Coloana Vinogradsky
Coloana Vinogradsky este un dispozitiv simplu pentru cultura unei mari diversități de microorganisme . Inventat de Sergej Vinogradskij , dispozitivul constă dintr-o coloană de apă de noroi și staniu, cu adăugarea unei surse de carbon, cum ar fi hârtie de ziar (care conține celuloză ), sau coji de ou (care conțin carbonat de calciu ) și o sursă de sulf, cum ar fi gips ( sulfat de calciu ) sau gălbenuș de ou.
Prin expunerea coloanei la lumina soarelui timp de câteva luni, se produce un gradient aerob / anaerob și un gradient de concentrație de sulf în coloană. Aceste două gradiente cauzează creșterea unei remarcabilă diversitate de microorganisme , cum ar fi clostridium , Desulfovibrio , chlorobium , chromatium , rhodomicrobium , beggiatoa si multe alte specii de bacterii, cianobacterii și alge .
În coloană se formează numeroși gradienți de concentrație, în funcție de nutrienții adăugați, rezultând creșterea unei varietăți de organisme menționate mai sus. Putem distinge două faze, faza aerobă de apă și nămol și faza anaerobă constând din fund. Datorită solubilității scăzute a oxigenului în apă, apa devine rapid anoxică spre interfața noroiului și a apei.
Realizare
Coloana este alcătuită dintr-un amestec de ingrediente aspre. Un cilindru de sticlă sau un tub de plastic (lungime de 30 de centimetri și diametru de 5 centimetri, măsurători exacte nu sunt critice) este umplut o treime cu noroi de tablă, îndepărtând bețișoarele, resturile și / sau bulele de aer. Nămolul este adăugat cu aproximativ 0,25% g / g carbonat de calciu și aproximativ 0,50% g / g sulfat de calciu sau sulfat de sodiu, coji de ou și, respectiv, gălbenuș de ou, sunt bogate în aceste minerale și sunt utilizate în general în acest scop. Se amestecă totul cu bucăți de hârtie de ziar mărunțită sau fân (pentru celuloză). Un alt nivel anaerob este obținut prin adăugarea de noroi, umplând recipientul cu două treimi. Ultima treime este formată din jumătate din apă din iaz și jumătate din aer. Coloana este închisă ermetic pentru a preveni evaporarea apei și este lăsată să se incubeze câteva luni la temperatura camerei la lumină naturală puternică.
 Trei coloane Vinogradsky diferite în starea inițială. Acestea conțin apă și noroi preluate dintr-un râu, ultimele două coloane din dreapta au fost modificate cu adăugarea de fosfat, azotat și sulf. Aceste adăugiri promovează creșterea unei varietăți de bacterii de la regiunile anaerobe la cele aerobe ale coloanei vertebrale. |  Aceleași coloane după 7 săptămâni. Se remarcă creșterea algelor, cianobacteriilor și a altor colonii bacteriene. Un interes deosebit sunt zonele roșii ale coloanei centrale, care indică creșterea bacteriilor purpurii nesulfuroase (adică Rhodospirillaceae ). În a treia coloană, zona roșie indică creșterea coloniilor de bacterii cu sulf purpuriu ( Chromatium ). |
Coloana lui Vinogradsky rămâne o demonstrație fascinantă a fototrofiei , chemoautotrofiei și ecologiei microorganismelor, după cum au demonstrat conferințele de microbiologie din întreaga lume.
Tabel rezumat
| Microorganisme și ordinea de aspect (de sus în jos a coloanei) | Principalele genuri reprezentative | Sursa de energie | Sursa de carbon | Principalele reacții conexe | Trofism | Conditii de mediu |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Protiști , diatomee , cianobacterii | Variat | Fotosinteza sau heterotrofia, fotosinteza, fotosinteza | Aerobioză | |||
| Bacteriile oxidante ale sulfului | Thiobacillus | H 2 S | H 2 S → Sulf și compuși de sulf oxidați (oxidare) | Chimiolitotrof | Aerobic | |
| Bacteriile oxidante ale sulfului | Beggiatoa | H 2 S | CO 2 în anaerobioză, carbon organic în aerobioză | H 2 S → sulf (oxidare) | Chimiolitotrof | facultativă anaerobă |
| Bacterii purpurii fără sulf | Rhodospirillum | Carbon ușor și organic | Carbon organic | Fotosinteză | Fotoorganotrof | Anaerob facultativ |
| Bacterii violete de sulf | Cromatium | H 2 S și lumină | CO 2 (din carbonat de calciu ) | H 2 S → Sulf insolubil și sulfați | Fotolitotrof | Anaerob |
| Bacterii de sulf verzi | Clorobiu | H 2 S și lumină | CO 2 (din carbonat de calciu) | H 2 S → Sulf insolubil și sulfați | Fotolitotrof | Anaerob |
| Bacterii reducătoare de sulf | Desulfovibrio | Sulfat de hidrogen | Sulfati → H 2 S (reducere sulfat) | Chimiolitotrof | Anaerob tolerant la aer | |
| Nesulfuroase obligă bacteriile anaerobe | Clostridium | Fermentarea anaerobă a glucozei (obținută din degradarea celulozei) | Celuloză (din hârtie) | Celuloză → Glucoză (oxidare) | Heterotrof | Obligați anaerob |
Bibliografie
- ( EN ) LB Taras, Promovarea implicării studenților în experimentele de laborator de mediu într-o microbiologie generală ( PDF ) [ link rupt ] , în Microbiology Education , vol. 4, 2003, pp. 23-29.
- ( EN ) GA Zavarzin, Winogradsky and modern microbiology , în Winogradsky and modern microbiology , vol. 75, nr. 5, 2006, pp. 501-511, DOI : 10.1134 / S0026261706050018 .
- ( RO ) B. Rogan, M. Lemke, M. Levandowsky, T. Gorrel, Explorarea ciclului nutrienților cu sulf folosind coloana Winogradsky ( PDF ), în The American Biology Teacher , vol. 67, nr. 6, 2005, pp. 348-356 (arhivat din original la 4 martie 2016) .
- ( EN ) Lloyd Ackert Jr. (2006) Rolul microbilor în agricultură: descoperirea și investigarea chimiosintezei lui Sergei Vinogradskii, 1880–1910. Jurnalul de Istorie a Biologiei , la springerlink.com . Adus la 12 iunie 2021 (Arhivat din original la 11 aprilie 2013) .
- ( EN ) Lloyd Ackert Jr. (2007) „Ciclul vieții” în ecologie: Microbiologia solului lui Sergei Vinogradskii, 1885–1940. Jurnalul de Istorie a Biologiei , la springerlink.com . Adus la 12 iunie 2021 (arhivat din original la 29 aprilie 2016) .
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere din Coloana lui Vinogradsky
linkuri externe
- ( EN ) Tutorial animat de Science Education Resource Center - Carleton College
- (EN) Coloana Winogradsky: viața perpetuă într-un tub - Universitatea Edinburgh
- (EN) Experiment: Coloana Winogradsky de pe woodrow.org. Adus la 9 decembrie 2009 (arhivat din original la 9 octombrie 2010) .
- ( EN ) Grupul de cercetare Winogradsky [1]
- ( EN )
Cum să construiești o coloană Winogradsky , pe YouTube . de NASA Quest - ( RO ) Construirea unei coloane Winogradsky , pe biofilmbook.hypertextbookshop.com .
- ( RO ) Coloana Winogradsky , pe sumanasinc.com .
