The Winogradsky Column

ウィノグラドスキー柱は、微生物の多様性と代謝を研究するための自己組織化型の人工微生物生態系です。

ガラスの円筒の半分を有機物に富む堆積物で満たして構成されます。

細かい紙を炭素源として、石膏を硫酸塩源として、炭酸カルシウムを緩衝材として加えます。

柱は水で満たされ、光に当たっています。

時間が経つにつれて、カラム内で異なる微生物層が発達し、酸素と硫黄の勾配が形成されます。

上部ではシアノバクテリアが酸素光合成を行い、酸素を生成し、上部ゾーンを好気性に保っています。

その下では、化学栄養性硫黄細菌がこの酸素を使って硫化水素を酸化します。

下部無酸素ゾーンでは、紫と緑色の硫黄菌が無酸素光合成を行い、硫化水素を使って二酸化炭素を固定します。

より深い無酸素層では、硫酸塩還元菌や発酵菌などの嫌気性細菌が硫酸塩を硫化水素に還元し、これが上方に拡散して硫黄酸化細菌に利用され、垂直の硫黄循環を形成します。