Какво представлява колоната Виноградски и за какво е тя?

на Виноградска колона Това е апарат, използван за отглеждане на различни видове микроорганизми. Той е създаден от руския микробиолог Сергей Виноградски. Растежът на микроорганизми ще бъде в стратифицирана форма по колоната.

Стратификацията се извършва въз основа на хранителните и екологични изисквания на всяка група организми. За тази цел към устройството се доставят различни видове хранителни вещества и енергийни източници.

Колоната е обогатена хранителна среда, в която ще се развиват микроорганизми от различни групи. След период на узряване, който може да продължи между няколко седмици и няколко месеца, тези микроорганизми ще бъдат поставени в специфични микро хабитати.

Създадените микро- местообитания ще зависят от използвания материал и от взаимовръзките между развиващите се организми.

индекс

• 1 Кой е Сергей Виноградски?
• 2 Какво представлява колоната Winogradsky??
• 3 Какво се случва в колоната?
• 4 Зониране на колоната на Виноградски
  • 4.1 Анаеробна зона
  • 4.2 Аеробна зона
• 5 Използване
• 6 Препратки

Кой беше Сергей Виноградски?

Сергей Виноградски (1856-1953), създател на колоната, която носи неговото име, е руски микробиолог, роден в Киев, настояща столица на Украйна. Освен микробиолог, той е и експерт по екология и почвено изследване.

Неговата работа с микроорганизми, зависими от сяра и биогеохимичните процеси на азот, му дадоха голяма известност. Той описва множество нови микроорганизми, сред които и родовете Nitrosomonas и Nitrobacter. Той също така е откривател на хемосинтезата.

Сред многобройните признания, получени от този микробиолог, е обявен за почетен член на Московското общество на естествените науки.

Той е и член на Френската академия на науките. През 1935 г. получава медал Левенхук, признат от Кралската холандска академия на изкуствата и науките. Самият той е поканен от самия Луи Пастьор да бъде началник на микробиологията на института Пастьор.

Какво представлява колоната Виноградски??

Това устройство не е нищо повече от цилиндър от стъкло или пластмаса, съдържащ различни материали. Цилиндърът се пълни до една трета от капацитета си с кал или кал, богати на органични вещества.

Впоследствие се добавят целулоза и всякакви други органични вещества, които ще служат като източник на органичен въглерод. Калциев сулфат се добавя като източник на сяра и се добавя калциев карбонат за поддържане на рН баланса. Колоната е завършена с вода от река, езеро, кладенец и др..

След това устройството трябва да узрее или да се инкубира при слънчева светлина или изкуствена светлина за период от няколко седмици до няколко месеца. След това колоната се стабилизира и се установяват добре дефинирани микро хабитати. Във всяка микрохабитация, специфични микроорганизми ще бъдат разработени в съответствие с техните специфични изисквания.

Какво се случва в колоната?

Първите микроорганизми, които колонизират колоната, ще започнат да използват елементите на колоната и да отделят газове и други вещества, които ще попречат или ще благоприятстват развитието на други видове..

С течение на времето активността на микроорганизмите и абиотичните процеси ще произвежда химически и екологични градиенти по колоната. Благодарение на това ще се генерират различни ниши за микробния растеж.

Като позволяват тази колона да узрее или да се инкубира при слънчева светлина или изкуствена светлина в продължение на седмици или месеци, се образуват кислородни и сулфидни градиенти.

Това позволява разработването на структурирана микробна екосистема с голямо разнообразие от микро хабитати. По този начин в колоната се произвеждат всички процеси, които позволяват поддържането на цикли на хранителни вещества.

Горната част на колоната, в контакт с въздуха, ще бъде най-богата на кислород, която бавно ще се разсейва надолу.

Успоредно с това продуктите, генерирани в долната част на колоната, продукт на разграждане на целулоза и сероводород, ще дифундират вертикално нагоре.

Зониране на Виноградската колона

Анаеробна зона

Генерирането и разпространението на микробните метаболити, поради различните химически градиенти, води до разпределение на групи от организми според техните изисквания..

Това разпределение е подобно на установеното в природата. По този начин колоната Winogradsky симулира вертикалното микробно разпределение в езерата, лагуните и др.

Долната част на колоната е напълно свободна от кислород и вместо това е богата на сероводород. В тази област, анаеробни бактерии като Clostridium Разгражда се целулозата. Получават се органични киселини, алкохоли и водород.

Метаболитите, произведени от Clostridium например, служи като субстрат за сулфат-редуциращи видове Desulfovibrio. Те от своя страна използват сулфати или други форми на частично окислена сяра.

Като краен продукт те освобождават сероводород и са отговорни за високите концентрации на този газ в основата на колоната.

Наличието на сулфат-редуциращи бактерии в колоната е показано като тъмни зони в основата на колоната. Над базалната лента се появяват две ленти с плитка дълбочина, с видове, които използват сероводорода, произведен в долната ивица. Тези две ленти са доминирани от анаеробни фотосинтетични бактерии.

Най-базалните от тези ленти съдържат зелените серни бактерии (Chlorobium). Следващата група е доминирана от пурпурни серни бактерии от рода Cromatium. Близо до тези ленти се появяват бактерии, които намаляват желязото, като например Gallionella,  бацил или Pseudomonas.

Аеробна зона

Малко по-нагоре в колоната започва да се появява кислород, но в много ниски концентрации. Тази област се нарича микроаерофилна.

Тук бактериите харесват Rhodospirillum и Rhodopseudomonas възползвайте се от оскъдния кислород. Сероводородът потиска развитието на тези микроаерофилни бактерии.

Аеробната зона е разделена на два слоя:

• Най-основният от тях, представен от границата на калната вода.
• Най-външната зона се образува от водния стълб.

В границата на калната вода, бактерии от родове като Beggiatoa и Thiothrix. Тези бактерии могат да окисляват сярата от долните слоеве.

Водният стълб, от друга страна, е колонизиран от голямо разнообразие от организми, включително цианобактерии, гъби и диатоми..

приложения

-Колона на Виноградски има няколко приложения, сред най-често срещаните са:

-Изследвайте микробното метаболитно разнообразие.

-Проучване на екологичните наследявания.

-Обогатяване или изолиране на нови бактерии.

-Анализи за биоремедиация.

-Генериране на биоводород.

-Проучване на влиянието на факторите на околната среда върху микробиалната структура и динамиката на общността и свързаните с тях бактериофаги.

препратки

1. Постоянен ток Anderson, R.V. Hairston (1999). Колоната и биофилмите на Winogradsky: модели за преподаване на цикли на хранителни вещества и последователност в екосистемата. Американският учител по биология.
2. D.J. Esteban, B. Hysa, C. Bartow-McKenney (2015). Временно и пространствено разпределение на микробната общност на Winogradsky колони. PLOS ONE.
3. J.P. López (2008). Колоната на Виноградския. Пример за основна микробиология в лабораторията на средното училище. Списание Еврика за преподаване и разпространение на науките.
4. Сергей Виноградски В Уикипедия. Изтеглено от en.wikipedia.org.
5. М. L. от Sousa, P.B. de Moraes, P.R.M. Lopes, R.N. Montagnolli, D.F. de Angelis, E.D. Bidoia (2012). Текстилно боядисване, обработено фотоелектролитно и контролирано от Winogradsky колони. Екологични инженерни науки.
6. Виноградска колона. В Уикипедия. Изтеглено от en.wikipedia.org.