Overview
출처: 엘리자베스 수터1,크리스토퍼 코르보1,조나단 블레이즈1
1 생물과학부, 바그너 칼리지, 1 캠퍼스 로드, 스태튼 아일랜드 뉴욕, 10301
위노그라드스키 기둥은 퇴적물 미생물 공동체, 특히 유황 사이클링에 관련된 미생물 커뮤니티를 풍요롭게 하는 데 사용되는 소형동 밀폐형 생태계입니다. 이 칼럼은 1880년대에 세르게이 위노그라드스키에 의해 처음 사용되었으며 이후 광합성기, 황 산화제, 황산염 감속기, 메탄노겐, 철 산화제, 질소 사이클러 등과 같은 생화학에 관여하는 다양한 미생물의 연구에 적용되었습니다.
지구상의 미생물의 대부분은 테스트 튜브 또는 페트리 접시 (3)에서 분리 될 수 없다는 것을 의미하는, culturable것으로 간주됩니다. 이것은 많은 요인 에 기인, 미생물 특정 신진 대사 제품에 대 한 다른 사람에 의존 하는 것을 포함 하 여. 위노그라드스키 기둥의 조건은 다른 유기체와의 상호 작용을 포함하여 미생물의 자연 서식지를 밀접하게 모방하고 실험실에서 재배할 수 있게 합니다. 이를 위해, 이 기술은 과학자가 이 유기체를 연구하고 고립에서 그(것)들을 성장하지 않고 지구의 생지구화학적 주기에 어떻게 중요한지 이해하는 것을 허용합니다.
지구의 환경은 토양, 해수, 구름 및 심해 퇴적물과 같은 모든 유형의 서식지에서번성하는 미생물로 가득합니다. 모든 서식지에서 미생물은 서로 에 의존합니다. 미생물이 성장함에 따라 설탕과 같은 탄소가 풍부한 연료뿐만 아니라 영양소, 비타민 및 산소와 같은 호흡기를 포함하여 특정 기판을소비합니다. 이 중요한 자원이 다 소모될 때, 다른 신진 대사 필요를 가진 다른 미생물은 그 때 피고 번창할 수 있습니다. 예를 들어, 위노그라드스키 컬럼에서 미생물은 먼저 첨가된 유기 물질을 소비하면서 컬럼의 하단 층에서 산소를 고갈시다. 산소가 소진되면 혐기성 유기체가 다른 유기 물질을 인수하고 소비할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 다른 미생물 공동체의 이러한 연속적인 발달은 계승 (4)이라고합니다. 미생물 승계는 위노그라드스키 컬럼에서 중요하며, 여기서 미생물 활동은 퇴적물의 화학을 변화시키고, 이는 다른 미생물의 활동에 영향을 미칩니다. 토양과 퇴적물의 많은 미생물은 또한 기판의 농도 (5)에 근거를 둔 서식지의 두 개의 다른 모형 사이 과도기 구역인 그라데이션을따라 살고 있습니다. 그라데이션의 올바른 지점에서 미생물은 최적의 양의 상이한 기판을 받을 수 있습니다. 위노그라드스키 컬럼이 발전함에 따라, 특히 산소와 황화물에서 이러한 자연 그라데이션을 모방하기 시작합니다(도 1).
그림 1: 위노그라드스키 컬럼에서 발생하는 산소(O2)및 황화물(H2S) 그라데이션의 표현이다.
위노그라드스키 기둥에서 연못이나 습지의 진흙과 물은 투명한 기둥에 혼합되어 일반적으로 빛으로 배양할 수 있습니다. 추가 기판은 일반적으로 셀룰로오스 및 황의 형태로 탄소의 지역 사회 소스를 제공하기 위해 열에 추가됩니다. Photoynthesizer는 일반적으로 퇴적물의 상단 층에서 성장하기 시작합니다. 이러한 광합성 미생물은 주로 산소를 생성하고 녹색 또는 적갈색 층으로 나타나는 시아노박테리아로구성됩니다(도 2, 표 1). 광합성은 산소를 생성하는 동안, 산소는 물에 매우 용해되지 않으며이 층 아래에 감소 (도 1). 이것은 산소의 그라데이션을 만듭니다, 하단 층에 있는 산소의 높은 농도에서 구역 수색. 산소화된 층은 호기성 층이라고 하며 산소가 없는 층은 혐기성 층이라고 합니다.
혐기성 층에서, 많은 다른 미생물 공동체는 사용 가능한 기판의 종류 및 양, 초기 미생물의 근원 및 퇴적물의 다공성에 따라 증식할 수 있다. 기둥의 하단에, 혐기성 유기 물질을 분해 유기체는 번창 할 수 있습니다. 미생물 발효는 셀룰로오스의 분해에서 유기산을 생성합니다. 이러한 유기산은 황산염을 사용하여 그 유기물을 산화하고 부산물로 황화를 생산하는 황산 감속기에서사용할 수 있습니다. 황산염 감속기의 활성은 퇴적물이 검은 색으로 변하는 경우, 철과 황화물이 검은 철 황화 광물을 형성하기 위해 반응하기 때문에 표시됩니다(도 2, 표 1). 황화물은 또한 위쪽으로 확산되어 황화물 농도가 컬럼 의 맨 아래에 높고 컬럼 의 상단에 낮은 또 다른 그라데이션을 만듭니다 (도 1).
기둥 의 중간 근처, 황 산화제는 아래에서 산소의 공급을 활용하 고 아래에서 황화물. 적당한 양의 빛으로, 광합성 황 산화제는 이 층에서 발전할 수 있습니다. 이 유기체는 녹색과 보라색 유황 박테리아로알려져 있으며 종종 녹색, 보라색 또는 보라색 빨간색 필라멘트와 얼룩으로 나타납니다 (도 2, 표 1). 녹색 황 박테리아는 황화물에 대 한 높은 허용 오차를 가지고 일반적으로 보라색 황 박테리아 바로 아래 층에서 개발. 보라색 유황 박테리아 위에, 보라색 비황 박테리아는 또한 발전할 수 있습니다. 이 유기체는 황화물 대신 전자 기증자로 유기 산을 사용하여 광합성을 하고 종종 빨간색, 보라색, 주황색 또는 갈색 층으로 나타납니다. 비광합성 유황 산화제는 보라색 비황 박테리아 위에 발전할 수 있고, 이들은 일반적으로 백색 필라멘트로 나타납니다 (도 2, 표 1). 또한 위노그라드스키 열에서도 거품이 형성될 수 있습니다. 에어로빅 층의 거품은 시아노박테리아에 의한 산소 생산을 나타낸다. 혐기성 층의 거품은 유기물을 혐기성분해하고 부산물로 메탄을 형성하는 메탄오겐,유기체의 활성으로 인해 발생할 수 있습니다.
| 열의 위치 | 기능 그룹 | 유기체 예 | 시각적 표시기 |
| 맨 위로 | 포토진더스 | 시아노박테리아 | 녹색 또는 붉은 갈색 층. 때로는 산소의 거품. |
| 비광합성 유황 산화제 | 베기아토아, 티오바실루스 | 흰색 레이어. | |
| 보라색 비황 박테리아 | 로도마이크로비움, 로도스피리움, 로도프스포드모나스 | 빨간색, 보라색, 주황색 또는 갈색 레이어. | |
| 보라색 유황 박테리아 | 크로마티움 | 보라색 또는 보라색 빨간색 레이어. | |
| 녹색 유황 박테리아 | 클로로비움 | 녹색 레이어입니다. | |
| 황산염 감소 박테리아 | 데술포비비오, 데술포토마쿨룸, 데술포박터, 데술로모나스 | 검은 색 레이어. | |
| 밑바닥 | 메탄노겐 | 메탄노코커스, 메탄노사키나 | 때로는 메탄의 거품. |
표 1: 고전적인 위노그라드 스키 열에 나타날 수 있습니다 박테리아의 주요 그룹, 위에서 아래로. 각 그룹에서 유기체의 예가 주어지며, 유기체의 각 층의 시각적 지표가 나열됩니다. 페리 외 (2002) 및 로간 외 (2005)를 기반으로합니다.
Procedure
1. 셋업
- 위노그라드스키 열을 설정하려면 다음과 같은 기본 소모품이 필요합니다.
- 현장에서 샘플을 수집하는 삽, 양동이 및 병
- 약 1L의 졸업실린더 또는 플라스틱 물병과 같은 수직, 투명한 용기
- 플라스틱 랩 및 고무 밴드
- 큰 믹싱 그릇과 큰 숟가락을 저어
- 황 공급원(달걀 노른자 또는 황산칼슘)
- 유기 탄소의 공급원 (셀룰로오스, 파쇄 된 신문의 형태로)
- 빛의 원천 (햇볕이 잘 드는 창문 또는 책상 램프)
- 습지, 습지, 연못 또는 개울에서 채취한 토양 또는 진흙
- 같은 서식지에서 물
- 선택 사항 이 프로토콜에 설명된 일부 선택적 실험에는 다음이 필요합니다.
- 소금
- 다른 색의 셀로판
- 철의 공급원(예: 네일 또는 강철 울)
- 광원이 있는 냉장고
- 광원 근처의 라디에이터
- 플라스틱 물병을 사용하는 경우, 기둥이 원통모양이 되도록 목 부위를 잘라냅니다. 빛이 플라스틱을 관통할 수 있도록 포장지를 제거합니다.
- 생 계란 살모넬라를 포함 할 수 있으며 주의처리해야합니다. 적절한 손 씻기 기술을 따라야합니다. 또는 삶은 달걀을 사용할 수 있습니다. 또한 진흙이나 퇴적물을 하수 또는 기타 유해 물질로 오염되었는지 확실히 알 수있는 방법은 없습니다. 장갑은 진흙을 혼합하고 열을 설정할 때 사용해야합니다.
2. 위노그라드스키 기둥 조립
- 삽을 사용하여 파고 들어 양동이에 진흙을 수집합니다. 퇴적물은 물 가루 근처에 있어야 하며 물로 완전히 포화상태여야 합니다. 각 위노그라드스키 열을 채우기 에는 충분한 진흙이 필요합니다. 샘플 병으로 동일한 소스에서 일부 물을 수집합니다 (컬럼 당 약 3000 mL이 필요합니다).
- 실험실에서 1리터 볼륨 컬럼의 ~75%를 채우기 위해 진흙을 첫 번째 믹싱 볼에 충분히 전달합니다. 다음으로, 숟가락을 사용하여 덩어리를 분해하는 동안 큰 바위, 나뭇 가지 또는 잎을 제거하기 위해 체질.
- 교반하는 동안 믹싱 볼에 수집 한 물 중 일부를 추가합니다. 물 진흙 혼합물의 일관성이 밀크 쉐이크와 같을 때까지 추가합니다. 덩어리가 없는지 계속 확인합니다.
- 물 진흙 밀크 쉐이크의 약 1/3을 두 번째 그릇에 옮기. 달걀 노른자와 잘게 썬 신문 한 줌을 넣고 섞습니다.
- 기둥이 약 1/4 가득 차 때까지 진흙, 달걀 노른자 및 신문의 혼합물을 열에 추가합니다.
- 기둥이 약 3/4 가득 차때까지 일반 물 진흙 혼합물을 열에 추가합니다.
- 컬럼에 물을 추가하여 작은 공간(~1/2인치)만 위에 둡니다.
- 플라스틱 랩으로 컬럼을 덮고 고무 밴드로 고정하십시오.
- 실온에서 빛의 기둥을 배양합니다.
- 다음 4~8주 동안 표 1에 설명된 대로 다양한 색층의 개발과 기포 형성을 위해 위노그라드스키 열의 변화를 모니터링한다. 또한 다른 레이어가 개발하는 데 걸리는 시간을 기록해야 합니다.
3. 클래식 위노그라드스키 열에 대한 선택적 수정
- 물을 추가하고 교반하기 전에 수집 된 진흙에 1L 위노그라드 스키 컬럼 당 25-50g의 소금을 추가합니다 (단계 2.3). 소금의 추가는 할로필 (소금을 사랑하는) 박테리아를 위해 선택됩니다.
- 철과 같은 대체 기판은 손톱이나 강철 울의 형태로 달걀 노른자 및 파쇄 된 신문 (단계 2.4)과 함께 기둥에 추가 될 수 있습니다. 이것은 갈라이오넬라와같은 철 산화 박테리아를 풍부하게 하고 녹색 층으로 나타납니다.
- 대신 실온 (단계 2.9), 기둥은 열성 애호가 (열 사랑) 박테리아 또는 환각 (냉간 사랑) 박테리아를 선택하는 광원이있는 냉장고에서 선택하기 위해 라디에이터 근처에 배양 될 수 있습니다.
- 컬럼이 배양(단계 2.9)으로 수신하는 빛의 양은 또한 고광, 저조도 또는 어둠에 다른 열을 배치하여 달라질 수 있습니다.
- 들어오는 빛의 파장은 다른 세균 군을 위해 선택하는 색상을 결정하기 위해 인큐베이션(단계 2.9)으로 다르게 그늘진 셀로판으로 컬럼을 덮어 제한될 수 있다.
4. 데이터 분석
- 1-3 주 후, 고전 위노그라드 스키 기둥의 진흙 층 의 상단에 일부 녹색 착색을 볼 수 있어야합니다 (도 2A). 이들은 시아노균 층의 성장의 첫번째 표시입니다.
- 시간이 지남에 따라, 다른 층의 모양과 진화를 모니터링 하는 것을 계속, 각 다른 세균 성 유형을 나타내는. 힌트: 개념 및 표 1을 참조하여 어떤 박테리아가 다른 층에 기여하는지 이해하십시오.
그림 2A: 21 일 동안 실온에서 배양 된 고전 위노 그라드 스키 기둥의 사진. 기둥의 상부에 있는 시아노박테리아를 나타내는 녹색 퇴적물을 유의하십시오.
- 클래식 위노그라드스키 열에 대한 수정도 준비된 경우 각 열의 결과를 비교합니다.
- 수정된 각 위노그라드스키 열의 레이어를 관찰합니다. 다음 사항에 유의하십시오.
- 열에 동일한 수의 레이어가 있습니까?
- 레이어가 동일한 색상과 두께입니까?
- 레이어가 동일한 깊이에서 발생합니까?
- 각 열을 개발하는 데 얼마나 걸었습니까?
- 한 열이 다른 열보다 더 느리게 발전했습니까?
- 수정된 각 위노그라드스키 열의 레이어를 관찰합니다. 다음 사항에 유의하십시오.
지구의 미생물의 대부분은 실험실에서 배양 될 수 없습니다, 종종 그들은 그들의 네이티브 지역 사회 내에서 다른 미생물에 의존 하기 때문에. 발명가 세르게이 위노그라드스키(Sergei Winogradsky)의 이름을 딴 위노그라드스키 칼럼은 퇴적물 샘플 내에서 미생물 커뮤니티를 풍요롭게 하는 소형동 동봉된 생태계로, 과학자들이 개별적으로 분리하고 배양할 필요 없이 지구의 생지화학 적 공정에서 중요한 역할을 하는 많은 미생물을 연구할 수 있게 해주는 것입니다.
일반적으로 연못이나 습지와 같은 생태계의 진흙과 물이 혼합되어 있습니다. 선택적 실험으로, 소금은 다양한 할로필 종을 풍부하게하기 위해이 혼합물에 추가 될 수있다. 다음으로, 혼합물의 작은 부분은 일반적으로 신문에서 셀룰로오스의 형태로 탄소로 보충되고, 유황은 일반적으로 달걀 노른자로부터 보충된다. 또 다른 선택적 실험을 위해, 손톱은 특정 갈라이오넬라 종을 풍부하게하기 위해이 혼합물에 추가 될 수있다. 그런 다음 이 새 혼합물이 투명 열에 추가되어 열이 1분기 가득 찼습니다. 마지막으로, 진흙 혼합물의 나머지 부분과 더 많은 물이 대부분의 방법이 가득 차때까지 열에 추가됩니다.
시간이 지남에 따라 다른 미생물 공동체의 연속적인 발달을 의미하는 승계는 위노그라드스키 컬럼을 통해 실시간으로 관찰될 수 있다. 미생물이 컬럼 내에서 성장함에 따라 특정 기판을 소비하고 환경의 화학작용을 변경합니다. 그들의 기질이 고갈될 때, 원래 세균은 정지하고 다른 신진 대사 필요를 가진 세균은 변경한 환경에서 번성할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라, 눈에 띄게 뚜렷한 층이 형성되기 시작하며, 각 층은 서로 다른 미세 환경적 요구를 가진 세균 성 공동체의 일부를 포함합니다.
예를 들어, 광합성 미생물은 주로 시아노박테리아로 이루어질 때 컬럼 의 상단 근처에 녹색 또는 적갈색 층을 형성합니다. 광합성은 종종 열의 상부에 거품으로 볼 산소를 생성하기 때문에, 그라데이션은 상단 근처 가장 높은 산소 농도로 형성되고, 아래쪽으로 가장 낮은. 사용 가능한 기판에 따라, 다른 미생물 지역 사회는 혐기성 바닥 층에서 성장할 수 있습니다. 이 층의 기포는 발효를 통해 메탄 가스를 생성하는 메탄원의 존재를 나타낼 수 있습니다. 여기서, 셀룰로오스의 미생물 발효는 유기산의 결과를 낳는다. 황산염 감속기는 황화물을 생산하기 위해 그 산을 산화하고, 그들의 활동은 검은 퇴적물으로 표시됩니다. 황화물은 컬럼의 위쪽으로 확산되어 황화물 농도가 기둥 의 아래쪽을 향해 가장 높고 상단 근처에 가장 낮은 또 다른 그라데이션을 만듭니다. 기둥의 중간을 향해, 황 산화제는 위에서 산소를 활용하고 아래에서 황화물. 적절한 빛으로, 녹색과 보라색 유황 박테리아와 같은 광합성 유황 산화제가 개발됩니다. 녹색 황 박테리아는 더 높은 황화물 농도견딜 수 있습니다. 따라서, 그들은 보라색 유황 박테리아 바로 아래 성장. 이 층 바로 위에, 보라색 비 유황 박테리아는 붉은 오렌지 층을 형성한다. 비광합성 유황 산화제는 백색 필라멘트의 존재에 의해 표시됩니다.
빛과 온도와 같은 조건은 또한 다른 지역 사회를 풍요롭게하기 위해 다양 할 수 있습니다. 이 비디오에서는 위노그라드스키 열을 구성하는 방법을 배우고 성장하는 조건과 기판을 변화하여 특정 미생물 커뮤니티를 풍부하게 합니다.
첫째, 연못이나 습지와 같은 적절한 수생 생태계를 찾습니다. 퇴적물 샘플은 물 가루 근처의 지역에서 나와서 물로 완전히 포화되어야 합니다. 그런 다음 삽과 양동이를 사용하여 포화 진흙의 1 ~2 리터를 수집합니다. 다음으로, 동일한 소스에서 약 3리터의 담수를 얻고 현장 샘플을 사용하여 실험실로 돌아갑니다.
실험실에서 실험실 코트와 장갑을 포함한 적절한 개인 보호 장비를 착용하십시오. 이제 약 750 밀리리터의 진흙을 믹싱 볼로 옮겼습니다. 그런 다음 진흙을 통해 큰 바위, 나뭇 가지 또는 잎을 제거하고 숟가락을 사용하여 덩어리를 분해합니다. 다음으로, 믹싱 볼에 신선한 물의 일부를 추가하고 큰 숟가락으로 저어. 물 진흙 혼합물의 일관성이 밀크 쉐이크와 유사 할 때까지 물을 추가합니다. 덩어리가 없는지 계속 확인합니다.
선택적 실험으로, 진흙 혼합물에 소금 25~50 밀리그램을 추가하여 할로필 박테리아를 선택하십시오.
그런 다음, 물 진흙 혼합물의 약 1/3을 두 번째 믹싱 볼로 옮기. 그릇에 달걀 노른자 1개와 잘게 썬 신문 한 줌을 넣습니다. 다음으로 이 혼합물을 약 1/4가 가득 차기 전까지는 열에 추가합니다. 다음으로, 약 3/4 가득 차때까지, 기둥에 계란과 신문없이 물 진흙 혼합물을 추가합니다. 그런 다음 열에 물을 더 추가하여 위에 1/2 인치 공간을 남깁니다. 플라스틱 랩으로 컬럼을 덮고 고무 밴드로 고정하십시오.
다음 4~8주 동안 실온의 창문 근처 빛에 기둥을 배양한다. 잠복기 내내, 다른 색깔층의 발달과 거품의 형성을 위해 적어도 일주일에 한 번 위노그라드스키 열의 변화를 모니터링합니다. 또한 다양한 레이어가 개발하는 데 걸리는 시간을 기록합니다.
수행 할 수있는 또 다른 수정은 열성 성 박테리아를 위해 선택하기 위해 라디에이터 근처의 컬럼을 배양, 또는 환각 박테리아를 선택하는 냉장고에서. 다른 기둥을 높은 조명, 저조도 또는 어둠 속에 배치하여 배양할 수 있습니다. 또는 셀로판의 다른 음영으로 열을 덮어 들어오는 빛의 파장을 제한하여 다른 세균 성 그룹에 대해 선택하는 색상을 결정합니다. 또 다른 선택적 실험을 위해 철 산화 박테리아를 풍부하게하려면 신문과 달걀 노른자를 첨가하기 전에 진흙 물 혼합물에 못을 추가하십시오.
1 내지 2주 후, 시아노균 층의 성장은 고전적인 위노그라드스키 기둥의 진흙 층 위에 녹색 또는 빨간색 갈색 필름으로 표시됩니다. 시간이 지남에 따라, 다른 층의 모양과 진화가 모니터링되고, 각각 존재하는 박테리아의 다른 유형을 나타낸다. 어둠 속에서 자란 컬럼을 전통적인 위노그라드스키 기둥과 비교할 때, 우리는 어두운 처리가 황산염 감소 박테리아를 나타내는 컬럼의 하단에 검은 층을 산출하는 것을 봅니까.
어두운 컬럼은 다른 인큐베이션 조건에 따라 다른 레이어를 생성할 수도 있습니다. 또한 어두운 기둥은 녹색 시아노균 층을 생성하지 않으며 보라색 비 유황, 보라색 유황 및 녹색 유황 박테리아를 각각 나타내는 빨간색, 보라색 또는 녹색 층을 생성하지 않습니다. 이 그룹은 성장을 위한 빛에 의존합니다.
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Results
이 실험에서는 담수 서식지에서 물과 퇴적물을 수집했습니다. 두 개의 위노그라드스키 기둥이 시공되고 개발이 허용되었습니다: 실온에서 빛에 배양된 고전적인 위노그라드스키 기둥(도 2A)과 실온에서 어둠 속에서 배양된 위노그라드스키 기둥(도 2B).
그림 2B: 68일 동안 실온에서 배양된 고전 위노그라드스키 기둥(왼쪽)과 68일 동안 어둠 속에서 실온에서 배양된 위노그라드스키 기둥(오른쪽)의 사진.
컬럼이 7-9주 동안 개발하도록 허용한 후, 고전적인 기둥의 층은 어둠 속에서 배양된 컬럼과 비교할 수 있다(도 2B). 고전적인 위노그라드스키 컬럼에서는 튜브 상단 근처에서 녹색 시아노균 층을 관찰할 수 있습니다. 튜브의 중심 부근에서 보라색 비황 박테리아를 나타내는 붉은 보라색 층을 관찰 할 수 있습니다. 이 층의 밑에, 보라색 적층이 관찰되고, 보라색 유황 박테리아를 나타낸다. 이 층 바로 아래, 검은 퇴적물을 컬럼의 혐기성 부위에서 관찰할 수 있으며, 이는 황산염감소균을 나타낸다.
어둠 속에서 자란 열(그림 2B)은 고전적인 위노그라드스키 기둥과 다르게 개발되었습니다. 고전 기둥과 마찬가지로 어두운 기둥은 기둥 바닥 근처에 검은 색 퇴적물을 산출하여 황산염이 박테리아를 감소시켰음을 나타냅니다. 어두운 기둥은 각각 보라색 비황, 보라색 유황 및 녹색 유황 박테리아를 나타내는 녹색 치아노균 층이나 빨간색, 보라색 또는 녹색 층을 산출하지 않았다. 이 그룹은 성장을 위한 빛에 의존하기 때문에 어둠 속에서 성장할 수 없습니다.
각 위노그라드스키 열의 정확한 결과는 인큐베이션 조건과 원천 서식지에 따라 매우 다양합니다.
담수 서식지에서 유래하는 미생물 공동체는 높은 염농도에 익숙하지 않을 것이며 소금을 첨가하면 성장이 느려지거나 억제될 수 있습니다. 반대로, 소금을 첨가하거나 소금을 첨가하지 않은 컬럼과 비교할 때 특정 층의 성장을 향상시키도록 소금과 바닷물 서식지에 충분한 후광균 박테리아가 있을 수 있습니다.
모래 퇴적물진흙 퇴적물보다 다공성입니다. 충분한 황화물이 이러한 다공성 퇴적물에서 생산되는 경우, 황화물은 기둥의 상단에 모든 방법을 확산하고 호기성 유기체의 성장을 억제 할 수 있습니다. 이 경우, 컬럼은 혐기성을 나타내는 층만 포함될 수 있으며 시아노박테리아와 같은 에어로브를 포함하지 않을 수 있다.
담수는 일반적으로 바닷물보다 황산염이 적습니다. 황산염은 황산염 감소 균의 성장에 중요합니다. 황산염 감속기는 부산물로 황화물을 생성하고 열 의 하단에 검은 층의 개발에 의해 표시됩니다. 황산염이 담수 지역 사회에 보충되지 않으면 황산염 감속기는 충분한 황화물을 생산하지 못할 수 있습니다. 황화물 부산물의 생성은 녹색과 보라색 유황 박테리아와 비광합성 유황 산화제의 성장에 중요하다. 이러한 경우 황산화제는 황산염 감속기(Black layer)가 발달하지 않더라도 달걀 노른자를 유황의 공급원으로 사용하여 여전히 성장할 수 있습니다.
빛의 다른 파장 다른 흡수 안료를 가진 유기체에 대 한 선택 해야 합니다. 어둠 속에 보관된 컬럼은 황산염 감속기, 철 산화제 및 메탄오겐을 포함하여 비광합성 유기체가 성장할 수 있도록 합니다. Photoynthesizers는 가시 범위 (~400-700nm) 내의 다른 파장에서 빛을 흡수하는 안료를 가지고 있습니다. 예를 들어, 블루 셀로판을 가진 열을 덮음으로써 파란색 광(~450-490nm)이 기둥에 들어가지 못하도록 차단된다. 열의 모든 광신기는 파란색 파장 (6)을 필요로하는 안료를 가지고 있으며 그 성장은 억제되어야합니다. 한편, 붉은 셀로판은 ~635-700nm의 빛을 차단합니다. 이 파장은 시아노박테리아(6)가 사용하는 안료에 중요하며, 보라색 유황, 녹색 유황 및 보라색 비황 박테리아는 여전히 성장할 수 있습니다.
다른 미생물 지역 사회는 온도의 변화에 대처하기 위해 크게 다른 적응 능력을 가질 수있다. 고온은 충분한 열병이 존재할 때 미생물 활동의 비율을 향상시킬 수 있습니다. 다른 한편으로는, 열애의 부재에서, 고온은 전반적인 미생물 활동을 감소시킬 수 있습니다. 유사하 게, 낮은 온도 미생물 지역 사회 충분 한 심혈 관을 포함 하지 않는 한 전반적인 미생물 활동을 줄일 수 있습니다.
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Applications and Summary
위노그라드스키 컬럼은 상호 의존적인 미생물 생태계의 예입니다. 진흙, 물, 추가 탄소 및 황 기판을 수직 기둥에 혼합한 후, 계층화된 생태계는 몇 주 동안 분리되고 안정적인 영역으로 안정화되어야 합니다. 이 지역은 바닥에 있는 황화물이 풍부한 퇴적물과 상단에 산소가 풍부한 퇴적물 사이 그라데이션을 따라 특정 지점에서 번성하는 다른 미생물에 의해 점유됩니다. 위노그라드스키 컬럼 내의 조건과 기판을 조작함으로써 할로필, 열애, 정신애호가, 유황 산화제, 유황 감속기, 철 산화제 및 광신도 와 같은 다른 미생물의 존재 및 활성을 관찰할 수 있다.
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References
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