Delen:
Wat is de Winogradsky-kolom en waar is het voor?
de Winogradsky-kolom Het is een apparaat dat wordt gebruikt voor de kweek van verschillende soorten micro-organismen. Het is gemaakt door de Russische microbioloog Sergei Winogradsky. De groei van micro-organismen zal in gestratificeerde vorm langs de kolom plaatsvinden.
Stratificatie wordt uitgevoerd op basis van de voedings- en milieueisen van elke groep organismen. Hiervoor worden verschillende soorten voedingsstoffen en energiebronnen aan het apparaat geleverd.
De kolom is een verrijkt kweekmedium, waar micro-organismen van verschillende groepen zullen groeien. Na een periode van rijping die tussen enkele weken en enkele maanden kan duren, zullen deze micro-organismen in specifieke microhabitats worden geplaatst.
De gecreëerde microhabitats zullen afhangen van het gebruikte materiaal en de onderlinge relaties tussen de organismen die zich ontwikkelen.
index
- 1 Wie was Sergey Winogradsky?
- 2 Wat is de Winogradsky-kolom??
- 3 Wat gebeurt er in de kolom?
- 4 Zonatie van de kolom van Winogradsky
- 4.1 Anaerobe zone
- 4.2 Aerobe zone
- 5 Gebruik
- 6 Referenties
Wie was Sergei Winogradsky?
Sergey Winogradsky (1856-1953), de maker van de kolom die zijn naam draagt, was een Russische microbioloog, geboren in Kiev, de huidige hoofdstad van Oekraïne. Naast microbioloog was hij ook een expert in ecologie en bodemonderzoek.
Zijn werk met micro-organismen die afhankelijk zijn van zwavel en de biogeochemische processen van stikstof gaven hem grote bekendheid. Hij beschreef talloze nieuwe micro-organismen, waaronder de geslachten Nitrosomonas en Nitrobacter. Hij was ook de ontdekker van de chemosynthese.
Onder de vele erkenningen ontvangen door deze microbioloog wordt een erelid van de Moscow Society of Natural Sciences genoemd.
Hij was ook lid van de Franse Academie van Wetenschappen. Hij ontving in 1935 de Leeuwenhoek-medaille, erkenning verleend door de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen. Hij werd door Louis Pasteur zelf uitgenodigd als hoofd van de microbiologie van het Pasteur Instituut.
Wat is de Winogradsky-kolom??
Dit apparaat is niets meer dan een cilinder van glas of plastic met verschillende materialen. De cilinder is tot een derde gevuld met modder of modder die rijk is aan organisch materiaal.
Vervolgens worden cellulose en elk ander organisch materiaal toegevoegd, dat als een bron van organische koolstof zal dienen. Calciumsulfaat wordt toegevoegd als een bron van zwavel en calciumcarbonaat wordt toegevoegd om de pH-balans te handhaven. De kolom wordt voltooid met water uit een rivier, meer, bron, enz..
Het apparaat moet vervolgens rijpen of incuberen onder zonlicht of kunstlicht gedurende een periode van enkele weken tot enkele maanden. Na die tijd stabiliseert de kolom en worden goed gedefinieerde microhabitats vastgesteld. In elke micro-habitat zullen specifieke micro-organismen worden ontwikkeld volgens hun specifieke vereisten.
Wat gebeurt er in de kolom?
De eerste micro-organismen om de kolom te koloniseren zullen de elementen van de kolom beginnen te gebruiken en om gassen en andere stoffen af te geven die de ontwikkeling van andere soorten zullen remmen of begunstigen..
Naarmate de tijd verstrijkt, zal de activiteit van micro-organismen en abiotische processen chemische en omgevingsgradiënten produceren langs de kolom. Dankzij dit zullen verschillende niches voor microbiële groei worden gegenereerd.
Door deze kolom te laten rijpen of gedurende weken of maanden onder zonlicht of kunstmatig licht te incuberen, worden zuurstof- en sulfidegradiënten gevormd.
Dit maakt de ontwikkeling mogelijk van een gestructureerd microbieel ecosysteem met een grote verscheidenheid aan microhabitats. Op deze manier worden alle processen die instandhouding van voedingscycli mogelijk maken in de kolom geproduceerd.
Het bovenste deel van de kolom, in contact met de lucht, is de rijkste van zuurstof, die langzaam naar beneden zal diffunderen.
Tegelijkertijd zullen de producten die in het onderste gedeelte van de kolom worden gegenereerd, het product van de afbraak van cellulose en waterstofsulfide, verticaal naar boven diffunderen.
Winogradsky kolomzonering
Anaerobe zone
De productie en diffusie van microbiële metabolieten, als gevolg van de verschillende chemische gradiënten, vindt zijn oorsprong in een verdeling van groepen organismen volgens hun vereisten.
Deze verdeling is vergelijkbaar met die welke in de natuur is vastgesteld. Op deze manier simuleert de Winogradsky-kolom de verticale microbiële verdeling die wordt gevonden in meren, lagunes, enzovoort.
Het onderste deel van de kolom is volledig vrij van zuurstof en is in plaats daarvan waterstofsulfide rijk. In dit gebied, anaerobe bacteriën zoals Clostridium Degradeer cellulose. Product van deze afbraak worden organische zuren, alcoholen en waterstof verkregen.
De metabolieten geproduceerd door Clostridium dienen als een substraat voor bijvoorbeeld sulfaatreducerende soorten Desulfovibrio. Deze gebruiken op hun beurt sulfaten of andere vormen van gedeeltelijk geoxideerde zwavel.
Als eindproduct geven ze waterstofsulfide af en zijn ze verantwoordelijk voor de hoge concentraties van dat gas aan de basis van de kolom.
De aanwezigheid van sulfaat-reducerende bacteriën in de kolom wordt weergegeven als donkere gebieden aan de basis van de kolom. Boven de basale band verschijnen twee banden van geringe diepte, met soorten die het waterstofsulfide gebruiken dat in de lagere band wordt geproduceerd. Deze twee banden worden gedomineerd door anaerobe fotosynthetische bacteriën.
De meest basale van deze banden bevat de groene zwavelbacterie (Chlorobium). De volgende band wordt gedomineerd door de paarse zwavelbacterie van het geslacht Cromatium. In de buurt van deze banden verschijnen bacteriën die ijzer verminderen, zoals Gallionella, bacil of Pseudomonas.
Aerobic gebied
Iets verder in de kolom begint zuurstof te verschijnen, maar in zeer lage concentraties. Dit gebied wordt microaerofiel genoemd.
Hier houden bacteriën van Rhodospirillum en Rhodopseudomonas profiteer van de schaarse beschikbare zuurstof. Waterstofsulfide remt de ontwikkeling van deze micro-aerofiele bacteriën.
De aerobe zone is verdeeld in twee lagen:
- De meest basale van hen, vertegenwoordigd door de modder-water interface.
- De buitenste zone wordt gevormd door de waterkolom.
In de modder-water interface, bacteriën van geslachten zoals Beggiatoa en Thiothrix. Deze bacteriën kunnen zwavel uit de lagere lagen oxideren.
De waterkolom, aan de andere kant, wordt gekoloniseerd door een grote verscheidenheid aan organismen, waaronder cyanobacteriën, schimmels en diatomeeën..
toepassingen
-De kolom van Winogradsky heeft verschillende toepassingen, waaronder de meest voorkomende:
-Onderzoek microbiële metabole diversiteit.
-Bestudeer ecologische successen.
-Verrijking of isolatie van nieuwe bacteriën.
-Bioremediatiebepalingen.
-Generatie van biowaterstof.
-Bestudeer de invloeden van omgevingsfactoren op de microbiële structuur en gemeenschapsdynamiek en bijbehorende bacteriofagen.
referenties
- D.C. Anderson, R.V. Hairston (1999). De Winogradsky-kolom en biofilms: modellen voor het aanleren van nutriëntenkringlopen en opvolging in een ecosysteem. De Amerikaanse leraar Biologie.
- D.J. Esteban, B. Hysa, C. Bartow-McKenney (2015). Temporele en ruimtelijke verdeling van de microbiële gemeenschap van Winogradsky-kolommen. PLOS ONE.
- J.P. López (2008). De Winogradsky-kolom. Een voorbeeld van basismicrobiologie in een laboratorium van een middelbare school. Eureka Magazine over onderwijzen en verspreiden van de wetenschappen.
- Sergei Winogradsky In Wikipedia. Opgehaald van en.wikipedia.org.
- M.L. van Sousa, P.B. de Moraes, P.R.M. Lopes, R.N. Montagnolli, D.F. de Angelis, E.D. Bidoia (2012). Textielkleurstof foto-elektrolytisch behandeld en gevolgd door Winogradsky-kolommen. Environmental Engineering Science.
- Winogradsky-kolom. In Wikipedia. Opgehaald van en.wikipedia.org.