colonne Winogradsky - Winogradsky column
La colonne Winogradsky est un appareil simple pour la culture d'une grande diversité de micro - organismes . Inventé dans les années 1880 par Sergei Winogradsky , l'appareil est une colonne de boue d'étang et d'eau mélangée à une source de carbone telle que du papier journal (contenant de la cellulose ), des guimauves noircies ou des coquilles d'œufs (contenant du carbonate de calcium ), et une source de soufre telle que le gypse ( sulfate de calcium ) ou jaune d'oeuf. L'incubation de la colonne au soleil pendant des mois entraîne un gradient aérobie / anaérobie ainsi qu'un gradient de sulfure. Ces deux gradients favorisent la croissance de différents micro-organismes tels que Clostridium , Desulfovibrio , Chlorobium , Chromatium , Rhodomicrobium et Beggiatoa , ainsi que de nombreuses autres espèces de bactéries, de cyanobactéries et d'algues.
La colonne fournit de nombreux gradients, en fonction des nutriments additifs, à partir desquels la variété des organismes susmentionnés peut se développer. La phase aérobie de l'eau et la phase anaérobie de la boue ou du sol sont l'une de ces distinctions. En raison de la faible solubilité de l'oxygène dans l'eau, l'eau devient rapidement anoxique vers l'interface de la boue et de l'eau. Les phototrophes anaérobies sont encore présents dans une large mesure dans la phase de boue, et il existe toujours une capacité de création de biofilm et d'expansion de la colonie, comme le montrent les images à droite. Des algues et d'autres phototrophes aérobies sont présents le long de la surface et de l'eau de la moitié supérieure des colonnes.
Construction
La colonne est un mélange grossier d'ingrédients - les mesures exactes ne sont pas critiques. Un grand verre (30 cm de long, > 5 cm de large) est rempli au tiers de boue d'étang, en omettant les bâtons, les débris et les bulles d'air. Une supplémentation d'environ 0,25% p/p de carbonate de calcium et d'environ 0,50% p/p de sulfate de calcium ou de sulfate de sodium est nécessaire (la coquille d'œuf moulue et le jaune d'œuf sont respectivement riches en ces minéraux), mélangés avec du papier journal déchiqueté, du papier filtre ou du foin ( pour la cellulose). Une couche anaérobie supplémentaire, cette fois de boue non additionnée, amène le conteneur aux deux tiers. Alternativement, certaines procédures nécessitent l'utilisation de sable pour la couche au-dessus du sédiment enrichi afin de permettre une observation et un échantillonnage plus faciles des populations résultantes. Ceci est suivi par l'eau de l'étang pour saturer la boue (ou le sable) et occuper la moitié du volume restant. La colonne est scellée hermétiquement pour empêcher l'évaporation de l'eau et incubée pendant plusieurs mois sous une forte lumière naturelle.
Une fois la colonne scellée hermétiquement, les bactéries anaérobies se développeront en premier, y compris Clostridium spp. Ces bactéries anaérobies vont consommer la cellulose comme source d'énergie. Une fois que cela commence, ils créent du CO 2 qui est utilisé par d'autres bactéries et ainsi le cycle commence. Finalement, des couches colorées de différentes bactéries apparaîtront dans la colonne. Au bas de la colonne se trouvera une zone dominée par le H 2 S anaérobie noire avec des bactéries réductrices de soufre, la couche au-dessus sera constituée de bactéries anaérobies photosynthétiques soufrées vertes, puis la couche sera violette qui est constituée de bactéries anaérobies soufrées, suivie d'une autre colonne de bactéries anaérobies violettes. bactéries non soufrées et au sommet se trouvera une couche de cyanobactéries qui sont des bactéries oxydant le soufre. Cette couche supérieure de bactéries aérobies produit de l'O 2 qui retourne dans la colonne, créant une réaction supplémentaire.
Alors que la colonne Winogradsky est un excellent outil pour voir des communautés entières de bactéries, elle ne permet pas de voir les densités ou les colonies bactériennes individuelles. Il faut aussi beaucoup de temps pour terminer son cycle. Cependant son importance en microbiologie environnementale ne doit pas être négligée et il reste un excellent outil pour déterminer les principales communautés bactériennes dans un échantillon.