Раньше мы рассматривали тему “Хемосинтез или как удобрения производятся в живой почве” и вышли на имя малоизвестного в России, но очень известного в мире русского ученого Виноградского Сергея Николаевича. Сегодня продолжим знакомство и рассмотрим колонну которую весь мир называет его именем.
Автор: Георгий Афанасьев
Что бы понять как устроена жизнь в почве и что человек разрушает вмешиваясь с плугом и химическими удобрениями посмотрим на модель – под названием колонна Виноградского. Как я понимаю, колонна Виноградского представляет собой реактор для микроорганизмов с последовательным изменением условий существования. В верхней части много света и кислорода а в нижней части нет света и много серы.
Изготовить такую настольную модель можно самому.
Принцип простой – в высокую прозрачную емкость помещают грязь со дна мелкого озерца, ручейка в которую подмешивают источник углерода и источник серы. Оставляют на некоторое время и получают четко стратифицированное сообщество которое разделяется на слои в этой прозрачной емкости и будет постоянно обмениваться друг с другом ресурсами находясь в отношениях симбиоза.
Как источник углерода подойдёт резанная бумага, как источник серы – яичный желток.
Внизу и вверху колонны создаются совершенно разные условия для существования микроорганизмов.
Рассмотрим последовательно процедуру создания Колонны Виноградского. Слайды приведены на английском, я составил к ним некоторое описание, на основе презентации подготовленной Perry, et al., Microbial Life, First Edition, published by Sinauer Associates
(Если кто то возьмется их перерисовать с русскими подписями сообщайте – опубликую).
Наберем земли – черной грязи в пруду, где ни будь рядом с вашей усадьбой найдется подходящее место.
Подготовим высокую стеклянную или пластиковую емкость.
Добавим источник углерода и источник серы
Положим на дно колонны
Сверху добавим грунт (без добавок)
Добавим воды из пруда и накроем пленкой отверстие, перекрыв доступ воздуха
Поставим на подоконник для активизации микроорганизмов на свету
Внизу колонны в бескислородных условиях бактерии начнут разрушать длинные цепочки целлюлозы на простые элементы.
Это делают микроорганизмы с названием Clostridium
Clostridium захватывают простые углеводы, на которые дробиться целлюлоза и перерабатываю ее в этанол и органические кислоты.
Продукты переработки углеводов этанол и органические кислоты проводят десульфацию серосодержащих веществ и образуется сероводород.
Далее в дело подключаются зеленые и пурпурные микроорганизмы. В среде насыщенной сероводородом и углекислым газом в присутствии света они производят органические вещества.Зеленые существуют в среде с высоким содержанием сероводорода, а пурпурные уже в среде с низким содержание H2S.
Над пурпурными бактериями образуется еще один слой микроорганизмов с другими условиями среды – Rhodomicrobium. (Почкующиеся фотосинтезирующие бактерии Rhodomicrobium)
Еще выше образуется среда для жизни другой группы микроорганизмов Beggiatoa, которые потребляют сероводород в присутствии кислорода и выделяет серную кислоту, поглощают углекислый газ и производит органические молекулы.
И наконец на поверхности воды есть фотосинтезирующие водоросли, выделяющие кислород и потребляющие углекислый газ.
И вот что получается в итоге. Четко стратифицированные по условиям существования микроорганизмы, которые снабжают друг друга нужными для жизни веществами не конкурируют за пространство и даже сотрудничают (складывается своеобразный симбиоз).
Есть более подробные и на мой взгляд избыточно сложные инструкции. Интересно, что NASA создало инструкцию “An Educator Guide with Activities in Astrobiology” Building a Winogradsky Column. То есть NASA имеет методику для ознакомления молодого поколения с открытием русского ученого, сделанным им в 19 веке. На русском же языке я не нашел инструкций.
Какие материалы потребуются изготовления ?
- 2-литровая пластиковая бутылка
- Пять видов грунта из леса, сад, озеро, пруд, болото
- Пять видов воды с мест сбора грунта
- 1 небольшой ковш
- 1 чашка (мерный стаканчик, если это возможно)
- 1 мешалка
- 1 лист газеты
- 1 столовую ложку порошкового мела
- желток яйца или сульфат кальция
- 1 столовую ложку (мерные ложки)
- алюминиевая фольга или пищевая пленка и резинки
- ступка и пестик (будут полезны для измельчения яичного желтка в порошок)
- одна 40-60-ваттная лампочка
Мне кажется NASA как то запредельно сложно описывает изготовление. Из приведенного ране описания видно, что почва нужна одного вида, со дна какого то пруда, ступка для измельчения желтка – это чисто по-американски. Мы и руками накрошим.
Если сделать все как описано в инструкции мы получим упрошенную модель жизни сообществ микроорганизмов в природной среде, в почве.
И много раз нужно подумать – что бы приступать к регулированию этих тонко настроенных систем.
Связанные записи:
- Хемосинтез или как удобрения производятся в живой почве
- Создать лучшие условия для м-организмов
- Роль человека в биоценозе
- Природные плавательные бассейны. У кого научиться их делать ?
Ссылки то теме:
Словарь:
- Winogradsky colum
- microbial analysis
- bacterial enrichment
- anaerobic enrichment
- Clostridium
- Desulfovibrio
- Chromatium
- Chlorobium
- Rhodomicrobium
- Beggiatoa
- cyanobacteria
Наконец то нашел точное описание, делал год назад, ни чего не вышло, не знал не которых особенностей, теперь с новыми силами и знаниями ринусь в бой.
Большое спасибо автору