The Winogradsky Column

Eine Winogradsky-Säule ist ein selbstorganisierendes, künstliches mikrobielles Ökosystem zur Untersuchung der mikrobiellen Vielfalt und des Stoffwechsels.

Sie wird gebaut, indem ein Glaszylinder halb mit organisch-reichem Sediment gefüllt wird.

Geschreddertes Papier wird als Kohlenstoffquelle hinzugefügt, Gips als Sulfatquelle und Calciumcarbonat als Puffer.

Die Säule ist mit Wasser gefüllt und dem Licht ausgesetzt.

Im Laufe der Zeit bilden sich in der Säule deutliche mikrobielle Schichten, die Sauerstoff- und Schwefelgradienten erzeugen.

Oben führen Cyanobakterien sauerstoffhaltige Photosynthese durch, produzieren Sauerstoff und halten die obere Zone aerob.

Darunter nutzen chemolithotrophe Schwefelbakterien diesen Sauerstoff zur Oxidation von Schwefelwasserstoff.

In den unteren anoxischen Zonen führen violette und grüne Schwefelbakterien eine anoxygenische Photosynthese durch und verwenden Schwefelwasserstoff zur Fixierung von Kohlendioxid.

In den tieferen anoxischen Schichten reduzieren anaerobe Bakterien wie Sulfatreduzierer und Fermenter Sulfat zu Schwefelwasserstoff, das nach oben diffundiert und von schwefeloxidierenden Bakterien genutzt wird, wodurch ein vertikaler Schwefelkreislauf