Co je to sloupec Winogradsky a na co je?



Winogradsky sloupec Jedná se o přístroj používaný k pěstování různých typů mikroorganismů. Byl vytvořen ruským mikrobiologem Sergejem Winogradským. Růst mikroorganismů bude ve vrstvené vrstvě podél sloupce.

Rozvrstvení se provádí na základě nutričních a environmentálních požadavků každé skupiny organismů. Za tímto účelem se do zařízení dodávají různé druhy živin a zdrojů energie.

Sloupec je obohacené kultivační médium, kde rostou mikroorganismy různých skupin. Po období zrání, které může trvat několik týdnů až několik měsíců, budou tyto mikroorganismy umístěny do specifických mikrohabitat..

Vytvořené mikrohabity budou záviset na použitém materiálu a vzájemných vztazích mezi organismy, které se vyvíjejí.

Index

  • 1 Kdo byl Sergey Winogradsky?
  • 2 Co je to sloupec Winogradsky??
  • 3 Co se stane ve sloupci?
  • 4 Zonace Winogradského sloupu
    • 4.1 Anaerobní zóna
    • 4.2 Aerobní zóna
  • 5 Použití
  • 6 Odkazy

Kdo byl Sergej Winogradský?

Sergej Winogradsky (1856-1953), tvůrce sloupu, který nese jeho jméno, byl ruský mikrobiolog narozený v Kyjevě, současném hlavním městě Ukrajiny. Kromě mikrobiologa byl také odborníkem na ekologii a studium půdy.

Jeho práce s mikroorganismy závislými na síře a biogeochemických procesech dusíku mu daly velkou pověst. Popsal mnoho nových mikroorganismů, mezi nimi i rodů Nitrosomon a Nitrobacter. Byl také objevitelem chemosyntézy.

Mezi četné uznání přijaté tímto mikrobiologem je jmenován čestným členem Moskevské společnosti přírodních věd.

Byl také členem Francouzské akademie věd. On přijal v 1935 Leeuwenhoek medaile, uznání udělil královskou holandskou akademií umění a věd. Byl pozván samotným Louisem Pasteurem, aby byl náčelníkem mikrobiologie Pasteurova institutu.

Co je to sloupec Winogradsky??

Toto zařízení není nic jiného než válec ze skla nebo plastu obsahující různé materiály. Válec je naplněn na jednu třetinu kapacity bahnem nebo bahnem bohatým na organickou hmotu.

Následně se přidá celulóza a další organické látky, které budou sloužit jako zdroj organického uhlíku. Síran vápenatý se přidává jako zdroj síry a uhličitan vápenatý se přidává k udržení rovnováhy pH. Sloup je doplněn vodou z řeky, jezera, studny atd..

Přístroj pak musí zrát nebo inkubovat za slunečního světla nebo umělého světla po dobu několika týdnů až několika měsíců. Po této době se kolona stabilizuje a jsou zřízeny dobře definované mikrohabity. V každém mikrohabitatu budou vyvinuty specifické mikroorganismy podle jejich konkrétních požadavků.

Co se stane ve sloupci?

První mikroorganismy kolonizující kolonu začnou používat prvky kolony a uvolňovat plyny a další látky, které inhibují nebo podporují vývoj jiných druhů..

Jak čas plyne, aktivita mikroorganismů a abiotických procesů bude produkovat chemické a environmentální gradienty podél sloupce. Díky tomu budou vytvořeny různé výklenky pro mikrobiální růst.

Tím, že se této koloně nechá zrát nebo inkubovat za slunečního světla nebo umělého světla po dobu několika týdnů nebo měsíců, vznikají gradienty kyslíku a sulfidů.

To umožňuje rozvoj strukturovaného mikrobiálního ekosystému s širokou škálou mikrohabitů. Tímto způsobem se ve sloupci produkují všechny procesy, které umožňují udržování cyklů živin.

Horní část kolony, která je v kontaktu se vzduchem, bude nejbohatší v kyslíku, který bude pomalu difundovat směrem dolů.

Paralelně, produkty generované v dolní části kolony, produkt degradace celulózy a sirovodíku, budou difundovat svisle vzhůru..

Winogradsky zonace sloupců

Anaerobní zóna

Tvorba a difúze mikrobiálních metabolitů v důsledku různých chemických gradientů vzniká distribucí skupin organismů podle jejich požadavků..

Tato distribuce je podobná distribuci v přírodě. Tímto způsobem Winogradský sloupec simuluje vertikální mikrobiální distribuci nacházející se mimo jiné v jezerech, lagunách.

Spodní část kolony je zcela prostá kyslíku a místo toho je bohatá na sirovodík. V této oblasti, anaerobní bakterie jako Clostridium Degraduje celulózu. Získává se produkt této degradace organických kyselin, alkoholů a vodíku.

Metabolity produkované. \ T Clostridium například slouží jako substrát pro látky redukující sulfáty Desulfovibrio. Ty zase používají sulfáty nebo jiné formy částečně oxidované síry.

Jako konečný produkt uvolňují sirovodík a jsou zodpovědné za vysoké koncentrace tohoto plynu na základně kolony.

Přítomnost bakterií redukujících sulfáty ve sloupci je znázorněna jako tmavé oblasti na základně kolony. Nad bazálním pásmem se objevují dva pruhy mělké hloubky, s druhy, které používají sirovodík produkovaný v nižším pásmu. Tyto dva pásy dominují anaerobní fotosyntetické bakterie.

Nejzákladnější z těchto pásů obsahuje zelené sirné bakterie (Chlorobium). Dalšímu pásmu dominují fialové sirné bakterie rodu Cromatium. V blízkosti těchto pásů se objevují bakterie, které redukují železo, jako například Gallionella,  Bacillus o Pseudomonas.

Aerobní oblast

O něco dále ve sloupci se začíná objevovat kyslík, ale ve velmi nízkých koncentracích. Tato oblast se nazývá mikroaerofilní.

Tady, bakterie jako Rhodospirillum a Rhodopseudomonas využít vzácného dostupného kyslíku. Sírovodík inhibuje vývoj těchto mikroaerofilních bakterií.

Aerobní zóna je rozdělena do dvou vrstev:

  • Nejzákladnější z nich, reprezentované rozhraním bahenní vody.
  • Vnější zóna je tvořena vodním sloupcem.

V rozhraní bahna-voda, bakterie rodů jako Beggiatoa a Thiothrix. Tyto bakterie mohou oxidovat síru z nižších vrstev.

Na druhé straně vodní sloupec je kolonizován velkou rozmanitostí organismů, včetně sinic, hub a rozsivek..

Použití

-Sloupec Winogradsky má několik využití, mezi nejčastější patří:

-Zkoumejte mikrobiální metabolickou diverzitu.

-Studujte ekologické posloupnosti.

-Obohacení nebo izolace nových bakterií.

-Bioremediační testy.

-Tvorba biohydrogenů.

-Studium vlivů faktorů prostředí na mikrobiální strukturu a dynamiku společenství a související bakteriofágy.

Odkazy

  1. D.C. Anderson, R.V. Hairston (1999). Sloupec Winogradsky & biofilmy: modely pro výuku koloběhu živin a sukcese v ekosystému. Učitel americké biologie.
  2. D.J. Esteban, B. Hysa, C. Bartow-McKenney (2015). Časová a prostorová distribuce mikrobiálního společenství Winogradského sloupce. PLOS ONE.
  3. J.P. López (2008). Winogradský sloup. Příklad základní mikrobiologie ve středoškolské laboratoři. Časopis Eureka o výuce a šíření věd.
  4. Sergej Winogradsky Ve Wikipedii. 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). Textilní barvivo ošetřené fotoelektrolyticky a monitorované Winogradským sloupcem. Environmentální inženýrství.
  6. Winogradsky sloupec. Ve Wikipedii. Zdroj: en.wikipedia.org.