Kaj je Winogradski stolpec in za kaj je?



The Winogradski stolpec Je naprava, ki se uporablja za gojenje različnih vrst mikroorganizmov. Ustvaril ga je ruski mikrobiolog Sergej Winogradsky. Rast mikroorganizmov bo v stratificirani obliki vzdolž kolone.

Stratifikacija se izvaja na podlagi prehranskih in okoljskih zahtev vsake skupine organizmov. Za to napravo dobavljajo različne vrste hranil in energijskih virov.

Kolona je obogatena gojišča, kjer rastejo mikroorganizmi različnih skupin. Po obdobju zorenja, ki lahko traja od nekaj tednov do več mesecev, bodo ti mikroorganizmi postavljeni v specifična mikrostorišča..

Nastali mikrohabitati bodo odvisni od uporabljenega materiala in medsebojnih odnosov med organizmi, ki se razvijajo.

Indeks

  • 1 Kdo je bil Sergey Winogradsky?
  • 2 Kaj je kolona Winogradsky??
  • 3 Kaj se dogaja v stolpcu?
  • 4 Območje kolone Winogradsky
    • 4.1 Anaerobna cona
    • 4.2 Aerobna cona
  • 5 Uporabe
  • 6 Reference

Kdo je bil Sergej Winogradsky?

Sergey Winogradsky (1856-1953), ustvarjalec stolpca, ki nosi njegovo ime, je bil ruski mikrobiolog, rojen v Kijevu, sedanji prestolnici Ukrajine. Poleg mikrobiologa je bil tudi strokovnjak za ekologijo in študij tal.

Njegovo delo z mikroorganizmi, ki so odvisni od žvepla, in biogeokemičnimi procesi dušika so mu dali velik ugled. Opisal je številne nove mikroorganizme, med njimi rodove Nitrosomon in Nitrobacter. Bil je tudi odkritelj kemosinteze.

Med številnimi priznanji, ki jih je prejel ta mikrobiolog, imenujemo častni član Moskovskega društva naravoslovnih znanosti.

Bil je tudi član Francoske akademije znanosti. Leta 1935 je prejel medaljo Leeuwenhoek, ki jo je podelila Kraljevska nizozemska akademija znanosti in umetnosti. Louis Pasteur ga je povabil na vodjo mikrobiologije Pasteurjevega inštituta.

Kaj je Winogradski stolpec??

Ta naprava ni nič drugega kot stekleni valj ali plastika, ki vsebuje različne materiale. Cisterna je napolnjena do tretjine prostornine z blatom ali blatom, ki je bogato z organskimi snovmi.

Nato dodamo celulozo in vse druge organske snovi, ki bodo služile kot vir organskega ogljika. Dodamo kalcijev sulfat kot vir žvepla in dodamo kalcijev karbonat, da vzdržujemo pH-ravnotežje. Kolona je dopolnjena z vodo iz reke, jezera, vodnjaka itd..

Naprava mora nato zoreti ali inkubirati pri sončni ali umetni svetlobi nekaj tednov do nekaj mesecev. Po tem času se stolpec stabilizira in vzpostavijo se natančno določena mikrohabitata. V vsakem mikrohabitatu se bodo razvili posebni mikroorganizmi glede na njihove posebne zahteve.

Kaj se dogaja v stolpcu?

Prvi mikroorganizmi, ki kolonizirajo kolono, bodo začeli uporabljati elemente kolone in sprostiti pline in druge snovi, ki bodo zavirale ali spodbujale razvoj drugih vrst..

Sčasoma bo aktivnost mikroorganizmov in abiotskih procesov povzročila kemijski in okoljski gradient vzdolž kolone. Zaradi tega bodo ustvarjene različne niše za rast mikroorganizmov.

Z omogočanjem, da ta stolpec zori ali inkubira pod sončno svetlobo ali umetno svetlobo več tednov ali mesecev, se tvorijo kisikovi in ​​sulfidni gradienti..

To omogoča razvoj strukturiranega mikrobnega ekosistema s široko paleto mikrohabitatov. Na ta način so v koloni izdelani vsi procesi, ki omogočajo vzdrževanje ciklov hranil.

Zgornji del kolone, v stiku z zrakom, bo najbogatejši s kisikom, ki se bo počasi razpršil navzdol..

Vzporedno bodo proizvodi, ki nastanejo v spodnjem delu kolone, produkt razgradnje celuloze in vodikovega sulfida, razpršeni navpično navzgor..

Winogradskina conacija

Anaerobna cona

Nastajanje in difuzija mikrobnih metabolitov zaradi različnih kemijskih gradientov povzroča porazdelitev skupin organizmov glede na njihove zahteve..

Ta porazdelitev je podobna tisti v naravi. Na ta način Winogradski stolpec simulira navpično mikrobno porazdelitev, ki jo najdemo med jezeri, lagunami.

Spodnji del kolone je popolnoma brez kisika in je namesto tega bogat z vodikovim sulfidom. Na tem področju so anaerobne bakterije, kot npr Clostridium Razgradite celulozo. Dobimo produkt razgradnje organskih kislin, alkoholov in vodika.

Presnovke, ki jih proizvaja Clostridium služi kot substrat za vrste, ki reducirajo sulfate Desulfovibrio. Ti pa uporabljajo sulfate ali druge oblike delno oksidiranega žvepla.

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

Prisotnost sulfat-reducirajočih bakterij v koloni je prikazana kot temna območja na dnu kolone. Nad bazalnim pasom se pojavita dve plasti majhne globine, pri čemer vrste, ki uporabljajo vodikov sulfid, proizveden v spodnjem pasu. V teh dveh pasovih prevladujejo anaerobne fotosintetične bakterije.

Najbolj bazalni od teh trakov vsebuje zelene žveplove bakterije (Klorobium). V naslednjem pasu prevladujejo vijolične žveplove bakterije iz rodu Cromatium. Blizu teh pasov se pojavijo bakterije, ki zmanjšajo količino železa Gallionella,  Bacillus o Pseudomonas.

Aerobna površina

Malo naprej v koloni se začne pojavljati kisik, vendar v zelo nizkih koncentracijah. To območje imenujemo mikroaerofilni.

Tukaj bakterije Rhodospirillum in Rhodopseudomonas izkoristiti redke kisike, ki so na voljo. Vodikov sulfid zavira razvoj teh mikroaerofilnih bakterij.

Aerobna cona je razdeljena na dve plasti:

  • Najbolj bazalna od njih, ki jo predstavlja vmesnik blatne vode.
  • Najbolj oddaljena cona nastane z vodnim stolpcem.

V vmesniku blato-voda bakterije rodov, kot so Beggiatoa in Thiothrix. Te bakterije lahko oksidirajo žveplo iz nižjih plasti.

Vodni stolpec pa je koloniziran z veliko raznolikostjo organizmov, vključno s cianobakterijami, glivicami in diatomejami.

Uporabe

-Stolpec Winogradskega ima več uporab, med najpogostejšimi so:

-Raziščite presnovno raznolikost mikrobov.

-Študija ekoloških nasledstev.

-Obogatitev ali izolacija novih bakterij.

-Analize bioremediacije.

-Proizvodnja biovodika.

-Študija vplivov okoljskih dejavnikov na mikrobno strukturo in dinamiko skupnosti ter s tem povezanih bakteriofagov.

Reference

  1. D.C. Anderson, R.V. Hairston (1999). Winogradski stolpec in biofilmi: modeli za poučevanje kroženja hranil in sukcesije v ekosistemu. Ameriški učitelj biologije.
  2. D.J. Esteban, B. Hysa, C. Bartow-McKenney (2015). Časovna in prostorska porazdelitev mikrobne skupnosti Winogradskih kolon. PLOS ONE.
  3. J.P. López (2008). Winogradski stolpec. Primer osnovne mikrobiologije v srednješolskem laboratoriju. Revija Eureka o poučevanju in razširjanju znanosti.
  4. Sergej Winogradsky V Wikipediji. Vzpostavljeno iz 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). Tekstilno barvno obdelano fotoelektrolitsko in nadzirano z Winogradskimi stebri. Znanost o okoljskem inženirstvu.
  6. Winogradski stolpec. V Wikipediji. Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org.