Coluna de Winogradsky

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I. INTRODUÇÃO 
A coluna de Winogradsky é uma demonstração sobre a ecologia e evolução 
microbianas, realizada por Sergius Winogradsky (1856-1853), pioneiro dos estudos das 
atividades microbianas, que consiste num sistema laboratorial para a observação do 
processo evolutivo: processo de adaptação microbiana aos diferentes ambientes 
empregando diferentes estratégias para obtenção de energia. Esse sistema mostra 
também, as interações entre os organismos e entre estes e o meio ambiente, numa 
comunidade mista, demonstrando que os microrganismos são parte intrínseca dos 
ciclos biogeoquímicos. 
Na coluna desenvolve-se uma sucessão de comunidades microbianas 
relacionadas com a concentração de oxigênio, nutrientes e luz, contendo tanto 
ambientes aeróbios como aeróbios. Portanto, pode ser dividida em três camadas 
principais: Camada Aeróbia superior, camada microaerofílica, e camada anaeróbia 
inferior. 
Diagrama da Coluna de Winogradsky apontando à distribuição dos organismos em ambientes aeróbios e 
anaeróbios. 
A fase mais elevada da coluna contém um ambiente aeróbio, onde ocorre o 
crescimento de organismos que realizam a fotossíntese, como as algas e 
cianobactérias, responsáveis pela produção primaria dessa zona. Tal sustenta a 
proliferação de bactérias aeróbias heterotróficas e fungos. Além dessa diversidade de 
organismos, há uma quantidade considerável de H2S que estimula o crescimento de 
colônias de bactérias oxidantes de enxofre. Graças a esses organismos, a coluna tem 
uma coloração esverdeada na sua camada superior. Esta é a parte da coluna que 
contem maior teor de oxigênio. 
A camada microaerofílica contem uma concentração relativamente menor de 
oxigênio e uma maior concentração de H2S. Nesta há crescimento de bactérias 
oxidantes de enxofre. Logo há o desenvolvimento de bactérias púrpuras não sulfurosas 
(identificadas por coloração vermelha); ao aumentar o teor de H2S, há o incremento de 
bactérias fotossintéticas anaeróbias, divididas em duas camadas segundo a tolerância 
ao H2S, primeiro estão as púrpuras sulfurosas (camada roxo-escuro) e logo as 
bactérias verdes sulfurosas (camada verde-escura) que resistem a maiores 
concentrações de H2S; o enxofre produzido por ambas retorna ao sedimento, formando 
parte do ciclo do enxofre que ocorre em ambientes marinhos. 
Finalmente, a camada anaeróbia inferior agrupa organismos que realizam 
fermentação e respiração anaeróbia. O género Clostridium degrada a celulose e produz 
compostos orgânicos como resultado da fermentação. Bactérias redutoras de enxofre 
utilizam tais compostos para realizar sua respiração anaeróbia, finalizando com a 
produção de H2S. A reação entre o último e o ferro existente gera sulfuretos ferrosos de 
coloração negra. 
 
 
 
 
 
II.METOLOGIA 
Materiais 
• Folha seca picada, como fonte de carbono; 
• Casca de ovo picada, como fonte secundária de carbono e cálcio; 
• Gema de ovo, como fonte de enxofre; 
• Sulfato de magnésio e sulfato de amônio, como fontes secundárias 
de enxofre; 
• Água de lago, como fonte de microrganismos com diversidade 
metabólica; 
• Lama, para suplementação e sedimentação da coluna; 
• Pote de vidro, para armazenar; 
• Plástico transparente e elástico, para tampar e selar a coluna. 
 
Sulfato de magnésio, sulfato de amônio e gema de ovo (da esquerda para direita respectivamente) 
 
Materiais Utilizados: Folhas secas e lama 
 
Método 
A folha seca, a casca de ovo moída, a gema de ovo, o sulfato de 
magnésio e o sulfato de amônio foram misturados com a lama. Essa 
mistura foi colocada dentro do pote de vidro a fim de completar 2/3 de seu 
conteúdo. O restante do pote foi completado com a água do lago. Depois 
disso feito, a coluna foi selada com o plástico transparente e o elástico. 
A coluna foi exposta a luz durante todo o período experimental. 
 
Sulfato de magnésio, sulfato de amônio e gema de ovo misturadas a lama e em seguida a introdução 
das folhas secas. 
 
Coluna selada com plastic transparente e o elástico. 
 
 
 
 
Coluna pronta para a exposição a luz. 
III. RESULTADOS 
Após o período de incubação, era esperada uma coluna totalmente estratificada, com 
uma diferenciação perceptível, tanto pela coloração e textura quanto por análises 
microscópicas. 
 A coluna de Winogradsky se diferencia basicamente em duas partes, uma anaeróbica 
(porção inferior) e outra aeróbica (porção superior). Na primeira, era de se esperar o 
crescimento de colônia de seres fermentadores de matéria orgânica (Clostridium), por 
conta da celulose adicionada e bactérias sulfeto-redutoras, anaeróbias, como a 
Desulfovibrio, que utiliza o sulfeto como aceptor de elétrons ao invés de oxigênio, 
produzindo H2S, que reagem com qualquer traço de ferro, produzindo o composto 
sulfeto de ferro, dando origem a coloração negra dessa porção da coluna. Algum desse 
sulfeto de hidrogênio emerge para superfícies mais acima que, ao entrar em contato 
com a primeira porção de água da coluna, possibilita o crescimento de colônias de 
bactérias fotossintetizantes anaeróbicas, tais como a bactéria púrpura e a bactéria 
verde que, assim como as plantas, utilizam a luz como fonte de energia e seus 
materiais celulares com o gás carbônico, mas controversamente, ao invés de 
produzirem oxigênio, como os seres aeróbios fotossintetizantes, produzem sulfeto, 
segundo a reação: 
6 CO2 + 12 H2S = C6H12O6 + 6 H20 + 12 S 
 Nessa região, por conta de suas colorações, é possível observar uma coloração 
mixada entre roxo e verde e, além disso, bolsões de enxofre. Já na porção superior, 
oxigenada e com uma maior penetração de luz, é possível encontrar seres 
fotossintetizantes que já utilizam o oxigênio como aceptor de elétrons, ao invés de