Mis on Winogradsky veerg ja mis see on?



The Winogradsky veerg See on seade, mida kasutatakse erinevate mikroorganismide kasvatamiseks. Selle on loonud vene mikrobioloog Sergei Winogradsky. Mikroorganismide kasv on kolonnis kihistatud.

Stratifitseerimine toimub iga organismi rühma toitumis- ja keskkonnanõuete alusel. Selleks tarnitakse seadmele erinevaid toitaineid ja energiaallikaid.

Kolonn on rikastatud kultuurikeskkond, kus erinevate rühmade mikroorganismid kasvavad. Pärast küpsemist, mis võib kesta mitu nädalat ja mitu kuud, paigutatakse need mikroorganismid konkreetsetesse mikroelupaikadesse.

Loodud mikroelupaigad sõltuvad kasutatavast materjalist ja arenevate organismide vahelistest seostest.

Indeks

  • 1 Kes oli Sergei Winogradsky?
  • 2 Mis on Winogradsky veerg??
  • 3 Mis toimub veerus?
  • 4 Winogradski veeru tsoneerimine
    • 4.1 Anaeroobne tsoon
    • 4.2 Aeroobne tsoon
  • 5 Kasutamine
  • 6 Viited

Kes oli Sergei Winogradsky?

Sergei Winogradsky (1856-1953), tema nime kandva veeru looja, oli Vene mikrobioloog, sündinud Kiievis, praeguses Ukraina pealinnas. Lisaks mikrobioloogile oli ta ka ökoloogia ja pinnase uuringu ekspert.

Tema töö väävlitest sõltuvate mikroorganismide ja lämmastiku biogeokeemiliste protsessidega andis talle suure tuntuse. Ta kirjeldas nende hulgas mitmeid uusi mikroorganisme, perekondi Nitrosomoon ja Nitrobacter. Ta oli ka kemosünteesi avastaja.

Selle mikrobioloogi arvukate tunnustuste hulgas nimetatakse seda Moskva Loodusteaduste Seltsi auliikmeks.

Ta oli ka Prantsuse Teaduste Akadeemia liige. Ta sai 1935. aastal Leeuwenhoeki medali, mille tunnustas Hollandi Kuninglik Kunstiakadeemia. Ta kutsus Louis Pasteur ise Pasteuri Instituudi mikrobioloogia juhiks.

Mis on Winogradsky veerg??

See seade ei ole midagi muud kui klaasist või plastist silinder, mis sisaldab erinevaid materjale. Silinder täidetakse ühe kolmandiku mahuga orgaanilise ainega rikastatud muda või mudaga.

Seejärel lisatakse tselluloos ja muud orgaanilised ained, mis toimivad orgaanilise süsiniku allikana. Väävli allikana lisatakse kaltsiumsulfaat ja pH tasakaalu säilitamiseks lisatakse kaltsiumkarbonaat. Veerg täidetakse veega jõest, järvest, kaevust jne..

Seejärel peab seade küpsema või inkubeerima päikesevalguse või tehisvalguse all mõne nädala kuni mõne kuu jooksul. Pärast seda stabiliseerub veerg ja luuakse hästi määratletud mikroelupaigad. Igas mikro-elupaigas töötatakse välja konkreetsed mikroorganismid vastavalt nende konkreetsetele nõuetele.

Mis toimub veerus?

Esimesed koloniseerimise mikroorganismid hakkavad kasutama kolonni elemente ja vabastama gaase ja teisi aineid, mis pärsivad või soodustavad teiste liikide arengut..

Aja möödudes tekitavad mikroorganismide ja abiootiliste protsesside aktiivsus kolonnis keemilisi ja keskkonnaalaseid gradiente. Tänu sellele tekivad erinevad mikrobikasvu nišid.

Lubades sellel kolonnil küpseda või inkubeerida päikesevalguse või kunstliku valgusena nädalaid või kuud, moodustuvad hapniku- ja sulfiidigradientid.

See võimaldab välja töötada struktureeritud mikrobioloogilise ökosüsteemi koos paljude mikro-elupaikadega. Sel viisil toodetakse kolonnis kõik protsessid, mis võimaldavad toitainete tsükleid säilitada.

Kolonni ülemine osa, mis puutub kokku õhuga, on hapnikuga rikkam, mis aeglaselt hajub allapoole.

Paralleelselt hajuvad kolonni alumisest osast, tselluloosi ja vesiniksulfiidi lagunemisproduktist saadud tooted vertikaalselt ülespoole.

Winogradsky veeru tsoneerimine

Anaeroobne tsoon

Mikroobsete metaboliitide teke ja difusioon tuleneb erinevate keemiliste gradientide tõttu organismide rühmade jaotusest vastavalt nende vajadustele..

See jaotus on sarnane loodusega. Sel viisil simuleerib Winogradsky veerg muuhulgas järvedes, laguunides leiduvat vertikaalset mikroobide jaotust.

Kolonni alumine osa on täiesti hapnikuvaba ja selle poolest on rikkalik vesiniksulfiid. Selles valdkonnas on anaeroobsed bakterid nagu Clostridium Lagundada tselluloosi. Saadakse selle lagunemise orgaaniliste hapete, alkoholide ja vesiniku saadus.

. \ T Clostridium kasutada näiteks sulfaat-redutseerivate liikide substraadina Desulfovibrio. Need omakorda kasutavad sulfaate või muid osaliselt oksüdeeritud väävli vorme.

Lõppsaadusena vabastavad nad vesiniksulfiidi ja vastutavad selle gaasi kõrge kontsentratsiooni eest kolonni põhjas.

Sulfaadi redutseerivate bakterite olemasolu kolonnis on näidatud pimedate aladena kolonni põhjas. Basaalriba kohal on kaks madalat sügavust, mille liigid kasutavad alumises ribas toodetud vesiniksulfiidi. Neid kahte riba domineerivad anaeroobsed fotosünteetilised bakterid.

Enamik nendest ribadest on rohelise väävli bakterid (Kloorobium). Järgmisel bändil domineerivad perekonna lilla väävli bakterid Cromatium. Nende ribade lähedal on bakterid, mis vähendavad rauda, ​​näiteks Gallionella,  Bacillus o Pseudomonas.

Aeroobne ala

Veidi kaugemale kolonnis hakkab ilmuma hapnik, kuid väga väikestes kontsentratsioonides. Seda ala nimetatakse mikroaerofiiliks.

Siin on bakterid Rhodospirillum ja Rhodopseudomonas ära kasutada olemasolevat hapnikku. Vesiniksulfiid inhibeerib nende mikroaerofiilsete bakterite arengut.

Aeroobne tsoon on jagatud kaheks kihiks:

  • Kõige põhilisem neist, mida esindab muda-vee liides.
  • Äärepoolseim piirkond moodustub veesambast.

Muda-vee liideses on perekondade bakterid nagu Beggiatoa ja Thiothrix. Need bakterid võivad oksüdeerida alumise kihi väävlit.

Teisest küljest koloniseerib veesammas suur hulk organisme, sealhulgas tsüanobaktereid, seeni ja diatomeid..

Kasutamine

-Winogradsky veerus on mitu kasutust, kõige sagedasemad on:

-Uurige mikroobide ainevahetuse mitmekesisust.

-Uurige ökoloogilisi pärandeid.

-Uute bakterite rikastamine või eraldamine.

-Bioremediatsiooni testid.

-Biohüdrogeeni teke.

-Uurige keskkonnategurite mõju mikroobide struktuurile ja kogukonna dünaamikale ning sellega seotud bakteriofaagidele.

Viited

  1. D.C. Anderson, R.V. Hairston (1999). Winogradsky veerg ja biofilmid: ökosüsteemi toitainete tsüklite ja järjestuste õpetamise mudelid. Ameerika bioloogiaõpetaja.
  2. D.J. Esteban, B. Hysa, C. Bartow-McKenney (2015). Winogradsky veergude mikroobide kogukonna ajaline ja ruumiline jaotus. PLOS ONE.
  3. J.P. López (2008). Winogradski veerg. Näide põhilisest mikrobioloogiast keskkooli laboris. Eureka Magazine teaduste õpetamise ja levitamise kohta.
  4. Sergei Winogradsky Wikipedias. Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org.
  5. M.L. alates Sousa, P.B. de Moraes, P.R.M. Lopes, R.N. Montagnolli, D.F. de Angelis, E.D. Bidoia (2012). Tekstiilvärvi töödeldi fotoelektrolüütiliselt ja jälgiti Winogradsky kolonnide abil. Keskkonnatehnoloogia teadus.
  6. Winogradsky veerg. Wikipedias. Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org.