Este documento describe la columna de Winogradsky, un ecosistema completo mantenido solo por la energía luminosa. Explica los componentes de la columna y los resultados observados a lo largo de 4 semanas. También describe los tipos de microorganismos que se desarrollan en diferentes zonas de la columna en función de factores como la disponibilidad de oxígeno, dióxido de carbono y luz.

1. ENRIQUECIMIENTOY ESTRATIFICACIÓN DE
POBLACIONES MICROBIANAS DE SISTEMAS
NATURALES.

2. Objetivos.
• Observar la distribución de microorganismos en
una columna de agua-sedimento.
• Relacionar la presencia de esos microorganismos
con las características del microhábitat.

3. INTRODUCCIÓN
• Columna de
Winogradsky por
Sergei Winogradsky
(1856-1953) y Martinus
Willen Beijerinck (1851-
1931)
• Es un ecosistema
completo y funcional,
mantenido sólo por la
energía luminosa.
• Puede existir
interdependencia entre
los microorganismos
presentes.

4. COMPONENTES
• Sedimento
• Indicador Redox
• CaSO4
• Agua
• Papel filtro
• Portaobjetos

5. Sedimento
• Ambiente anóxico
• Organismos quimioorganoheterótrofos con
respiración anaerobia
•Producen alcohol y ácidos grasos
(subproductos del metabolismo)
• Alta [H2S]
• Alcoholes y ácidos grasos son sustrato para el
desarrollo de bacterias reductoras de sulfato
• Sulfuros se difunden a la zona superior
oxigenada, crean un gradiente (desarrollo de
bacterias fotosintéticas que utilizan S) Clostridium

6. • Bacterias del azufre
• 6 CO2 + 6 H20 C6H12O6 + 6 O2 (fotosíntesis de las plantas)
6 CO2 + 6 SH2 C6H12O6 + 6 S (fotosíntesis de las bacterias
anaerobias)
• Menor [H2S] bacterias púrpura no del S
Chlorobium

7. • Quimiolitoautótrofos (respiración aerobia y anaerobios facultativos)
• Aeróbicamente como Beggiatoa
• Oxidando H2S a 𝑆𝑂4
−2
como fuente de energía y donador de electrones
• Fijan 𝐶𝑂2 como fuente de carbono.
Beggiatoa sp.
• Fotolitoautótrofos
• Aerobios
• Cianobacterias fotosintéticas y algas, utilizan luz como fuente de
energía al agua como fuente de electrones, fijando 𝐶𝑂2 como fuente de
carbono
• Incorporan materia orgánica
•
Lynghoya

8. Superficie
• Quimioorganoheterótrofos aerobios estrictos
• Oxidan materia orgánica
• Producen CO2
Pseudomonas.
Paramecium

9. RESULTADOS
TESTIGO

10. Primera semana Segunda semana
Cambio
de color.
Poca
adherencia
de partículas.
Gas
presente.
Cambio de
color.
Mayor
adherencia
de
partículas.
Gas
ausente,
sedimento
compacto.

11. Tercera semana
Color ¾
partes rosa
Aumento de
adherencia
de partículas
en las
paredes.
Mayor
presencia de
coloración
negra, tanto
en el fondo
del
sedimento,
arriba y en el
papel filtro
El color rosa
disminuye y
se torna
morado.
Rompimiento
del papel filtro
y aumentaron
las partículas
en la
superficie.
La
coloración
negra
aumento.
Cuarta semana

12. Equipo 4 Sección 2 Equipo 1 Sección 2
Equipo 8 sección 1
Rotífero Arcella Arcella
Arcella Alga

13. Macrochaetus
Diatomea
Philodina

14. SACAROSA

15. El color rosa
desapareció.
Adherencia de
partículas en
el porta y
papel, además
de biopelicula
en la
superficie del
agua.
Aumenta la
producción
de gas.
Cada vez se
torna mas
difuso,
papel filtro
con
abundantes
partículas.
Disminuyen
las burbujas
y el gas
Coloración
ligeramente
blanca.
Primera semana Segunda semana

16. Tercera semana Cuarta semana
Adherencia de
partículas
aumenta,
El sedimento se
ve menos
compacto.
Aumento de
las
partículas
en la
superficie
del vaso.
No se observa
producción de
gas.

17. Tabellaria Micelios
Protozoarios
Equipo 4 Sección 2

18. DETERGENTE

19. Primera semana Segunda semana
El indicador
viro en parte de
debajo de la
columna
Formación de
película de
detergente en
la superficie.
Micelas
suspendidas.
El indicador
viro a la zona
microaerófila.
(parte de en
medio)
Las micelas
comienzan a
precipitarse
No se muestra
degradación
del papel
filtro.
Poca producción
de gas.
Adherencia de
micelas a
porta objetos

20. Tercera semana Cuarta semana
Las micelas
continúan
precipitando.
Se muestra
un color
violeta
uniforme.
No hay
producción
de gas.
No hay
degradación
de papel.
Se torna
turbia el
agua.
Permanece
color violeta.
Mayor
adherencia
de micelas a
porta
objetos.

21. OBSCURIDAD

22. Primera semana Segunda semana
Coloración
purpura
uniforme.
Se observa
mínima
producción
de gas.
Poca
adherencia de
partículas en
papel y
portaobjetos.
Se torna
mas purpura
el agua, se
empieza a
observar
colocación
negra.
Poca
adherencia
de
partículas.

23. Tercera semana Cuarta semana
Cambio de
coloración,
se observa
rosa.
El sedimento
se compacta
mas, se
observan
manchas
negras en el y
en el papel
filtro.
El color negro
aumenta
tanto en el
papel filtro
como en el
sedimento.
Cambia el color
rosa y se observa
claro cerca del
sedimento,
aumenta la
adherencia de
partículas.

24. 1. Describir qué es un indicador de óxido-reducción, dé dos
ejemplos mencionando los cambios que se observarán en los
distintos grados de oxidación.
Son sustancias con un color bien definido en cada uno de sus
estados de oxidación (oxidado o reducido). Utilizados en reacciones
que no son coloridas y se emplean en pequeñas cantidades, debido
a que los colores que presentan son intensos. Requieren solamente
un ligero cambio en las proporciones de un estado de oxidación a
otro, para dar un cambio visible de color.
Indicador Color (reducido) Color (oxidado)
Azul de metileno Azul Incoloro
Rojo neutro Rojo Incoloro
CUESTIONARIO

25. 2. De acuerdo a las características de óxido-reducción (zona
óxica, zona anóxica e interfase), pH, materia orgánica
disponible, dióxido de carbono disponible, presencia de
luz, oscuridad, temperatura, etcétera, indique qué tipo de
grupos microbianos tendrá en la siguientes zonas de su
columna:
a) En la superficie de cada columna.
Microorganismos aerobios, cuando la producción de
sulfuro de hidrógeno no es muy abundante, se
desarrolla toda una variada comunidad microbiana
caracterizada por algas, diatomeas y cianobacterias.

26. b) En la zona de interfase óxica y anóxica.
Se encuentra una franja de bacterias púrpuras no del azufre, como
Rhodospirillum y Rhodopseudomonas, 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.
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.

27. c) Zona inmediata arriba del sedimento.
Se observan las bacterias verdes del azufre (como Chlorobium)
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 acido sulfhídrico se desarrolla una zona de
bacterias púrpuras del azufre, como Chromatium, caracterizada por su
color rojo-púrpura.
d) Sedimento
La coloración negra, denota la presencia de microorganismos
reductores de sulfato, caso de los géneros Desulfovibrio,
Desulfotomaculum o Desulfomonas. La coloración es debida a la
precipitación de sulfuro de metales pesados. En esta misma zona, 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 sp.

28. REFERENCIAS CONSULTADAS
• Madigan, M.T., J.M. Martinko y J. Parker. 1997. La Herencia de
Winogradsky. En “Brock: Biología de los microorganismos”. 8ª
edición. Prentice Hall. p. 493.
• http://www.microinmuno.qb.fcen.uba.ar/SeminarioBiodiversidad.htm
l