Виноградский столбец - Winogradsky column
Колонна Виноградской простое устройство для культивирования большого разнообразия микроорганизмов . Устройство, изобретенное в 1880-х годах Сергеем Виноградским , представляет собой столб из прудовой грязи и воды, смешанной с источником углерода, таким как газета (содержащая целлюлозу ), почерневший зефир или яичная скорлупа (содержащая карбонат кальция ), а также источник серы, например гипс. ( сульфат кальция ) или яичный желток. Инкубация колонки на солнечном свете в течение нескольких месяцев приводит к аэробному / анаэробному градиенту, а также к градиенту сульфидов. Эти два градиента способствуют росту различных микроорганизмов, таких как Clostridium , Desulfovibrio , Chlorobium , Chromatium , Rhodomicrobium и Beggiatoa , а также многих других видов бактерий, цианобактерий и водорослей.
Колонка обеспечивает многочисленные градиенты, в зависимости от дополнительных питательных веществ, из которых могут расти различные вышеупомянутые организмы. Одно из таких различий - аэробная водная фаза и анаэробная фаза грязи или почвы. Из-за низкой растворимости кислорода в воде вода быстро становится бескислородной по отношению к границе раздела ила и воды. Анаэробные фототрофы все еще присутствуют в значительной степени в фазе грязи, и все еще существует способность к созданию биопленок и расширению колоний, как показано на изображениях справа. Водоросли и другие аэробные фототрофы присутствуют на поверхности и в воде верхней половины колонн.
Строительство
Колонка представляет собой грубую смесь ингредиентов - точные измерения не имеют решающего значения. Высокий стакан (30 см в длину,> 5 см в ширину) на треть наполнен прудовой грязью, без каких-либо палок, мусора и пузырьков воздуха. Требуется добавление ~ 0,25% карбоната кальция и ~ 0,50% сульфата кальция или сульфата натрия (измельченная яичная скорлупа и яичный желток соответственно богаты этими минералами), смешанные с измельченной газетой, фильтровальной бумагой или сеном ( для целлюлозы). Дополнительный анаэробный слой, на этот раз из грязи без добавок, доводит емкость до заполнения на две трети. В качестве альтернативы, некоторые процедуры требуют использования песка для слоя над обогащенным осадком, чтобы упростить наблюдение и отбор проб образующихся популяций. Затем идет вода из пруда, которая насыщает ил (или песок) и занимает половину оставшегося объема. Колонку плотно закрывают, чтобы предотвратить испарение воды, и выдерживают несколько месяцев при ярком естественном освещении.
После того, как колонка будет плотно закрыта, первыми будут развиваться анаэробные бактерии, в том числе Clostridium spp. Эти анаэробные бактерии потребляют целлюлозу в качестве источника энергии. Как только это начинается, они создают CO 2, который используется другими бактериями, и таким образом начинается цикл. Со временем в колонке появятся цветные слои с разными бактериями. Внизу столбца будет черная анаэробная зона с преобладанием сероводорода H 2 S с сероредуцирующими бактериями, верхний слой - зеленые фотосинтезирующие серу анаэробные бактерии, затем слой будет пурпурным, который представляет собой серные анаэробные бактерии, за которым последует еще один столбец пурпурных анаэробных бактерий. не содержащие серы бактерии, а наверху будет слой цианобактерий, которые являются бактериями, окисляющими серу. Этот верхний слой аэробных бактерий производит O 2, который возвращается в колонку, вызывая дальнейшую реакцию.
Хотя колонка Виноградского - отличный инструмент для просмотра целых сообществ бактерий, она не позволяет увидеть плотности или отдельные бактериальные колонии. Также требуется много времени, чтобы завершить его цикл. Однако не следует упускать из виду его важность в микробиологии окружающей среды, и он по-прежнему является отличным инструментом для определения основных бактериальных сообществ в образце.