Winogradsky kolumn
Winogradsky -kolonnen är en enkel anordning för att odla en stor mångfald av mikroorganismer . Anordningen uppfanns på 1880-talet av Sergei Winogradsky och är en kolonn av dammlera och vatten blandat med en kolkälla som tidningspapper (innehållande cellulosa ), svärtade marshmallows eller äggskal (innehållande kalciumkarbonat ) och en svavelkälla som gips ( kalciumsulfat ) eller äggula. Att inkubera kolonnen i solljus i månader resulterar i en aerob / anaerob gradient såväl som en sulfidgradient. Dessa två gradienter främjar tillväxten av olika mikroorganismer såsom Clostridium , Desulfovibrio , Chlorobium , Chromatium , Rhodomicrobium och Beggiatoa , såväl som många andra arter av bakterier, cyanobakterier och alger.
Kolonnen tillhandahåller många gradienter, beroende på tillsatsnäringsämnen, från vilka olika ovannämnda organismer kan växa. Den aeroba vattenfasen och anaerob lera eller jordfas är en sådan skillnad. På grund av syrets låga löslighet i vatten blir vattnet snabbt anoxiskt mot gränsytan mellan leran och vattnet. Anaeroba fototrofer finns fortfarande i stor utsträckning i lerfasen, och det finns fortfarande kapacitet för biofilmskapande och koloniexpansion, som visas i bilderna till höger. Alger och andra aeroba fototrofer finns längs ytan och vattnet i den övre halvan av kolonnerna.
Konstruktion
Kolonnen är en grov blandning av ingredienser – exakta mått är inte kritiska. Ett högt glas (30 cm långt, >5 cm brett) är fyllt till en tredjedel med dammlera, utan pinnar, skräp och luftbubblor. Tillskott av ~0,25% vikt/vikt kalciumkarbonat och ~0,50% vikt/vikt kalciumsulfat eller natriumsulfat krävs (malet äggskal respektive äggula är rika på dessa mineraler), blandat med lite strimlad tidningspapper, filterpapper eller hö ( för cellulosa). Ett ytterligare anaerobt lager, den här gången av otillsatt lera, gör att behållaren är två tredjedelar full. Alternativt kräver vissa förfaranden att sand används för lagret ovanför det anrikade sedimentet för att möjliggöra enklare observation och provtagning av resulterande populationer. Detta följs av vatten från dammen för att mätta leran (eller sanden) och uppta hälften av den återstående volymen. Kolonnen försluts tätt för att förhindra avdunstning av vatten och inkuberas i flera månader i starkt naturligt ljus.
Efter att kolonnen är tätt tät kommer de anaeroba bakterierna att utvecklas först, inklusive Clostridium spp. Dessa anaeroba bakterier kommer att förbruka cellulosan som energikälla. När detta väl börjar skapas CO 2 som används av andra bakterier och därmed börjar cykeln. Så småningom kommer färglager av olika bakterier att dyka upp i kolumnen. Längst ner i kolonnen kommer att vara svart anaerob H 2 S dominerad zon med svavelreducerande bakterier, lagret ovan kommer att vara gröna svavelfotosyntetiska anaeroba bakterier, sedan blir skiktet lila som är svavelanaeroba bakterier, följt av ytterligare en kolumn med lila anaeroba bakterier. icke-svavelhaltiga bakterier och i toppen kommer ett lager av cyanobakterier som är svaveloxiderande bakterier. Detta översta lager av aeroba bakterier producerar O 2 som matas tillbaka in i kolonnen för att underlätta ytterligare reaktioner.
Medan Winogradsky-kolumnen är ett utmärkt verktyg för att se hela samhällen av bakterier, tillåter den inte en att se tätheterna eller enskilda bakteriekolonier. Det tar också lång tid att slutföra sin cykel. Men dess betydelse i miljömikrobiologi bör inte förbises och det är fortfarande ett utmärkt verktyg för att fastställa de viktigaste bakteriesamhällena i ett prov.
Se även
- Lista över ukrainska uppfinningar