APA KOLOM WINOGRADSKY DAN UNTUK APA ITU? - BIOLOGI - 2025

The kolom winogradsky adalah suatu alat yang digunakan untuk budidaya berbagai jenis mikroorganisme. Itu dibuat oleh ahli mikrobiologi Rusia Sergei Winogradsky. Pertumbuhan mikroorganisme akan bertingkat-tingkat di seluruh kolom.

Stratifikasi dilakukan berdasarkan kebutuhan nutrisi dan lingkungan masing-masing kelompok organisme. Untuk ini, berbagai jenis nutrisi dan sumber energi dipasok ke perangkat.

Kolom Winogradsky. Diambil dan diedit dari: UPVD-BioEcoL3-2010, dari Wikimedia Commons.

Kolom adalah media kultur yang diperkaya, di mana mikroorganisme dari berbagai kelompok akan tumbuh. Setelah masa pematangan yang dapat berlangsung dari beberapa minggu hingga beberapa bulan, mikroorganisme ini akan tersedia di habitat mikro tertentu.

Mikrohabitat yang tercipta akan bergantung pada bahan yang digunakan dan keterkaitan antar organisme yang berkembang.

Siapakah Sergei Winogradsky?

Sergei Winogradsky (1856-1953), pencipta kolom yang menyandang namanya, adalah seorang ahli mikrobiologi Rusia yang lahir di Kiev, sekarang ibu kota Ukraina. Selain ahli mikrobiologi, ia juga ahli dalam bidang ekologi dan studi tanah.

Karyanya dengan mikroorganisme yang bergantung pada sulfur dan proses biogeokimia nitrogen memberinya ketenaran besar. Dia menggambarkan banyak mikroorganisme baru, termasuk genera Nitrosomona dan Nitrobacter. Dia juga penemu kemosintesis.

Di antara banyak penghargaan yang diterima oleh ahli mikrobiologi ini adalah sebagai anggota kehormatan Masyarakat Ilmu Pengetahuan Alam Moskow.

Dia juga anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Prancis. Pada tahun 1935 ia menerima Medali Leeuwenhoek, sebuah pengakuan yang diberikan oleh Akademi Seni dan Sains Kerajaan Belanda. Ia diundang oleh Louis Pasteur sendiri untuk menjadi Kepala Mikrobiologi di Institut Pasteur.

Apa itu kolom Winogradsky?

Perangkat ini tidak lebih dari sebuah gelas atau silinder plastik yang mengandung bahan berbeda. Silinder diisi hingga sepertiga dari kapasitasnya dengan lumpur atau lumpur yang kaya bahan organik.

Selanjutnya, selulosa dan bahan organik lainnya ditambahkan, yang akan berfungsi sebagai sumber karbon organik. Sebagai sumber belerang ditambahkan kalsium sulfat dan kalsium karbonat ditambahkan untuk menjaga keseimbangan pH. Kolom tersebut dilengkapi dengan air dari sungai, danau, sumur, dll.

Perangkat kemudian harus dimatangkan atau diinkubasi di bawah sinar matahari atau cahaya buatan selama beberapa minggu hingga beberapa bulan. Setelah waktu itu tulang belakang menjadi stabil dan habitat mikro yang terdefinisi dengan baik terbentuk. Di setiap mikrohabitat mikroorganisme tertentu akan berkembang sesuai dengan kebutuhan khusus mereka.

Apa yang terjadi di tulang belakang?

Mikroorganisme pertama yang menjajah kolom akan mulai menggunakan unsur-unsur kolom dan melepaskan gas dan zat lain yang akan menghambat atau mendukung perkembangan spesies lain.

Seiring berjalannya waktu, aktivitas mikroorganisme dan proses abiotik akan menghasilkan gradien kimiawi dan lingkungan sepanjang kolom. Berkat ini, berbagai relung akan dihasilkan untuk pertumbuhan mikroba.

Dengan membiarkan kolom ini menjadi matang atau diinkubasi di bawah sinar matahari atau cahaya buatan selama berminggu-minggu atau berbulan-bulan, gradien oksigen dan sulfida terbentuk.

Hal ini memungkinkan berkembangnya ekosistem mikroba yang terstruktur dengan berbagai macam habitat mikro. Dengan cara ini, semua proses yang memungkinkan pemeliharaan siklus nutrisi berlangsung di kolom.

Area atas kolom, yang bersentuhan dengan udara, akan menjadi yang terkaya akan oksigen, yang perlahan akan berdifusi ke bawah.

Secara paralel, produk yang dihasilkan di bagian bawah kolom, produk dari degradasi selulosa dan hidrogen sulfida, akan berdifusi secara vertikal ke atas.

Zonasi kolom Winogradsky

Zona anaerobik

Pembangkitan dan difusi metabolit mikroba, karena berbagai gradien kimia, menghasilkan distribusi kelompok organisme sesuai dengan kebutuhannya.

Distribusi ini mirip dengan yang ada di alam. Dengan cara ini, kolom Winogradsky mensimulasikan distribusi mikroba vertikal yang ditemukan di danau, laguna, dan lainnya.

Bagian bawah kolom sama sekali tidak mengandung oksigen dan sebaliknya kaya akan hidrogen sulfida. Di area ini, bakteri anaerob seperti Clostridium mendegradasi selulosa. Produk dari degradasi ini diperoleh asam organik, alkohol dan hidrogen.

Metabolit yang dihasilkan oleh Clostridium berfungsi sebagai substrat untuk spesies pereduksi sulfat, misalnya Desulfovibrio. Ini, pada gilirannya, menggunakan sulfat atau bentuk lain dari belerang teroksidasi sebagian.

Sebagai produk akhir, mereka melepaskan hidrogen sulfida dan bertanggung jawab atas konsentrasi tinggi gas ini di dasar kolom.

Adanya bakteri pereduksi sulfat pada kolom ditunjukkan sebagai area gelap di dasar kolom. Di atas pita basal, dua pita dangkal muncul, dengan spesies yang menggunakan hidrogen sulfida yang diproduksi di pita bawah. Kedua pita ini didominasi oleh bakteri fotosintetik anaerobik.

Pita paling basal ini mengandung bakteri belerang hijau (Chlorobium). Pita berikutnya didominasi oleh bakteri belerang ungu dari genus Chromatium. Di dekat pita ini, muncul bakteri yang mengurangi zat besi, seperti Gallionella, Bacillus atau Pseudomonas.

Bakteri hijau belerang (Chlorobiaceae) di bagian bawah kolom Winogradsky. Foto dari: kOchstudiO, Mikrobiologie Praktikum Universität Kassel März 2007. Diambil dan diedit dari: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Green_d_winogradsky.jpg.

Zona aerobik

Sedikit lebih jauh ke atas kolom, oksigen mulai muncul, tetapi dalam konsentrasi yang sangat rendah. Daerah ini disebut mikroaerofilik.

Di sini, bakteri seperti Rhodospirillum dan Rhodopseudomonas memanfaatkan oksigen yang langka. Hidrogen sulfida menghambat pertumbuhan bakteri mikroaerofilik ini.

Zona aerobik dibagi menjadi dua lapisan:

• Yang paling mendasar, diwakili oleh antarmuka air lumpur.
• Area terluar terdiri dari kolom air.

Bakteri dari genera seperti Beggiatoa dan Thiothrix berkembang di permukaan air lumpur. Bakteri ini dapat mengoksidasi belerang yang berasal dari lapisan bawah.

Kolom air, pada bagiannya, dijajah oleh keanekaragaman organisme yang besar, termasuk cyanobacteria, fungi, dan diatom.

Aplikasi

Kolom -Winogradsky memiliki berbagai kegunaan, di antaranya yang paling sering digunakan adalah:

-Investigasi keragaman metabolisme mikroba.

Suksesi ekologis -Pelajari.

-Perkayaan atau isolasi bakteri baru.

-Tes bioremediasi.

-Generasi biohidrogen.

-Mempelajari pengaruh faktor lingkungan pada struktur dan dinamika komunitas mikroba dan bakteriofag terkait.

Referensi

1. DC Anderson, RV Hairston (1999). Kolom Winogradsky & biofilm: model untuk mengajar siklus hara & suksesi dalam suatu ekosistem. Guru Biologi Amerika.
2. DJ Esteban, B.Hysa, C.Bartow-McKenney (2015). Distribusi temporal dan spasial komunitas mikroba kolom Winogradsky. PLOS ONE.
3. JP López (2008). Kolom Winogradsky. Contoh mikrobiologi dasar di laboratorium pendidikan menengah. Majalah Eureka tentang Pengajaran dan Diseminasi Sains.
4. Sergei Winogradsky. Di Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
5. ML de Sousa, PB de Moraes, PRM Lopes, RN Montagnolli, DF de Angelis, ED Bidoia (2012). Pewarna tekstil diolah secara fotoelektrolitik dan dipantau oleh kolom Winogradsky. Ilmu Teknik Lingkungan.
6. Kolom Winogradsky. Di Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.