27 Microorganismos: cómo montar una columna de Winogradsky

MICROORGANISMOS
¿CÓMO MONTAR UNA COLUMNA DE WINOGRADSKY?
Los trabajos de Louis Pasteur y Robert Koch en la segunda mitad del siglo XIX se basaron
técnicamente en la obtención de cultivos bacterianos puros. Más allá de ser
fundamentales desde el punto de vista conceptual, esos trabajos posibilitaron grandes
avances en las áreas de medicina e industria. En otra línea de investigación, Martinus
Willen Beijerinck y Sergei Winogradsky estudiaron las comunidades microbianas en sus
ambientes naturales. Los estudios ecológicos permitieron comprender las características
metabólicas de esas comunidades y esclarecer las etapas del ciclo de algunos elementos
(carbono, nitrógeno, azufre).
La construcción de una columna de Winogradsky es un método simple de estudio de la
diversidad microbiana mediante la selección de microorganismos con determinadas
características metabólicas. Consiste en enriquecer una muestra de suelo con nutrientes,
de modo de favorecer el crecimiento de algunas comunidades.
Existen numerosas variaciones y combinaciones posibles en la elección de las fuentes de
enriquecimiento:
1. Fuentes de carbono:

Materiales que liberan carbono rápidamente tales como carbonato de sodio,
bicarbonato de sodio o carbonato de calcio (tiza molida).

Materiales de origen vegetal que liberan carbono más lentamente, tales como
césped, heno, agujas de pino, papel de periódico, papel higiénico, almidón de
maíz, avena, aserrín, etc.
2. Fuentes de azufre: Azufre, sulfato de calcio, sulfato de magnesio, huevos cocidos,
queso, etc.
3. Fuentes de hierro: Limadura de hierro, cualquier comprimido que contenga hierro.
4. Fuentes de fósforo y potasio: Oro verde o cualquier otro fertilizante para plantas con
K2HPO4 (Proporción: media cucharada de té/l).
5. Fuentes de vitaminas: cualquier producto multivitamínico.
Una modificación parcial o total del modo de enriquecimiento o del tratamiento permite
seleccionar microorganismos con características específicas: bacterias del hierro (hierro),
bacterias del ciclo del nitrógeno (fertilizante en exceso), bacterias termófilas (incubación
a temperatura elevada), bacterias halófilas (sal), bacterias acidófilas (vinagre), bacterias
basófilas (fermento químico), etc.
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María Antonia Malajovich / Guías de actividades
Biotecnología: enseñanza y divulgación
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MICROORGANISMOS / MONTAJE DE UMA COLUMNA DE WINOGRADSKY
Las variaciones parecen ser infinitas. Hay quien coloca coca-cola en el medio y quien
agrega un trozo de cáscara de fruta para identificar los microorganismos capaces de
colonizarlas.
¿Dónde está la dimensión tecnológica? El método se aplica en la búsqueda de bacterias
capaces de degradar algún contaminante. En muestras de suelo enriquecidas con dicha
sustancia, sólo crecerán aquellas que son capaces de metabolizarla. En un contexto
biotecnológico del método, estaremos en el camino de la biorremediación.
BIBLIOGRAFÍA
MADIGAN, M.T. et al. Microbiologia de Brock. São Paulo, Pearson Education do Brasil, 2004. Existen
innumerables y buenos protocolos en Internet, siendo mis preferidos:
Building a Winogradsky Column. An Educator Guide with Activities in Astrobiology.
http://quest.nasa.gov/projects/astrobiology/fieldwork/lessons/Winogradsky_5_8.pdf
Deacon, J. The Microbial World: Winogradsky column: perpetual life in a tube.
http://www.biology.ed.ac.uk/research/groups/jdeacon/microbes/winograd.htm
La colonne de Winogradsky. Illustration de la photosynthèse microbienne et du cycle du soufre.
http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biotech/Winogradsky.html
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ACTIVIDAD PRÁCTICA
La columna de Winogradsky es una forma simple de seleccionar y estudiar los microorganismos
existentes en cualquier ambiente. La columna puede ser construida a partir de lodo o suelo de
cualquier origen, con agua proveniente de la misma fuente o de una fuente diferente.
OBJETIVO
Construir una columna de Winogradsky para observar los microorganismos del ambiente.
MATERIALES
1 vasija, botellas de plástico transparentes de 2 l, 1 embudo, 1 vaso de plástico, lodo o muestra de
tierra del lugar analizado, agua del mismo lugar, una fuente de celulosa (10 g de papel higiénico),
una fuente de fósforo y potasio (1 cucharada tamaño té de fertilizante para plantas por litro), una
fuente de CO2 (5 g de tiza molida), una fuente de azufre (5 g de yema de huevo cocido) y,
eventualmente, una fuente de hierro, trozos de tela para cubrir las botellas, elásticos.
PROCEDIMENTO
1. Colocar en un recipiente cinco vasos de lodo, arena o tierra; retirar todas las piedras, ramas u
hojas.
2. Diluir una cucharada tamaño té de fertilizante en un volumen equivalente de agua del mismo
sitio.
3. Preparar con ambas partes una mezcla de consistencia cremosa, suficientemente fluida para
pasar por el embudo.
4. Colocar en el fondo de la garrafa 10 g de la fuente de celulosa, 5 g de la fuente de CO 2, 5 g de
la fuente de azufre y, eventualmente, la fuente de hierro.
5. Agregar un poco de la mezcla. Eliminar el aire, batiendo con fuerza para asentar la mezcla.
6. Colocar otras capas de lodo, asentándolas como antes, hasta que la botella esté 90% llena. Si
fuera necesario, eliminar las burbujas existentes revolviendo con una varilla.
7. Esperar 30 minutos. La capa de agua en la parte superior deberá medir por lo menos dos cm de
altura. Agregar agua, si fuera necesario. Considere que la proporción de las capas inferior de
lodo y superior de agua pueden variar.
8. Cubrir la botella con un paño y cerrar con un elástico.
9. Incubar en un lugar donde reciba suficiente luz, pero no sol directo.
10. Observar semanalmente las variaciones, y agregar agua cuando sea necesario para que la
columna no se seque.
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NUESTRO COMENTARIO
La selección de diferentes tipos de microorganismos se consigue mediante el agregado de algunos
compuestos (orgánicos e inorgánicos) y el ajuste del pH. La iluminación estimula el crecimiento de
fotótrofos (aerobios y anaerobios), que se desarrollan formando un biofilm, entre la pared de la
botella y el medio. Cerca del tope de la columna crecen los organismos aerobios y microaerófilos,
en el fondo se multiplican los anaerobios (Clostridium, bacterias metanogénicas).
Los materiales y el procedimiento descriptos en el protocolo permiten estudiar los organismos
involucrados en el ciclo del azufre (medio enriquecido con celulosa, azufre y calcio), como se
observa en la figura siguiente.
Figura. Columnas de Winogradsky montadas con suelo rico en hierro del NEDEA-ORT (Petrópolis) y
con arena de las playas de Urca (Río de Janeiro) y de Angra dos Reis (RJ).
Columnas de
Winogradsky
Dos muestras del NEDEA/ORT (Petrópolis)
Dos muestras de playa (RJ)
¿CÓMO MONTAR UN PROYECTO?
Comparar el desarrollo de las comunidades bacterianas de una muestra en columnas enriquecidas
con diferentes cantidades de sulfato de calcio.
Comparar el desarrollo de las comunidades bacterianas de varias muestras en columnas
enriquecidas del mismo modo.
Comparar el desarrollo de las comunidades bacterianas de una muestra en columnas enriquecidas
del mismo modo, incubadas en diferentes condiciones de iluminación (o de temperatura).
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