Winoblog: Πείραμα Στήλης Winogradsky

Μιχέλης Θεόδωρος

Τμήμα Βιολογικών Εφαρμογών και Τεχνολογιών
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων

Εισαγωγή:

Στην συγκεκριμένη μελέτη ελέγχθηκε η διαβάθμιση στην αφθονία των φωτότροφων μικροοργανισμών σε μια σκιασμένη κατά το ίμηση στήλη Winogradsky. Η υπόθεση υποστήριζε ότι η αφθονία των φωτότροφων μικροοργανισμών θα εμφάνιζε μεγαλύτερες τιμές στην «Φωτεινή» πλευρά ενώ οι τιμές θα μικραίνουν με τη μετάβαση στην «Σκοτεινή» πλευρά.

Πειραματική πορεία:

Λήψη λασπώδους ιζήματος από την περιοχή έλος Καλοδικίου, πλήρης ανάμιξη του τελευταίου με υλικά εμπλουτισμού

Υλικά εμπλουτισμού: Εφημερίδα για πηγή άνθρακα

Βραστό αυγό για πηγή θείου

Το ίζημα μετά την παραπάνω ανάμιξη τοποθέτησέ σε πλαστικό μπουκάλι νερού 1.5 lt όπου κάλυπτε τα 2/3 περίπου της επιφάνειας. Στην συνέχεια προστέθηκε νερό από τη λίμνη Παμβώτιδα και το μπουκάλι επωάστηκε σε συνθήκες εργαστήριου για τρεις περίπου μήνες.

Ο έλεγχος της υπόθεσης έγινε με παρατήρηση της στήλης μια φορά για περίπου κάθε 30 ημέρες όπου πραγματοποιήθηκε παρατήρηση του φαινομένου διαβάθμισης αφθονίας των φωτότροφων μικροοργανισμών μέσω των χρωμάτων που τα χαρακτηρίζουν. Η ολοκλήρωση παρασκευής του δείγματος και το ξεκίνημα της επώασης ξεκίνηση στις 29/10/2019. Ενώ οι υπόλοιπες παρατηρήσεις στις 21/11/2019, 19/12/2019 και 14/1/2020 αντίστοιχα.

Αποτελέσματα και Συζήτηση:

Γενικότερα εξαιτίας της ανάδευσης του νερού με το ίζημα που παρατηρήθηκε αλλά και της τοποθεσίας του μπουκαλιού που δεν το έβλεπε αρκετός ήλιος στο κάτω μέρος δεν εμφανίστηκαν σημεία ζωής στα κατωτέρα στρωματά

1^η παρατήρηση 21/11/19: Παρατηρήθηκε ανάδευση του νερού με το ίζημα και μετατόπιση μεγάλου μέρους της μάζας νερού σε κατώτερο στρώμα. Το φαινόμενο αυτό εικάζεται πως οφείλεται στο γεγονός ότι εμφανίστηκε μεγάλη δραστηριότητα μικροοργανισμών κάτω από το σημείο μετατόπισης και μέσω της παραγωγής μεγάλης ποσότητας φυσαλίδων μεθανίου δημιουργήθηκαν κενά στο ίζημα από όπου πέρασε το νερό και άλλαξε επίπεδο. Έτσι φαίνεται η επιφάνεια στο μπουκάλι να μη περιέχει νερό αλλά αν αποτελείται από λασπώδες ίζημα. Επίσης γίνονται διακριτοί οι πρώτοι οργανισμοί οι οποίοι βρίσκονται προσκολλημένοι στα τοιχώματα του μπουκαλιού και πιθανώς αποτελούν άλγη ή κυανοβακτήρια.

2^η παρατήρηση 19/12/19: Παρατηρήθηκε καφέ χρωματισμός στη στήλη για πρώτη φορά και αποτελεί βιοδηλωτικό σημάδι και πιο συγκεκριμένα οξειδωμένο σίδηρο. Στην επιφάνεια φαίνεται να έχει δημιουργηθεί ένα βιοφίλμ από κυανοβακτήρια και άλγη (πράσινο), μια καφέ περιοχή που θα μπορούσαμε να την αποδώσουμε πάλι σαν οξειδωμένο σίδηρο ή ως πορφυρά μη θεϊκά βακτήρια ή ακόμα και ως πορφυρά θειοβακτήρια αν δεχτούμε ότι μπορεί σε αυτό το σημείο να δημιουργηθεί μικροενδιατημάτων σχεδόν ανοξικό.

3^η παρατήρηση 14/1/20: Ξετύλιγμα αλουμινόχαρτου και εκτεταμένη εξέταση φωτεινής και σκοτεινής πλευράς. Έγινε αντιληπτό πως σε όλη τη στήλη τα βιοδηλωτικό σημάδια δηλαδή ο οξειδωμένος σίδηρος, οι φυσαλίδες μεθανίου εμφανίστηκαν σε μεγάλο βαθμό στην φωτεινή πλευρά (A-14/1/2020) αλλά σε μηδαμινό σχεδόν βαθμό στη σκοτεινή πλευρά (B-14/1/2020) όπως και είχε υποτεθεί. Στην επιφάνεια και στα τοιχώματα φαίνεται ξεκάθαρα (C-14/1/2020) η επίπτωση που είχε η απουσία φωτός στα κυνοβακτήρια και την άλγη που μειώνονται σταδιακά καθώς μετακινούμαστε προς τη σκοτεινή πλευρά ώσπου μετρά από ένα σημείο πάυουν να εμφανίζονται και να κυριαρχεί

καφέ χρώμα το οποίο θα μπορούσε να χαρακτηρίζει τις καταστάσεις που προαναφέρθηκαν στην 2^η παρατήρηση. Επίσης παρατηρείτε στο πάνω μέρος της φωτογραφίας C-14/1/2020 μια άσπρη περιοχή η οποία πιθανόν να χαρακτηρίζει λευκά μη φωτοσυνθετικά θειοξειδοτικά βακτήρια ενώ περίπου κεντρικά εμφανίστηκαν δομές που έμοιαζαν με λευκά στίγματα τα οποία θα μπορούσαν να είναι και αυτά τα παραπάνω θειοξειδοτικά βακτήρια ή να υπάρχει μόλυνση από κάποιο μύκητα. Έτσι κρίνεται αναγκαία η ανάπτυξη μοριακών αναλύσεων προκειμένου να διασαφηνιστούν τα παραπάνω ερωτήματα. Ακόμα πάνω από το κέντρο της στήλης παρατηρούνται πορφυρά θειοβακτήρια σε μια μικρή σειρά.