Colonna di Winograsky

La colonna di Winogradsky è un dispositivo per coltivare diversi tipi di microrganismi. Fonte: Tjmhay, dominio pubblico, via Wikimedia Commons

Qual è la colonna Wingrasky?

IL Colonna di Winograsky È un dispositivo utilizzato per coltivare diversi tipi di microrganismi. È stato creato dal microbiologo russo Serguéi Wingrasky. In tutta la colonna, puoi vedere la crescita dei microrganismi, che crescerà stratificatamente.

La stratificazione viene eseguita in base ai requisiti nutrizionali e ambientali di ciascun gruppo di organismi (ciò di cui hanno bisogno per vivere e riprodurre). Per questo, al dispositivo vengono forniti diversi tipi di nutrienti e fonti energetiche.

La colonna è una cultura arricchita, in cui crescerà i microrganismi di diversi gruppi. Dopo un periodo di maturazione che può durare tra diverse settimane e diversi mesi, questi microrganismi saranno disponibili in specifici microhabitati.

I microhabitat creati dipenderanno dal materiale utilizzato e dalle interrelazioni tra gli organismi sviluppati. Illustra come i microrganismi sviluppano i loro cicli.

Che era Serguéi Wingrasky?

Serguéi Winogradsky (1856-1953) era un microbiologo russo nato a Kiev, attuale capitale dell'Ucraina. Oltre al microbiologo, era anche un esperto di ecologia e studio del suolo.

Le sue opere con microrganismi dipendenti dallo zolfo e dai processi biogeochimici di azoto gli hanno dato grande fama. Descritto numerosi nuovi microrganismi, inclusi i generi Nitrosomone E Nitrobacter. Era anche il scopritore di chemosintesi.

Tra i numerosi premi ricevuti da questo microbiologo sono stati nominati membro onorario della Mosca Natural Sciences Society.

Era anche membro dell'Accademia francese delle scienze. Ha ricevuto nel 1935 la medaglia Leeuwenhoek, riconoscimento concesso dalla Royal Dutch Academy of Arts and Sciences. È stato invitato dallo stesso Louis Pasteur a essere a capo della microbiologia presso il Pasteur Institute.

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Qual è la colonna di Winradsky?

Questo dispositivo non è altro che un cilindro di vetro o plastica che contiene materiali diversi. Il cilindro è riempito a un terzo della sua capacità di fango o fango ricco di questioni organiche.

Successivamente, vengono aggiunte cellulosa, strisce di giornale e qualsiasi altra materia organica, che fungerà da fonte di carbonio organico.

Come fonte di zolfo, viene aggiunto solfato di calcio e per mantenere l'equilibrio del pH, viene aggiunto carbonato di calcio. La colonna si riempie eccessivamente di acqua da un fiume, un lago, bene, ecc. Infine, è coperto di foglio di alluminio.

Il dispositivo deve quindi essere maturato o incubato alla luce solare o artificiale per un periodo di poche settimane a pochi mesi. Dopo quel tempo la colonna viene stabilizzata e sono stati stabiliti microhabitati ben definiti.

Microrganismi specifici saranno sviluppati in ogni microhábitat in base ai loro requisiti particolari.

Cosa succede nella colonna?

I primi microrganismi nello spazio colonizzante inizieranno a utilizzare gli elementi della colonna e rilasciare gas e altre sostanze che inibiranno o favoriranno lo sviluppo di altre specie.

Col passare del tempo, l'attività dei microrganismi e dei processi abiotici produrrà gradienti chimici e ambientali in tutta la colonna. Grazie a ciò, saranno generate varie nicchie per la crescita microbica.

Lasciando questa colonna matura o incubazione alla luce solare o artificiale per settimane o mesi, si formano gradienti di ossigeno e solfuri.

Ciò consente lo sviluppo di un ecosistema microbico strutturato con un'ampia varietà di microhabitat. In questo modo, nella colonna vengono prodotti tutti i processi che consentono il mantenimento dei cicli di nutrienti.

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L'area superiore della colonna, a contatto con l'aria, sarà la più ricca dell'ossigeno, che si diffonderà lentamente.

Allo stesso tempo, i prodotti generati nella parte inferiore della colonna, il prodotto della degradazione della cellulosa e dell'idrogeno solforato, si diffonderanno verticalmente verso l'alto verso l'alto.

Zonazione della colonna di Winograsky

Area anaerobica

La generazione e la diffusione dei metaboliti microbici, dovuti ai vari gradienti chimici, hanno origine una distribuzione di gruppi di organismi in base ai loro requisiti.

Questa distribuzione è simile a quella stabilita in natura. In questo modo, la colonna di Winogradsky simula la distribuzione microbica verticale trovata nei laghi, le lagune, tra gli altri habitat.

La porzione inferiore della colonna manca completamente di ossigeno e, invece, è ricca di acido solfidrico. In quest'area, batteri anaerobici come Clostridium Degradono la cellulosa. Si ottengono prodotto di questo degrado acidi organici, alcoli e idrogeno.

I metaboliti prodotti da Clostridium Servono come substrato per le specie che riducono il solfato, per esempio, Desulfovibrio. Questi, a loro volta, usano solfati o altre forme di zolfo parzialmente ossidato.

Come prodotto finale rilasciano idrogeno solforato e sono responsabili delle alte concentrazioni di quel gas alla base della colonna.

La presenza di batteri che riducono il solfato nella colonna è mostrata come aree scure alla base di questo. Sopra la banda basale, due bande di poca profondità sembrano specie, con specie che usano l'idrogeno solforato prodotto nella banda inferiore. Queste due band sono dominate da batteri fotosintetici anaerobici.

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Il più basale di queste bande contiene batteri di zolfo verde (Clorobio). La prossima band è dominata dai batteri viola del genere Cromatium.

Vicino a queste bande, appaiono batteri che riducono il ferro, come Gallionella, Bacillo O Pseudomonas.

Batteri di zolfo verde (clorobiaceae) nella parte inferiore di una colonna di Winograsky. Fonte: Wikimedia Commons

Zona aerobica

Un po 'più in alto, nella colonna, l'ossigeno inizia ad apparire, ma in concentrazioni molto basse. Questa zona è chiamata microaerophilica.

Qui, batteri piacciono Rhodospirillum E Rhodopseudomonas Sfruttano lo scarso ossigeno disponibile. L'idrogeno solforato inibisce lo sviluppo di questi batteri microaeropili.

La zona aerobica è divisa in due strati:

• Il più basale di essi, rappresentato dall'interfaccia di Mud-Water.
• L'area più esterna è costituita dalla colonna d'acqua.

Nell'interfaccia di Mud-Water i batteri sono sviluppati come Beggataa E Tiothrix. Questi batteri possono ossidare il solfuro dagli strati inferiori.

La colonna d'acqua, nel frattempo, è colonizzata per una grande diversità di organismi, tra cui cianobatteri, funghi e diatomee.

Usi della colonna di Winogradsky

La colonna di Winogradsky ha vari usi, tra i più frequenti sono:

- Indagare sulla diversità metabolica microbica.

- Studia successioni ecologiche.

- Arricchimento o isolamento di nuovi batteri.

- Test di biorremediazione.

- Generazione di bioidrogeno.

- Studia le influenze dei fattori ambientali nella struttura microbica e dinamica.

Riferimenti

1. D.J. Esteban, b. Hysa, c. Bartow-McKenney (2015). Distribuzione temporanea e spaziale della comunità microbica delle colonne di Winogradsky. Plos One.
2. Sergei Winograsky. Recuperato da.Wikipedia.org.