UNTUK APA RUANGAN WINOGRADSKY DAN UNTUK APA? - BIOLOGI - 2026

The lajur Winogradsky merupakan radas yang digunakan untuk penanaman pelbagai jenis mikroorganisma. Ia dicipta oleh ahli mikrobiologi Rusia Sergei Winogradsky. Pertumbuhan mikroorganisma akan berstrata di seluruh lajur.

Stratifikasi dilakukan berdasarkan keperluan pemakanan dan persekitaran setiap kumpulan organisma. Untuk ini, pelbagai jenis nutrien dan sumber tenaga dibekalkan ke peranti.

Lajur Winogradsky. Diambil dan diedit dari: UPVD-BioEcoL3-2010, dari Wikimedia Commons.

Lajur adalah media budaya yang diperkaya, di mana mikroorganisma dari pelbagai kumpulan akan tumbuh. Selepas tempoh pematangan yang boleh berlangsung dari beberapa minggu hingga beberapa bulan, mikroorganisma ini akan tersedia di habitat mikro tertentu.

Habitat mikro yang diciptakan akan bergantung pada bahan yang digunakan dan hubungan antara organisma yang berkembang.

Siapakah Sergei Winogradsky?

Sergey Winogradsky (1856-1953), pencipta ruangan yang mempunyai namanya, adalah seorang ahli mikrobiologi Rusia yang dilahirkan di Kiev, ibu kota Ukraine sekarang. Selain menjadi ahli mikrobiologi, dia juga ahli dalam bidang ekologi dan kajian tanah.

Karyanya dengan mikroorganisma yang bergantung pada sulfur dan proses biogeokimia nitrogen memberinya terkenal. Dia menerangkan banyak mikroorganisma baru, termasuk Nitrosomona dan Nitrobacter genera. Dia juga penemu kemosintesis.

Di antara banyak pengiktirafan yang diterima oleh ahli mikrobiologi ini ialah dinobatkan sebagai anggota kehormat dari Moscow Society of Natural Sciences.

Dia juga merupakan ahli Akademi Sains Perancis. Pada tahun 1935, dia menerima Pingat Leeuwenhoek, pengiktirafan yang diberikan oleh Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences. Dia dijemput oleh Louis Pasteur sendiri untuk menjadi Ketua Mikrobiologi di Institut Pasteur.

Apakah lajur Winogradsky?

Peranti ini tidak lebih daripada silinder kaca atau plastik yang mengandungi bahan yang berbeza. Silinder diisi hingga sepertiga kapasitinya dengan enapcemar atau lumpur yang kaya dengan bahan organik.

Selepas itu, selulosa dan bahan organik lain ditambahkan, yang akan berfungsi sebagai sumber karbon organik. Sebagai sumber sulfur, kalsium sulfat ditambahkan dan kalsium karbonat ditambahkan untuk menjaga keseimbangan pH. Tiang dilengkapkan dengan air dari sungai, tasik, telaga, dll.

Peranti kemudian mesti matang atau diinkubasi di bawah cahaya matahari atau cahaya buatan selama beberapa minggu hingga beberapa bulan. Selepas masa itu tulang belakang stabil dan habitat mikro yang jelas telah terbentuk. Di setiap mikroorganisma mikroorganisma spesifik akan berkembang mengikut keperluan tertentu.

Apa yang berlaku di tulang belakang?

Mikroorganisma pertama yang menjajah lajur akan mula menggunakan unsur lajur dan melepaskan gas dan bahan lain yang akan menghalang atau menggemari perkembangan spesies lain.

Seiring berjalannya waktu, aktiviti mikroorganisma dan proses abiotik akan menghasilkan kecerunan kimia dan persekitaran di sepanjang lajur. Berkat ini, pelbagai ceruk akan dihasilkan untuk pertumbuhan mikrob.

Dengan membiarkan lajur ini matang atau diinkubasi di bawah cahaya matahari atau cahaya buatan selama berminggu-minggu atau bulan, kecerunan oksigen dan sulfida terbentuk.

Ini memungkinkan pengembangan ekosistem mikroba berstruktur dengan pelbagai habitat mikro. Dengan cara ini, semua proses yang memungkinkan pemeliharaan kitaran nutrien berlaku di lajur.

Bahagian atas lajur, yang bersentuhan dengan udara, akan menjadi oksigen terkaya, yang perlahan-lahan akan meresap ke bawah.

Pada masa yang sama, produk yang dihasilkan di bahagian bawah lajur, produk dari degradasi selulosa dan hidrogen sulfida, akan meresap secara menegak ke atas.

Pengezonan lajur Winogradsky

Zon anaerobik

Penjanaan dan penyebaran metabolit mikroba, disebabkan oleh pelbagai kecerunan kimia, menyebabkan penyebaran kumpulan organisma mengikut keperluannya.

Taburan ini serupa dengan yang ada di alam semula jadi. Dengan cara ini, lajur Winogradsky mensimulasikan taburan mikroba menegak yang terdapat di tasik, lagun, antara lain.

Bahagian bawah lajur sama sekali tidak mengandungi oksigen dan sebaliknya kaya dengan hidrogen sulfida. Di kawasan ini, bakteria anaerob seperti Clostridium menurunkan selulosa. Produk asid organik, alkohol dan hidrogen degradasi ini diperoleh.

Metabolit yang dihasilkan oleh Clostridium berfungsi sebagai substrat untuk spesies pengurangan sulfat, misalnya Desulfovibrio. Ini, pada gilirannya, menggunakan sulfat atau bentuk sulfur teroksidasi yang lain.

Sebagai produk akhir, mereka melepaskan hidrogen sulfida dan bertanggungjawab untuk kepekatan tinggi gas ini di dasar lajur.

Kehadiran bakteria pengurangan sulfat pada lajur ditunjukkan sebagai kawasan gelap di dasar lajur. Di atas jalur basal, dua jalur cetek muncul, dengan spesies yang menggunakan hidrogen sulfida yang dihasilkan di jalur bawah. Kedua-dua jalur ini dikuasai oleh bakteria fotosintetik anaerob.

Jalur yang paling asas mengandungi bakteria sulfur hijau (Chlorobium). Jalur seterusnya dikuasai oleh bakteria belerang ungu dari genus Chromatium. Berhampiran jalur ini, bakteria yang mengurangkan zat besi muncul, seperti Gallionella, Bacillus atau Pseudomonas.

Bakteria hijau belerang (Chlorobiaceae) di bahagian bawah lajur Winogradsky. Gambar dari: kOchstudiO, Mikrobiologie Praktikum Universität Kassel März 2007. Diambil dan diedit dari: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Green_d_winogradsky.jpg.

Zon aerobik

Sedikit lebih jauh ke atas tiang, oksigen mula muncul, tetapi dalam kepekatan yang sangat rendah. Kawasan ini dipanggil microaerophilic.

Di sini, bakteria seperti Rhodospirillum dan Rhodopseudomonas memanfaatkan kekurangan oksigen yang ada. Hidrogen sulfida menghalang pertumbuhan bakteria mikroerofilik ini.

Zon aerobik terbahagi kepada dua lapisan:

• Yang paling asas dari mereka, diwakili oleh antara muka lumpur-air.
• Kawasan terluar terdiri daripada tiang air.

Bakteria genera seperti Beggiatoa dan Thiothrix berkembang di antara muka lumpur-air. Bakteria ini dapat mengoksidakan sulfur yang berasal dari lapisan bawah.

Lajur air, sebahagiannya, dijajah oleh kepelbagaian organisma, termasuk cyanobacteria, fungi dan diatom.

Permohonan

Lajur Winogradsky mempunyai pelbagai kegunaan, antara yang paling kerap adalah:

-Menyelidik kepelbagaian metabolik mikrob.

-Kajian berturut-turut ekologi.

-Pengayaan atau pengasingan bakteria baru.

-Ujian bioremediasi.

-Generasi biohidrogen.

-Mengkaji pengaruh faktor persekitaran terhadap struktur dan dinamik komuniti mikrob dan bakteriofag yang berkaitan.

Rujukan

1. DC Anderson, RV Hairston (1999). Lajur & biofilm Winogradsky: model untuk pengajaran kitaran & penggantian nutrien dalam ekosistem. Guru Biologi Amerika.
2. DJ Esteban, B. Hysa, C. Bartow-McKenney (2015). Taburan sementara dan ruang komuniti mikroba lajur Winogradsky. PLOS SATU.
3. JP López (2008). Lajur Winogradsky. Contoh mikrobiologi asas di makmal pendidikan menengah. Majalah Eureka mengenai Pengajaran dan Penyebaran Sains.
4. Sergei Winogradsky. Di Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
5. ML de Sousa, PB de Moraes, PRM Lopes, RN Montagnolli, DF de Angelis, ED Bidoia (2012). Pewarna tekstil dirawat secara fotolistrik dan dipantau oleh lajur Winogradsky. Sains Kejuruteraan Alam Sekitar.
6. Lajur Winogradsky. Di Wikipedia. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.