Kolumna Winograsky

Kolumna WinogradSky je naprava za gojenje različnih vrst mikroorganizmov. Vir: TJMHAY, javna domena, prek Wikimedia Commons

Kaj je stolpec Wingrasky?

The Kolumna Winograsky To je naprava, ki se uporablja za gojenje različnih vrst mikroorganizmov. Ustvaril ga je ruski mikrobiolog Serguéi Wingrasky. V celotnem stolpcu si lahko ogledate rast mikroorganizmov, ki bodo strativno rasli.

Stratifikacija se izvaja na podlagi prehranskih in okoljskih potreb vsake skupine organizmov (kaj potrebujejo za življenje in razmnoževanje). Za to so v napravi dobavljene različne vrste hranil in virov energije.

Kolumna je obogatena kultura, kjer bodo rasli mikroorganizmi iz različnih skupin. Po obdobju zorenja, ki lahko traja med več tedni in več meseci, bodo ti mikroorganizmi na voljo v specifičnih mikrohabitatih.

Ustvarjena mikrohabitata bodo odvisna od uporabljenega materiala in medsebojnih odnosov med organizmi, ki so razviti. Ponazarja, kako mikroorganizmi razvijajo svoje cikle.

Kdo je bil Serguéi Wingrasky?

Serguéi Winogradsky (1856-1953) je bil ruski mikrobiolog, rojen v Kiyivu, sedanja prestolnica Ukrajine. Poleg mikrobiologa je bil tudi strokovnjak za študijo ekologije in tal.

Njegova dela z mikroorganizmi, odvisna od žvepla in biogeokemičnih procesov dušika. Opisal številne nove mikroorganizme, vključno z žanri Nitrosomon in Nitrobacter. Bil je tudi odkrivalec kemosinteze.

Med številnimi nagradami, ki jih je prejel ta mikrobiolog.

Bil je tudi član francoske akademije znanosti. Leta 1935 je prejel medaljo Leeuwenhoek, priznanje, ki jo je podelila kraljeva nizozemska akademija umetnosti in znanosti. Louis Pasteur ga je povabil na vodjo mikrobiologije na Inštitutu Pasteur.

Lahko vam služi: globasidi: kaj so, struktura, biosinteza, funkcije

Kaj je stolpec Winradsky?

Ta naprava ni nič drugega kot stekleni ali plastični valj, ki vsebuje različne materiale. Valj je napolnjen do tretjine svoje zmogljivosti z blatom ali blatom, bogato z organskimi zadevami.

Nato se dodajo celuloza, časopisni trakovi in ​​katero koli drugo organsko snov, ki bodo služili kot organski vir ogljika.

Kot vir žvepla se doda kalcijev sulfat in za vzdrževanje pH ravnovesja dodamo kalcijev karbonat. Kolumna je preveč polnjena z vodo iz reke, jezera, dobro itd. Končno je pokrit z aluminijasto folijo.

Naprava mora biti nato dozorela ali inkubirana pod sončno svetlobo ali umetno za nekaj tednov do nekaj mesecev. Po tem času je stolpec stabiliziran in dobro definiran mikrohabitati.

Specifični mikroorganizmi bodo razviti v vsakem mikrohábitu glede na njihove posebne zahteve.

Kaj se zgodi v stolpcu?

Prvi mikroorganizmi v kolonizacijskem prostoru bodo začeli uporabljati elemente stolpca in sproščanje plinov in drugih snovi, ki bodo zavirali ali naklonjeni razvoju drugih vrst.

S časom bo aktivnost mikroorganizmov in abiotskih procesov povzročila kemične in okoljske gradiente v celotnem stolpcu. Zahvaljujoč temu bodo za rast mikrobov ustvarjene različne niše.

Če tedne ali mesece dozorim ta stolpec, dozori ali inkubiranje pod sončno svetlobo ali umetno, se oblikujejo gradienti in sulfidi kisika.

To omogoča razvoj strukturiranega mikrobnega ekosistema z najrazličnejšim mikrohabitom. Na ta način se v stolpcu vsi procesi, ki omogočajo vzdrževanje hranilnih ciklov, proizvedejo.

Lahko vam služi: favna in flora regije Amazon

Zgornje območje stolpca, v stiku z zrakom, bo najbogatejše v kisiku, ki se bo počasi širil.

Hkrati se bodo izdelki, ustvarjeni v spodnjem delu stolpca, produkt razgradnje celuloze in vodikovega sulfida, navpično razširjeni navzgor.

Zoniranje stolpca Winograsky

Anaerobno območje

Generacija in razširjanje mikrobnih presnovkov zaradi različnih kemičnih gradientov izvira iz porazdelitve skupin organizmov glede na njihove zahteve.

Ta porazdelitev je podobna tistemu, ki je bil vzpostavljen v naravi. Na ta način stolpec Winogradsky simulira navpično porazdelitev mikrobov, ki jo najdemo v jezerih, lagunah, med drugimi habitati.

Spodnji del stolpca popolnoma primanjkuje kisika in je namesto tega bogat z sulfhidrično kislino. Na tem področju so anaerobne bakterije, kot so Clostridium Razgradijo celulozo. Dobimo produkt te razgradnje organske kisline, alkohole in vodik.

Presnovke, ki jih proizvajajo Clostridium Na primer služijo kot substrat za zmanjšanje sulfata, Desulfovibrio. Te pa uporabljajo sulfate ali druge delno oksidirane žveplove oblike.

Kot končni izdelek sproščajo vodikov sulfid in so odgovorni za visoke koncentracije tega plina na dnu stolpca.

Prisotnost bakterij, ki zmanjšujejo sulfat, v stolpcu je prikazana kot temna območja na dnu tega. Nad bazalnim pasom sta dva pasu majhne globine videti kot vrste, z vrstami, ki uporabljajo vodikov sulfid, nastajajo v spodnjem pasu. V teh dveh skupinah prevladujejo anaerobne fotosintetske bakterije.

Vam lahko služi: juha laktosado

Najbolj bazalni od teh pasov vsebuje bakterije zelene žvepla (Klorobij). V naslednjem pasu prevladujejo vijolične bakterije žanra Kromaj.

V bližini teh pasov se pojavljajo bakterije, ki zmanjšujejo železo, na primer Gallionella, Bacillus tudi Pseudomonas.

Zelene bakterije žvepla (Chlorobiaceae) na dnu stolpca Winograsky. Vir: Wikimedia Commons

Aerobna cona

Nekoliko višje se v stolpcu začne pojavljati kisik, vendar v zelo nizkih koncentracijah. To območje se imenuje mikroaerofilno.

Tukaj, bakterije so všeč Rhodospirillum in Rhodopseudomonas Izkoristijo na voljo redki kisik. Vodikov sulfid zavira razvoj teh mikroarofilnih bakterij.

Aerobna cona je razdeljena na dve plasti:

• Najbolj bazalni od njih, ki jih predstavlja vmesnik z blatnim vodo.
• Najbolj odmevno območje je sestavljeno iz vodnega stolpca.

V vmesniku z blatom so razvite kot Beggiataa in Thiothrix. Te bakterije lahko oksidirajo sulfid iz spodnjih plasti.

Vodni stolpec je medtem koloniziran zaradi velike raznolikosti organizmov, vključno s cianobakterijami, glivami in diatomi.

Uporaba stolpca Winogradsky

Kolumna Winogradsky ima različne namene, med najpogostejšimi so:

- Raziskati mikrobno presnovno raznolikost.

- Preučite ekološke nasledstva.

- Obogatitev ali izolacija novih bakterij.

- Preskus bioremediacije.

- Generacija biohidrogena.

- Preučite vplive okoljskih dejavnikov v mikrobni strukturi in dinamiki.

Reference

1. D.J. Esteban, b. Hysa, c. Bartow-McKenney (2015). Začasna in prostorska porazdelitev mikrobnih skupnosti stolpcev Winogradsky. PLOS ONE.
2. Sergej Winograsky. Pridobljeno iz.Wikipedija.org.