Hva er Winogradsky-kolonnen og hva er det for?

den Winogradsky kolonne Det er et apparat som brukes til dyrking av forskjellige typer mikroorganismer. Det ble skapt av den russiske mikrobiologen Sergei Winogradsky. Veksten av mikroorganismer vil være i stratifisert form langs kolonnen.

Stratifisering utføres basert på nærings- og miljøkravene til hver gruppe av organismer. For dette leveres ulike typer næringsstoffer og energikilder til enheten.

Kolonnen er et beriket kulturmedium, hvor mikroorganismer av forskjellige grupper vil vokse. Etter en periode med modning som kan vare mellom flere uker og flere måneder, vil disse mikroorganismer plasseres i bestemte mikrohabitater.

De mikroorganismer som opprettes vil avhenge av materialet som brukes og sammenhenger mellom organismer som utvikler seg.

index

• 1 Hvem var Sergey Winogradsky?
• 2 Hva er Winogradsky-kolonnen??
• 3 Hva skjer i kolonnen?
• 4 Zonering av Winogradskys kolonne
  • 4.1 Anaerob sone
  • 4.2 Aerobic zone
• 5 bruksområder
• 6 Referanser

Hvem var Sergei Winogradsky?

Sergey Winogradsky (1856-1953), skaperen av kolonnen som bærer hans navn, var en russisk mikrobiolog født i Kiev, nåværende hovedstad i Ukraina. I tillegg til mikrobiolog, var han også ekspert i økologi og jordstudie.

Hans arbeid med mikroorganismer avhengig av svovel og de biogeokjemiske nitrogenprosessene ga ham stor kjennskap. Han beskrev mange nye mikroorganismer, blant dem slægten nitrosomonas og nitrobacter. Han var også oppdageren av kjemosyntese.

Blant de mange anerkjennelsene som denne mikrobiologen mottar, blir navnet et æresmedlem i Moskva Naturvitenskapsforeningen.

Han var også medlem av det franske vitenskapsakademiet. Han mottok 1935 Leeuwenhoek-medaljen, anerkjennelse fra Det Kongelige Høgskolen i Kunst- og Vitenskapsakademiet. Han ble invitert av Louis Pasteur selv til å være leder av mikrobiologi av Pasteur-instituttet.

Hva er Winogradsky-kolonnen??

Denne enheten er ikke noe mer enn en sylinder av glass eller plast som inneholder forskjellige materialer. Sylinderen er fylt til en tredjedel av sin kapasitet med gjørme eller gjørme rik på organisk materiale.

Deretter blir cellulose og ethvert annet organisk materiale tilsatt, som vil tjene som en kilde til organisk karbon. Kalsiumsulfat tilsettes som en kilde til svovel og kalsiumkarbonat tilsettes for å opprettholde pH-balansen. Kolonnen er ferdig med vann fra en elv, innsjø, brønn osv..

Enheten må da modnes eller inkuberes under sollys eller kunstig lys i noen få uker til noen måneder. Etter denne tiden stabiliserer kolonnen og veldefinerte mikrohabitater etableres. I hver mikrohabitat vil spesifikke mikroorganismer bli utviklet i henhold til deres spesielle krav.

Hva skjer i kolonnen?

De første mikroorganismer som koloniserer kolonnen, begynner å bruke elementene i kolonnen og frigjøre gasser og andre stoffer som vil hemme eller favorisere utviklingen av andre arter.

Etter hvert som tiden går, vil aktiviteten til mikroorganismer og abiotiske prosesser produsere kjemiske og miljømessige gradienter langs kolonnen. Takket være dette vil ulike nisjer for mikrobiell vekst bli generert.

Ved å la denne kolonnen vokse eller inkuberes under sollys eller kunstig lys i uker eller måneder, dannes oksygen og sulfidgradienter.

Dette gjør det mulig å utvikle et strukturert mikrobielt økosystem med et bredt utvalg av mikrohabitater. På denne måten produseres alle prosessene som tillater vedlikehold av næringscykler i kolonnen.

Øvre del av kolonnen, i kontakt med luften, vil være den rikeste i oksygen, som langsomt vil diffundere nedover.

Parallelt vil produktene generert i den nedre delen av kolonnen, produkt av nedbrytning av cellulose og hydrogensulfid diffundere vertikalt oppover.

Winogradsky kolonne sonering

Anaerob sone

Genereringen og diffusjonen av mikrobielle metabolitter, på grunn av de forskjellige kjemiske gradienter, oppstår en fordeling av grupper av organismer i henhold til deres krav.

Denne fordeling er lik den som er etablert i naturen. På denne måten simulerer Winogradsky-kolonnen den vertikale mikrobielle fordeling som finnes i innsjøer, laguner, blant andre.

Den nedre del av kolonnen er helt fri for oksygen, og er i stedet rik på hydrogensulfid. På dette området er anaerobe bakterier som Clostridium Nedbryt cellulose. Produkt av denne nedbrytning organiske syrer, alkoholer og hydrogen oppnås.

De metabolitter produsert av Clostridium tjene som et substrat for sulfatreduserende arter, for eksempel Desulfovibrio. Disse bruker i sin tur sulfater eller andre former for delvis oksydert svovel.

Som et sluttprodukt frigjør de hydrogensulfid og er ansvarlige for de høye konsentrasjoner av den gassen i kolonnebunnen.

Tilstedeværelsen av sulfatreduserende bakterier i kolonnen er vist som mørke områder ved kolonnebunnen. Over basalbandet vises to bånd av grunne dybder, med arter som bruker hydrogensulfidet produsert i underbåndet. Disse to bandene domineres av anaerobe fotosyntetiske bakterier.

Den mest basale av disse båndene inneholder de grønne svovelbakteriene (Chlorobium). Det neste bandet domineres av lilla svovelbakteriene i slekten Cromatium. I nærheten av disse bandene vises bakterier som reduserer jern, for eksempel Gallionella,  Bacillus eller Pseudo.

Aerobic område

Litt lenger opp i kolonnen begynner oksygen å komme fram, men i svært lave konsentrasjoner. Dette området heter microaerophilic.

Her, bakterier som Rhodospirillum og Rhodopseudomonas dra nytte av den knappe oksygen som er tilgjengelig. Hydrogensulfid hemmer utviklingen av disse mikroaerofile bakteriene.

Den aerobic sonen er delt inn i to lag:

• De mest basale av dem, representert av slam-vanngrensesnittet.
• Den ytre sone er dannet av vannkolonnen.

I slam-vanngrensesnittet, bakterier av slektninger som Beggiatoa og Thiothrix. Disse bakteriene kan oksidere svovel fra de nedre lagene.

Vannkolonnen, derimot, er kolonisert av et stort mangfold av organismer, inkludert cyanobakterier, sopp og diatomer.

søknader

-Kolonnen til Winogradsky har flere bruksområder, blant de hyppigste er:

-Undersøk mikrobiell metabolsk mangfold.

-Studere økologiske suksesser.

-Berikelse eller isolering av nye bakterier.

-Bioremedieringsanalyser.

-Generering av biohydrogen.

-Undersøk påvirkningen av miljøfaktorer på mikrobiell struktur og samfunnsdynamikk og tilhørende bakteriofager.

referanser

1. DC Anderson, R.V. Hairston (1999). Winogradsky-kolonnen og biofilmer: Modeller for undervisning av næringscykler og suksess i et økosystem. The American Biology Teacher.
2. D.J. Esteban, B. Hysa, C. Bartow-McKenney (2015). Temporal og romlig fordeling av det mikrobielle samfunnet av Winogradsky kolonner. PLOS ONE.
3. J.P. López (2008). Winogradsky-kolonnen. Et eksempel på grunnleggende mikrobiologi i et videregående skolelaboratorium. Eureka Magazine om undervisning og formidling av vitenskap.
4. Sergei Winogradsky På Wikipedia. Hentet fra en.wikipedia.org.
5. M.L. fra Sousa, P.B. de Moraes, P.R.M. Lopes, R.N. Montagnolli, D.F. de Angelis, E.D. Bidoia (2012). Tekstilfargestoff behandles fotoelektrolytisk og overvåkes av Winogradsky kolonner. Environmental Engineering Science.
6. Winogradsky kolonne. På Wikipedia. Hentet fra en.wikipedia.org.