La columna Winogradsky es un dispositivo sencillo para cultivar una gran diversidad de microorganismos . Inventado en la década de 1880 por Sergei Winogradsky , el dispositivo es una columna de lodo de estanque y agua mezclada con una fuente de carbono como periódico (que contiene celulosa ), malvaviscos ennegrecidos o cáscaras de huevo (que contienen carbonato de calcio ) y una fuente de azufre como yeso. ( sulfato de calcio ) o yema de huevo. La incubación de la columna a la luz del sol durante meses da como resultado un gradiente aeróbico/ anaeróbico , así como un gradiente de sulfuro. Estos dos gradientes promueven el crecimiento de diferentes microorganismos como Clostridium , Desulfovibrio , Chlorobium , Chromatium , Rhodomicrobium y Beggiatoa , así como muchas otras especies de bacterias, cianobacterias y algas.
La columna proporciona numerosos gradientes, dependiendo de los nutrientes aditivos, a partir de los cuales pueden crecer los diversos organismos antes mencionados. La fase de agua aeróbica y la fase de lodo o suelo anaeróbico son una de esas distinciones. Debido a la baja solubilidad del oxígeno en el agua, el agua rápidamente se vuelve anóxica hacia la interfaz del lodo y el agua. Los fotótrofos anaeróbicos todavía están presentes en gran medida en la fase de lodo, y todavía hay capacidad para la creación de biopelículas y la expansión de colonias, como se muestra en las imágenes de la derecha. Las algas y otros fotótrofos aeróbicos están presentes a lo largo de la superficie y el agua de la mitad superior de las columnas.
La columna es una mezcla aproximada de ingredientes; las medidas exactas no son críticas. Un vaso alto (30 cm de largo, >5 cm de ancho) se llena hasta un tercio con lodo del estanque, omitiendo palos, escombros y burbujas de aire. Se requiere un suplemento de ~0,25% p/p de carbonato de calcio y ~0,50% p/p de sulfato de calcio o sulfato de sodio (la cáscara de huevo molida y la yema de huevo, respectivamente, son ricas en estos minerales), mezclados con un poco de periódico triturado, papel de filtro o heno ( para celulosa). Una capa anaeróbica adicional, esta vez de barro no suplementado, llena el recipiente hasta dos tercios de su capacidad. Alternativamente, algunos procedimientos requieren el uso de arena para la capa sobre el sedimento enriquecido para permitir una observación y muestreo más fáciles de las poblaciones resultantes. A esto le sigue agua del estanque para saturar el barro (o arena) y ocupar la mitad del volumen restante. La columna se cierra herméticamente para evitar la evaporación del agua y se incuba durante varios meses con luz natural intensa.
Después de sellar herméticamente la columna, las bacterias anaeróbicas se desarrollarán primero, incluido Clostridium spp. Estas bacterias anaeróbicas consumirán la celulosa como fuente de energía. Una vez que esto comienza, crean CO 2 que es utilizado por otras bacterias y así comienza el ciclo. Con el tiempo, aparecerán capas de colores de diferentes bacterias en la columna. En la parte inferior de la columna habrá una zona negra anaeróbica dominada por H 2 S con bacterias reductoras de azufre, la capa superior será de bacterias anaeróbicas fotosintéticas de azufre verdes, luego la capa será de color púrpura, que son bacterias anaeróbicas de azufre, seguida de otra columna de bacterias anaeróbicas de color púrpura. bacterias que no son de azufre y en la parte superior habrá una capa de cianobacterias que son bacterias oxidantes de azufre. Esta capa superior de bacterias aeróbicas produce O 2 que retroalimenta la columna para facilitar reacciones adicionales. [1]
Si bien la columna de Winogradsky es una herramienta excelente para ver comunidades enteras de bacterias, no permite ver las densidades o las colonias bacterianas individuales. También tarda mucho en completar su ciclo. Sin embargo, no se debe pasar por alto su importancia en la microbiología ambiental y sigue siendo una herramienta excelente para determinar las principales comunidades bacterianas en una muestra. [2]