维诺格拉茨基专栏:微生物群落、演替和生物地球化学循环指南

解释沉积物生态系统中维诺格拉茨基柱结构、微生物演替和生物地球化学循环的综合指南。维诺格拉茨基柱后:微生物群落、演替和生物地球化学循环指南首先出现在《科学笔记》上。

来源:科学笔记

简介

Winogradsky 色谱柱是微生物学和环境科学中用于研究微生物多样性、新陈代谢和生态相互作用的最强大且最具视觉吸引力的工具之一。它是一个微型的、独立的生态系统,允许自然沉积物中的微生物随着时间的推移生长、相互作用并组织成可见的层。每层代表适应特定化学条件的独特微生物群落。

这项技术最初由俄罗斯微生物学家 Sergei Winogradsky 于 1880 年代开发,改变了科学家了解微生物的方式。维诺格拉茨基专栏不是孤立地研究微生物,而是强调微生物如何相互依赖,以及它们如何驱动地球的生物地球化学循环,包括碳、硫、氮和铁循环。

如今,维诺格拉茨基柱广泛应用于学生实验室、教室和研究环境,因为它使用简单的材料展示了复杂的生态原理。

为什么维诺格拉茨基专栏具有科学重要性

“不可培养”微生物的问题

地球上绝大多数微生物被认为无法使用标准实验室技术进行培养。这意味着它们不能在人工条件下在培养皿或试管中生长。造成这种情况的原因有几个:

许多微生物依赖邻近生物体产生的代谢物

有些需要非常特定的氧气、光或化学梯度

其他人成长缓慢,在人工媒体中被击败

维诺格拉茨基柱通过密切模仿自然沉积物环境克服了这些限制。它不是强迫微生物单独生长,而是让它们在一个复杂的、相互作用的群落中发育,从而使研究原本看不见的生物体成为可能。

微生物演替:生命随时间而变化

什么是微生物演替?

例如:

早期微生物消耗容易获得的营养物质

氧气 (O2) 梯度