Виноградский столбец - Winogradsky column
В Виноградский столбец представляет собой простое устройство для культивирования большого разнообразия микроорганизмы. Изобретен в 1880-х годах Сергей Виноградский, устройство представляет собой столб из прудового ила и воды, смешанных с источником углерода, таким как газета (содержащий целлюлоза ), почерневший зефир или яичная скорлупа (содержащие карбонат кальция ), а сера источник, такой как гипс (сульфат кальция ) или яичный желток. Инкубация колонки на солнечном свете в течение нескольких месяцев приводит к аэробный /анаэробный градиент, а также градиент сульфида. Эти два градиента способствуют росту различных микроорганизмов, таких как Clostridium, Десульфовибрио, Хлоробий, Chromatium, Родомикробий, и Beggiatoa, а также многие другие виды 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 аноксический к границе раздела грязи 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. Этим организмам часто приписывают зеленый рост.
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 заполнен прудовой грязью, без каких-либо палок, мусора и пузырьков воздуха. Требуется добавление ~ 0,25% карбоната кальция и ~ 0,50% сульфата или сульфата натрия (молотая 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, наполняет емкость 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 виды Эти анаэробные бактерии потребляют целлюлозу в качестве источника энергии. Как только это начнется, они создают CO2 который используется другими бактериями, и таким образом цикл начинается. Со временем в колонке появятся цветные слои с разными бактериями. Внизу столбца будет черный анаэробный H2Зона с преобладанием сероредуцирующих бактерий, слой выше будет зелеными фотосинтезирующими серными анаэробными бактериями, затем слой будет пурпурным, то есть серными анаэробными бактериями, за которым последует еще один столбик пурпурных анаэробных несернистых бактерий, а вверху будет слой цианобактерий, бактерий, окисляющих серу. Этот верхний слой аэробных бактерий производит O2 который возвращается в колонку, вызывая дальнейшую реакцию.[1]
Хотя колонка Виноградского - отличный инструмент для просмотра целых сообществ бактерий, она не позволяет увидеть плотность или отдельные бактериальные колонии. Для завершения цикла также требуется много времени. 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.[2]