INTRODUCCIÓN

Bacterias y Archaeas (procariotas), exhiben una diversidad metabólica tan sorprendente que difícilmente se puede encontrarla en animales, plantas, hongos u otros organismos "superiores" (eucariotas). Los procariotas, literalmente, mantienen su sistema biológico utilizando y reciclando, una y otra vez, todos los elementos minerales necesarios para su soporte vital.Toda la vida sobre la Tierra podría clasificarse en función de las fuentes de carbono y energía de las que depende cada organismo: la energía puede obtenerse de reacciones luminosas (fotótrofos) o de oxidaciones químicas (a partir de compuestos orgánicos o inorgánicos); el carbono para la síntesis celular puede obtenerse del CO2 (autótrofos) o de compuestos orgánicos preformados (heterótrofos). Combinando estas categorías tendremos las cuatro estrategias básicas de los seres vivos: fotoautótrofos (plantas), quimioheterótrofos (animales, hongos), fotoheterótrofos y quimioautótrofos. Sólo entre las bacterias se pueden encontrar estas cuatro estrategias básicas de la vida.Dos famosos microbiólogos fueron pioneros en elestudio de estos procesos: Sergéi Winogradsky (1856-1953) y Martinus Willen Beijerinck (1851-1931). En contraste con los estudios sobre cultivos puros de otros microbiólogos como Louis Pasteur o Robert Koch, estos investigadores se centraron en estudiar las relaciones entre diferentes tipos de microorganismos en comunidades mixtas.

OBJETIVOSObjetivo general.-* Obtener conocimiento acerca de la columna de Winogradsky.Objetivos específicos.-* Analizar la utilidad de la columna de Winogradsky.* Identificar y describir sus características y propiedades.

Columna de Winogradsky.

La columna de Winogradsky es una demostración de cómo los microorganismos ocupan "micro- espacios" altamente específicos de acuerdo con sus tolerancias medioambientales y sus necesidades vitales. Desarrollada inicialmente por el microbiólogo ruso Serguéi Winogradsky (1853-1956), constituye un modelo de ecosistema, similar a los tapetes microbianos que se hallan en aguas dulces o saladas, donde proliferan microorganismos del medio acuático y de los sedimentos, principalmente bacterias fotosintéticas, ilustra cómo diferentes microorganismos desarrollan sus ciclos, y la interdependencia que llega a existir entre ellos (las actividades de un microorganismo permite crecer a otro y viceversa).El nombre de columna deriva de que se suelen emplear cilindros (probetas de 500 ml) de vidrio o de plástico en su construcción. La altura dela misma permite diferenciar tres zonas características, en base a su concentración relativa de oxígeno. Por un lado, la zona cercana a la superficie o zona aeróbica dispone de una alta concentración de este gas. Inmediatamente debajo, se localiza la zona de micro- aerofilia, con una concentración parcial de

O2. Por último, la zona anaeróbica o anóxica, constituye el lecho de lodo. Cuando la columna se expone a la luz solar o la proporcionada por la incandescencia de un filamento de tungsteno de una lámpara de laboratorio, la abundancia de luz roja e infrarroja es absorbida por las clorofilas y bacterioclorofilas, desarrollándose las poblaciones de microorganismos fotosintéticos.

Materiales necesarios para la preparación de la Columna de Winogradsky:* Probeta 500 ml.* Lodo procedente de la superficie de un estero, río, laguna, etc.* Agua procedente del mismo sitio de donde se obtuvo el lodo. * Restos orgánicos de diferente tipo (tiras de papel de periódico, aserrín, restos de raíces de plantas, etc.)* 5 gramos de SO4Ca (Yeso) y CO3Ca (Carbonato de calcio).

Procedimiento:Se mezcla la tierra con los restos orgánicos (tiras de papel de 2mm de ancho y raíces que ya contenía la tierra) y un suplemento compuesto de SO4Ca y CO3Ca (que actúan como fuente de sulfato y tampón respectivamente). Incorporándolos bien. Se llena la columna con la tierra hasta 1/3 de su volumen, colocando un poco más de tierra original de la muestra que se tomó (sin restos orgánicos y el suplemento). La mezcla en la columna debe estar bien apretada y comprimida en el fondo para eliminar burbujas de aire. Por último se llenan los 2/3 restantes con el agua y se cubre con un trozo de plástico, aluminio, etc. Se ubica la columna cerca de una ventana donde reciba la luz del sol pero no en exceso.Entre cuatro y seis semanas después de su instalación, la columna debe estabilizarse en tres ambientes básicos distintos en los que se desarrollarán comunidades bacterianas específicas en función de sus requisitos medioambientales.

DIVISIÓN DE LA COLUMNA DE WINOGRADSKY POR ESTRATOS.Calificando las divisiones de la columna como estratos podemos denotar dos áreas, que desde la parte más profunda van así:1. Zona anaerobia.- es la parte inferior de la columna donde no llegan gases de oxígeno, de color negro intenso. En condiciones estrictamente anaerobias al cabo de unas semanas, y utilizando la carga de celulosa aportada por los restos de papel incorporados en el sedimento como fuente primaria para su metabolismo, aparecen las bacterias del género Clostridium, son bacilos grandes móviles, Gram positivos.Un poco por encima, las bacterias reductoras del azufre, que se visualizan como una profunda capa negra y están representadas por los géneros Desulfovibrio, Desulfotomaculum o Desulfomonas, son bacterias Gram negativas, que utilizan estos subproductos de la fermentación para su respiración anaerobia, usando sulfato, u otras formas parcialmente oxidadas de azufre como el tiosulfato, generando grandes cantidades de SH2 en el proceso. Este SH2 reaccionará con cualquier hierro presente en el sedimento, produciendo sulfuro ferroso, que da color negro.

Sin embargo, no todo el SH2 es utilizado, cierta cantidad difunde hacia arriba a lo largo de la columna de agua y son utilizados por otros organismos que crecen en las zonas superiores.Lo que a continuación lo que se aprecia generalmente en la columna es un crecimiento en forma de dos bandas estrechas brillantemente coloreadas, inmediatamente por encima del sedimento: en una primera franja, las bacterias verdes del azufre, como Chlorobium que son bacterias oxidantes fotolitotrofas del azufre, las cuales como donante de electrones utilizan el sulfuro de hidrógeno y como fuente de carbono, dióxido de carbono procesan los sulfatos a azufre y aparecen en una franja verdosa. En otras zonas cercanas, bacterias como Gallionella procesan el Hierro formando una capa negra que se forma justamente por debajo de la anterior.Un poco más arriba, algo más alejadas por tanto de las altas concentraciones de sulfídrico se desarrolla una zona de bacterias púrpuras del azufre, como Chromatium, (son bacterias Gram negativas fototroficas) caracterizada por su color rojo-púrpura.Estas bacterias del azufre, verdes y púrpuras, obtienen energía de las reacciones luminosas y producen sus materiales celulares a partir de CO2. En gran medida, de manera muy similar a como lo hacen las plantas aunque, sin embargo, hay una diferencia esencial: no producen oxígeno durante la fotosíntesis porque no utilizan H2 O como elemento reductor sino SH2.Un poco por encima de esta zona se encuentra una franja de bacterias púrpuras no del azufre, como Rhodospirillum y Rhodopseudomonas. (bacterias Gram negativas) que adquiere un color rojo-anaranjado. Su mayor o menor abundancia dependerá de la cantidad de sulfhídrico que se haya producido y de la cantidad que, no utilizada por otros organismos, difunda hacia arriba, ya que su presencia inhibe a estas bacterias. Son anaerobios fotoorganotrofos que sólo pueden realizar la fotosíntesis en presencia de una fuente de carbono orgánico.2. Zona aerobia.- La parte superior de la columna de agua puede contener abundantes poblaciones de bacterias de diferentes tipos. Son organismos aerobios que se encuentran habitualmente en los hábitats acuáticos ricos en materia orgánica (estanques poco profundos, arroyos contaminados, etc). Suelen ser flagelados, lo que les permite moverse y establecerse en nuevas áreas. La superficie del barro puede presentar en esta zona un ligero color castaño. Esta es la parte de la columna más rica en oxígeno y más pobre en azufre.Sin embargo, también aquí llegarán por difusión, procedentes del barro de zonas inferiores, ciertas cantidades de SH2 que será oxidado a sulfato por bacterias que oxidan azufre (como Beggiatoa y Thiobacillus). Estas bacterias obtienen energía oxidando el SH2 a azufre elemental y sintetizan su propia materia orgánica a partir de CO2. Por esto se les llama quimoautótrofas.En las zonas superiores pueden crecer también cianobacterias fotosintéticas, lo que se visualizaría cómo un tapete de césped de color verde. Estas bacterias se caracterizan por ser las únicas que realizan una fotosíntesis similar a la de las plantas.

CONCLUSIONES* Con la presente tarea se obtuvieron bases de conocimiento acerca del llamado por muchos, Padre de la microbiología Sergéi Winogradsky y uno de sus más relevantes trabajos, La Columna de Winogradsky.* Este procedimiento es usado para estudiar las relaciones simbiontes de comunidades mixtas de

organismos.* Las características y propiedades dependen de la gradiente de azufre y el nivel de oxigenación presente en la columna.