Кіріспе

Микроорганизмдерді өсіру құрылғысы Виноградский бағанасы - микроорганизмдердің үлкен түрлерін өсіру үшін қарапайым құрылғы. 1880 жылдары Сергей Виноградский ойлап тапқан құрылғы газет (онда целлюлоза бар), қараланған маршмэллоу немесе жұмыртқа қабығы (онда кальций карбонаты бар) және гипс (кальций сульфаты) немесе жұмыртқа сарысы сияқты күкірт көзімен араластырылған көлдік балшық пен судың бағанасы болып табылады. Күн сәулесінде бірнеше ай инкубациялаудан аэробтық/анеробикалық градиент, сондай-ақ сульфид градиенті пайда болады. Бұл екі градиент Clostridium, Desulfovibrio, Chlorobium, Chromatium, Rhodomicrobium және Beggiatoa сияқты әртүрлі микроорганизмдердің, сондай-ақ бактериялардың, цианобактериялардың және балдырлардың көптеген түрлерінің өсуін ынталандырады. Баған қосымша қоректік заттарға байланысты көптеген градиенттерді қамтамасыз етеді, олардан жоғарыда аталған организмдердің әртүрлілігі өсе алады. Аэробикалық су фазасы мен анаэробикалық саз немесе топырақ фазасы осындай айырмашылықтардың бірі болып табылады. Судағы оттегінің ерігіштігінің төмендігіне байланысты су батпақ пен судың арақатынасына қарай тез тотықсыз болады. Анаэробтық фототрофтар әлі де көбінесе саз фазасында кездеседі және оң жақтағы суреттерде көрсетілгендей, биофильмді құру және колонияны кеңейту мүмкіндігі әлі де бар. Балырлар мен басқа да аэробты фототрофтар судың үстіңгі жартысындағы судың бетінде кездеседі.

Құрылыс

Баған - ингредиенттердің шамамен қоспасы нақты өлшеулер маңызды емес. Биік шыныны (30 см ұзындығы, >5 см ені) үштен бір бөлігі көлдік сазбен толтырылады, таяқтарды, қалдықтарды және ауа көпіршіктерін алып тастайды. Қажеттілікпен кальций карбонатының ~ 0,25% және кальций сульфатының немесе натрий сульфатының ~ 0,50% (жаңылған жұмыртқа қабығы мен жұмыртқа сарысы осы минералдарға бай) қоспасын, майдаланған газет, сүзгі қағаз немесе сенамен (целлюлоза үшін) араластыру қажет. Қосымша анаэробтық қабат, бұл жолы қоспасыз саз, ыдысты үштен екі бөлігіне дейін толтырады. Кейбір әдістерде, нәтижесінде пайда болған популяцияларды жеңіл бақылау және үлгі алу үшін, байытылған шөгіндіден жоғары қабат үшін құмды пайдалануды талап етеді. Мұнан кейін көлденең су ыдысты (немесе құмды) қанықтырып, қалған көлемнің жартысын алады. Судың булануын болдырмау үшін бағана тығыз жабылады және бірнеше ай бойы күшті табиғи жарықта инкубацияланады. Колонна тығыз жабылып болғаннан кейін анаэробты бактериялар, соның ішінде Clostridium spp. Бұл анаэробты бактериялар целлюлозаны энергия көзі ретінде пайдаланады. Бұл басталғаннан кейін олар басқа бактериялар пайдаланатын СО2 шығарады, сонда цикл басталады. Ақырында бактэриялардың түрлі түсті қабаттары пайда болады. Бағанның төменгі жағында күкіртті азайтатын бактериялар бар қара анаэробты H2S басым аймақ болады, жоғары жағында көк күкірт фотосинтездейтін анаэробты бактериялар болады, содан кейін қабат көк күкіртті анаэробты бактериялар болып табылатын күлгін болады, содан кейін қызғылт анаэробты күкіртті емес бактериялардың тағы бір бағаны және жоғары жағында күкіртті тотықтайтын бактериялар болып табылатын цианобактериялар қабаты болады. Аэробикалық бактериялардың жоғарғы қабаты О2 шығарады, ол ондағы реакцияларды жеңілдету үшін бағанаға қайта беріледі. Виноградский бағанасы бактериялардың бүкіл қауымдастығын көру үшін тамаша құрал болса да, ол тығыздықты немесе жеке бактериялық колонияларды көруге мүмкіндік бермейді. Сондай-ақ, оның толық айналуы ұзақ уақытқа созылады. Алайда оның қоршаған ортаның микробиологиясындағы маңыздылығын назардан тыс қалдырмау керек және ол әлі де үлгідегі негізгі бактериялық қауымдастықтарды анықтаудың тамаша құралы болып табылады.