De Winogradsky-kolumnen Det är en apparat som används för odling av olika typer av mikroorganismer. Det skapades av den ryska mikrobiologen Sergei Winogradsky. Tillväxten av mikroorganismer kommer att stratifieras genom hela kolonnen.
Stratifiering utförs baserat på närings- och miljökraven för varje grupp av organismer. För detta levereras olika typer av näringsämnen och energikällor till enheten..
Kolonnen är ett anrikat odlingsmedium, där mikroorganismer i olika grupper kommer att växa. Efter en mognadstid som kan pågå mellan flera veckor och flera månader blir dessa mikroorganismer tillgängliga i specifika mikrohabitat.
De mikrohabitater som skapas beror på vilket material som används och förhållandet mellan organismerna som utvecklas.
Artikelindex
Sergei Winogradsky (1856-1953), skaparen av kolumnen som bär hans namn, var en rysk mikrobiolog född i Kiev, nu Ukrainas huvudstad. Förutom att vara mikrobiolog var han också expert på ekologi och markstudier.
Hans arbete med svavelberoende mikroorganismer och kvävebiogeokemiska processer gav honom stor anseende. Han beskrev många nya mikroorganismer, inklusive släktena Nitrosomon Y Nitrobacter. Han var också upptäckaren av kemosyntes.
Bland de många erkännanden som mottagits av denna mikrobiolog utnämns namnet till hedersmedlem i Moscow Society of Natural Sciences..
Han var också medlem i den franska vetenskapsakademin. År 1935 fick han Leeuwenhoek-medaljen, ett erkännande som beviljats av Royal Dutch Academy of Arts and Sciences. Han blev inbjuden av Louis Pasteur själv att vara chef för mikrobiologi vid Pasteur Institute.
Enheten är inget annat än en glas- eller plastcylinder som innehåller olika material. Cylindern fylls till en tredjedel av sin kapacitet med slam eller lera rik på organiskt material.
Därefter tillsätts cellulosa och alla andra organiska ämnen, som kommer att tjäna som en källa till organiskt kol. Som svavelkälla tillsätts kalciumsulfat och kalciumkarbonat tillsättes för att bibehålla pH-balansen. Kolonnen kompletteras med vatten från en flod, sjö, brunn etc..
Enheten måste sedan mognas eller inkuberas i solljus eller artificiellt ljus under några veckor till några månader. Efter den tiden stabiliseras ryggraden och väldefinierade mikrohabitater etableras. Specifika mikroorganismer kommer att utvecklas i varje mikrohabitat enligt deras speciella krav..
De första mikroorganismerna som koloniserar kolonnen börjar använda elementen i kolonnen och släpper ut gaser och andra ämnen som hämmar eller gynnar utvecklingen av andra arter..
När tiden går kommer aktiviteten hos mikroorganismer och abiotiska processer att producera kemiska och miljögradienter genom hela kolumnen. Tack vare detta kommer olika nischer att genereras för mikrobiell tillväxt..
Genom att låta denna kolonn mogna eller inkubera i solljus eller artificiellt ljus i veckor eller månader bildas syrgas- och sulfidgradienter..
Detta möjliggör utveckling av ett strukturerat mikrobiellt ekosystem med ett brett utbud av mikrohabitat. På detta sätt sker alla processer som möjliggör upprätthållande av näringscykler i kolumnen..
Den övre delen av kolonnen, i kontakt med luft, kommer att vara den rikaste på syre, som långsamt kommer att diffundera nedåt..
Samtidigt kommer produkterna som genereras i den nedre delen av kolonnen, produkt från nedbrytning av cellulosa och vätesulfid, att diffundera vertikalt uppåt..
Generering och diffusion av mikrobiella metaboliter, på grund av de olika kemiska gradienterna, härrör från en fördelning av grupper av organismer enligt deras behov..
Denna fördelning liknar den som etablerats i naturen. På detta sätt simulerar Winogradsky-kolonnen den vertikala mikrobiella fördelningen som finns i bland annat sjöar, laguner..
Den nedre delen av kolonnen är helt syrefri och är istället rik på vätesulfid. I detta område, anaeroba bakterier som Clostridium de bryter ned cellulosa. Som ett resultat av denna nedbrytning erhålls organiska syror, alkoholer och väte..
De metaboliter som produceras av Clostridium tjäna som ett substrat för exempelvis sulfatreducerande arter Desulfovibrio. Dessa använder i sin tur sulfater eller andra former av delvis oxiderat svavel.
Som slutprodukt släpper de ut vätesulfid och är ansvariga för de höga koncentrationerna av denna gas vid basen av kolonnen..
Närvaron av sulfatreducerande bakterier på kolonnen visas som mörka områden vid pelarens bas. Ovanför basbandet visas två grunda band, med arter som använder vätesulfiden som produceras i det nedre bandet. Dessa två band domineras av anaeroba fotosyntetiska bakterier..
Den mest basala av dessa band innehåller de gröna svavelbakterierna (Klorobium). Nästa band domineras av släktets lila svavelbakterier Kromatium. Nära dessa band uppträder järnreducerande bakterier, såsom Gallionella, Bacill eller Pseudomonas.
Lite högre upp i kolumnen börjar syre att dyka upp, men i mycket låga koncentrationer. Detta område kallas mikroaerofilt.
Här, bakterier som Rhodospirillum Y Rhodopseudomonas de utnyttjar det knappa syre som finns tillgängligt. Vätesulfid hämmar tillväxten av dessa mikroaerofila bakterier.
Den aeroba zonen är uppdelad i två lager:
Vid lera-vatten gränssnittet, bakterier av släkt som Beggiatoa Y Thiothrix. Dessa bakterier kan oxidera svavlet som kommer från de nedre skikten.
Vattenpelaren är å sin sida koloniserad av en stor mångfald av organismer, inklusive cyanobakterier, svampar och kiselalger..
-Winogradsky-kolonnen har olika användningsområden, bland de vanligaste är:
-Undersök mikrobiell metabolisk mångfald.
-Studera ekologiska sekvenser.
-Berikning eller isolering av nya bakterier.
-Bioremedieringsförsök.
-Generering av bioväte.
-Att studera miljöpåverkans påverkan på den mikrobiella samhällsstrukturen och dynamiken och tillhörande bakteriofager.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.