktérie ako napr Clostridium Degraduje celulózu. Získava sa produkt tejto degradácie organických kyselín, alkoholov a vodíka.

Metabolity produkované. \ T Clostridium slúžia napríklad ako substrát pre látky redukujúce sulfát Desulfovibrio. Tieto zase používajú sulfáty alebo iné formy čiastočne oxidovanej síry.

Ako konečný produkt uvoľňujú sírovodík a sú zodpovedné za vysoké koncentrácie tohto plynu v spodnej časti kolóny.

Prítomnosť baktérií redukujúcich sulfát v kolóne je znázornená ako tmavé oblasti v spodnej časti kolóny. Nad bazálnym pásmom sa objavujú dva pruhy plytkej hĺbky s druhmi, ktoré využívajú sírovodík produkovaný v nižšom pásme. Tieto dva pásy dominujú anaeróbne fotosyntetické baktérie.

Najzákladnejšie z týchto pásov obsahuje zelené sírne baktérie (Chlorobium). Ďalšiemu pásmu dominujú fialové sírne baktérie rodu Cromatium. V blízkosti týchto pásov sa objavujú baktérie, ktoré redukujú železo, ako napr Gallionella,  bacil alebo Pseudomonas.

Aeróbna oblasť

O niečo ďalej v stĺpci sa začína objavovať kyslík, ale vo veľmi nízkych koncentráciách. Táto oblasť sa nazýva mikroaerofilná.

Tu sú baktérie Rhodospirillum a Rhodopseudomonas využiť vzácny dostupný kyslík. Sírovodík inhibuje vývoj týchto mikroaerofilných baktérií.

Aeróbna zóna je rozdelená do dvoch vrstiev:

  • Najzákladnejšia z nich, reprezentovaná rozhraním bahna a vody.
  • Najvzdialenejšia zóna je tvorená vodným stĺpcom.

V rozhraní bahna a vody sú baktérie rodov ako napr Beggiatoa a Thiothrix. Tieto baktérie môžu oxidovať síru z nižších vrstiev.

Vodný stĺpec je na druhej strane kolonizovaný veľkou rozmanitosťou organizmov vrátane cyanobaktérií, húb a rozsievok..

aplikácie

-Stĺpec Winogradsky má niekoľko použití, medzi najčastejšie patria:

-Preskúmať mikrobiálnu metabolickú diverzitu.

-Študujte ekologické následnosti.

-Obohatenie alebo izolácia nových baktérií.

-Bioremediačné testy.

-Tvorba biohydrogénu.

-Štúdium vplyvov environmentálnych faktorov na mikrobiálnu štruktúru a dynamiku spoločenstva a súvisiace bakteriofágy.

referencie

  1. D.C. Anderson, R.V. Hairston (1999). Winogradsky stĺpec & biofilmy: modely pre výučbu kolobehu živín a sukcesie v ekosystéme. Učiteľ americkej biológie.
  2. D. J. Esteban, B. Hysa, C. Bartow-McKenney (2015). Časová a priestorová distribúcia mikrobiálneho spoločenstva Winogradského stĺpca. PLOS ONE.
  3. J. P. López (2008). Stĺpec Winogradsky. Príklad základnej mikrobiológie v laboratóriu strednej školy. Časopis Eureka o výučbe a šírení vied.
  4. Sergej Winogradsky Vo Wikipédii. Zdroj: en.wikipedia.org.
  5. M. L. od Sousa, P.B. de Moraes, P.R.M. Lopes, R.N. Montagnolli, D.F. de Angelis, E.D. Bidoia (2012). Textilné farbivo ošetrené fotoelektrolyticky a monitorované Winogradským stĺpcom. Veda o životnom prostredí.
  6. Winogradsky stĺpec. Vo Wikipédii. Zdroj: en.wikipedia.org.