[Biologi] Winogradsky's Column

hotsvidz.blogspot.com - Kolom Winogradsky

Kolom Winogradsky adlh suatu miniatur ekosistem buatan untk membiakkan mikroba yg menyerupai kondisi ekologis sebenarnya dgn menyediakan sumber bakteri jangka panjang untk pengkayaan kultur. Kolom Winogradsky adlh salah satu cara sederhana untk mempelajari hubungan silang antara dua komponen suatu lingkungan alami di laboratorium. Penemuan

Kolom Winogradsky merupakan ide seorang ilmuwan Rusiabernama Sergei Winogradsky (1856-1953) dibantu oleh Martinus Beijerinck. Keduanya adlh ilmuwan yg pertama kali mempelajari mikrobiologi lingkungan, di mana saat itu penelitian mengenai mikrobiologi hanya berkisar pd bakteri patogen, dan penelitiannya memberi banyak kontribusi pd pemahaman mikrobiologi lingkungan dan siklus nutrisi, seperti sulfur dan nitrogen..

Kolom ni pertama kali digunakan pd tahun 1880untuk mengamati mikroorganisme yg hidup di tanah. dgn cara mengamati siklus sulfur, nitrogen, fosfor, ataupun nutrien lain yg umumnya terjadi di antara segmen permukaan yg sifatnya membutuhkan oksigen (aerob) dan di segmen bawah yg bersifat tak membutuhkan oksigen (anaerob).

Kolom ni jg digunakan sebagai model untk mempelajari interaksi populasi bakteri pd berbagai komunitas perairan dan sedimen perairan.. Kolom Winogradsky menggambarkan bagaimana mikroorganisme yg berbeda membentuk hubungan interdependen, dimana aktivitas suatu organisme mampu memengaruhi organisme lain untk tumbuh / sebaliknya.

Tujuan lain pembuatan kolom Winogradski adlh mengamati perbedaan metabolisme tiap organisme, seperti organisme yg membutuhkan cahaya (fototrof), kimia (kemotrof), dan membuat makanannya sendiri (autotrof), / mengambil makanan dari organisme lain (heterotrof). Selain itu jg mengamati bagaimana mikroorganismemenggunakan kebutuhan karbon dan mineral berdasarkan toleransi lingkungan, dan perannya dlm siklus materi.

Pada kolom Winogradsky jg dpt diamati mekanisme sintropi, siklus energi dan materi pd suatu ekosistem, yg sifatnya seimbang. Pada mekanisme sintropi, hasil metabolisme mikroorganisme A akan dipakai oleh mikroorganisme B, hasil metabolisme mikroorganisme B akan dipakai oleh mikroorganisme C, dan hasil metabolisme mikroorganisme C akan dipakai oleh mikroorganisme A sehingga tercipta kondisi yg seimbang.

Pembuatan

Secara umum, pembuatan kolom Winogradsky dilakukan dgn memadatkan lumpur yg diperoleh dari lingkungan dan kemudian ditambahkan air yg diambil dari lingkungan yg sama.^[8] Pengkayaan (enrichment) dilakukan dgn penambahan:

• sumber mineral yaitu kalsium karbonat (CaCO₃), kalsium sulfat (CaSO₄), dan kalium monofosfat (KH₂PO₄),
• sumber asam amino yaitu kuning telur yg sudah direbus, dan
• sumber karbon yaitu kertas koran yg dipotong-potong kecil (sumber selulosa).

Penyusunan dlm bentuk kolommemungkinkan terbentuknya kondisi kaya oksigen (aerob) di permukaan kolom dan kondisi miskin oksigen (mikroaerofil) / tanpa oksigen (anoksik) di bagian bawah. Bagian permukaan kolom terekspos dgn oksigen, dan semakin ke bagian bawah kolom semakin kekurangan oksigen sampai ke bagian dasar merupakan zona anaerob. Bagian permukaan dan tepi kolom terekspos dgn cahaya sehingga dpt menggambarkan spektrum pertumbuhan organisme dari yg memutuhkan oksigen dan cahaya sampai organisme yg membutuhkan cahaya tetapi tak membutuhkan oksigen..

Lumpur dan sedimen yg digunakan mengandung substrat senyawa organikkarbon, sulfida, dan sulfat. Hal ni yg mengakibatkan perkembangan sejumlah bakteri heterotrof dan fotoautotrof, termasuk bakteri sulfur fotosintetik anaerob. Kolom ni dpt diisi dgn tanah, lumpur, dan airdari berbagai macam lingkungan dan dpt dimodifikasi dgn kultur pengkayaan.

Aktivitas

Dalam beberapa minggu akan terdapat pertumbuhan mikroorganisme yg dpt hidup secara anaerob di dlm tanah, seperti metanogen yg menghasilkan gas metana (CH₄) dan bakteri pereduksi sulfat yg menghasilkan gas hidrogen sulfida(H₂S). Beberapa bakteri metanogen yg ada antara lain Methanobacterium, Methanocaldococcus, dan Methanosarcina sedangkan bakteri pereduksi sulfat yg ada antara lain: Desulfovibrio, Desulfobacter, dan Desulfuromonas.

Mikroorganisme berkembang biak dan membentuk zona-zona berbeda. Mikroorganisme aerobik akan berkumpul di permukaan, biasanya alga, cyanobacteria, dan bakteri pengoksidasi sulfur karena adanya oksigen, sedangkan organisme yg butuh kadar oksigen rendah / tak butuh sama sekali akan menempati lapisan bawahnya, seperti contohnya bakteri sulfur ungu dan bakteri non-sulfur ungu.

Air yg ada pd bagian kolom yg terkena cahaya matahari terlihat lebih keruh karena adanya pertumbuhan bakteri fotoautotrof yg tumbuh secara aerob seperti Cyanobactersp. dan Chlorobium dan bakteri pengoksidasi sulfat seperti Thiobacillussp. Warna hitam di permukaan tanah dpt terjadi karena hidrogen sulfida (H₂S) yg bereaksi dgn zat besi (Fe) membentuk endapan.

Adanya pertumbuhan bakteri secara aerob dan anaerob dpt terjadi di dlm kolom Winogradsky karena adanya mekanisme sintropi. Dalam hal ini, hasil metabolisme dari bakteri pereduksi sulfat yg menghasilkan gas H₂S, digunakan oleh bakteri pengoksidasi sulfat untk mengoksidasi sulfat. Selain itu, bakteri metanogen yg menghasilkan gas CH₄ dpt digunakan untk pertumbuhan bakteri metanotrofyang menggunakan CH₄ sebagai sumber karbon untk menghasilkan gas CO₂. Secara tak langsung dpt diketahui bahwa telah terjadi aliran energi dan siklus materi yg seimbang pd kolom Winogradsky sehingga dpt terjadi pertumbuhan yg baik pd bakteri kondisi aerob dan anaerob.

Gas-gas yg terbentuk akan membuat terbentuknya rongga udara pd kolom yg semakin lama akan semakin membesar dan akan mengangkat tanah diatasnya semakin tinggi. Kebalikan dgn oksigen yg semakin ke bawah semakin berkurang, hidrogen sulfida makin bertambah.

Saat kolom tersebut dibuka, akan tercium bau belerang yg disebabkan oleh gas H₂S dari bakteri-bakteri pereduksi sulfat, contohnya Desulfovibrio sp. Selain itu jg terbentuk warna kehitam-hitaman di lumpur bagian atas yg disebabkan oleh kegiatan bakteri-bakteri aerob yg menghasilkan ion sulfat (S0₄^2-) seperti contohnya Thiobacillus sp. dan Beggiatoa sp.

source : http://solopos.com, http://cnn.com, http://apapengertianahli.com

Posted by Unknown