Fa uns mesos, els alumnes de 4t d’ESO van recollir mostres de fang i d’aigua del riu Tenes amb l’objectiu de construir unes columnes de Winogradsky (veure article AQUÍ). Durant aquest temps, les columnes han estat exposades a la llum solar, i l’ambient aquàtic eminentment anòxic ha evolucionat instal·lant-s’hi diverses colònies bacterianes (compareu a continuació les fotografies corresponents al mes de gener i al mes de juny, respectivament):

Columnes iniciades el 19 de gener de 2016

Columnes fotografiades el 3 de juny de 2016

A la segona fotografia s’observen colònies bacterianes de diversos colors (vermell, marró, verd,…), tot un ecosistema microbiològic que els alumnes han pogut estudiar de forma preliminar.

Sergei Winogradsky (1856 – 1953) va ser un microbiòleg d’origen rus que va desenvolupar la tècnica de cultiu que porta el seu nom per a estudiar els microorganismes del substrat i com aquests colonitzen l’espai produint-se una successió ecològica en la que els bacteris s’adapten als diferents ambients en funció de les seves estratègies particulars d’obtenció d’energia.

En la columna de Winogradsky cal esperar la formació de tres franges principals que responen, de dalt a baix, a una zona aeròbica superficial, amb alta concentració d’oxigen, una zona hipoaeròbica intermèdia i de transició, amb reduïda quantitat d’oxigen disponible, i una zona anaeròbica profunda, sense oxigen. A la zona superficial creixen bacteris fotosintètics (cianobacteris, de color verd) que obtenen l’energia del Sol mitjançant la fotosíntesi i, per tant, produeixen oxigen que manté el caràcter aerobi d’aquesta franja. A la part profunda, sense oxigen, es desenvolupen bacteris reductors del sulfat en sulfur i que, per tant, obtenen l’energia d’altres reaccions químiques diferents a la fotosíntesi (se’ls anomena quimiosintètics). Aquests bacteris adopten colors vermellosos, però també verdosos. Així, a la columna s’estableixen idealment dos gradients químics, un d’oxigen i l’altre de sulfur d’hidrogen o àcid sulfhídric (H2S), que és el que produeix l’olor característica a ous podrits.

Part inferior de la columna 1, on es pot observar una colònia verda anaeròbica (a l’esquerra).

Part inferior de la columna 2, on es poden observar diverses petites colònies anaeròbiques de color vermell granatós (a la dreta, sobre la xifra “200”).

A la part inferior de la columna s’ha produït una escassa colonització bacteriana, però suficient com per poder observar unes quantes colònies de mida macroscòpica (de color verd a la primera fotografia i de color vermell a la segona fotografia). Caldria esperar que els bacteris de color vermellós fossin del gènere Clostridium (bacteris fermentadors) i/o Desulfovibrio (bacteris sulfato-reductors), mentre que els de color verd fossin del gènere Chlorobium (bacteris verds del sofre).

L’escassa colonització s’interpreta per una reduïda quantitat de matèria orgànica a la mostra (el fang agafat del riu contenia poca matèria orgànica. Era força sorrenc i havia estat mobilitzat i rentat feia poques setmanes degut a la crescuda del riu durant uns dies de pluja intensa). L’escassa proporció de matèria orgànica s’hauria pogut revertir afegint al fang gran quantitat de matèria orgànica en el moment de fabricar la columna (per exemple, afegint fullaraca en descomposició o trossets de paper de diari).

Part intermèdia de la columna 1

Part intermèdia de la columna 2

A la part intermèdia de les columnes s’observa en major o menor desenvolupament diverses colònies bacterianes d’aspecte verdós i marronós-granatós que creixen a diferents profunditats en el fang. Caldria esperar que aquests bacteris fossin dels gèneres Chromatium (bacteris porpres del sofre) i Rhodospirillum i/o Rhodopseudomonas (bacteris que ja no redueixen el sofre).

Part superior de la columna 1

Part superior de la columna 2

A la part superior de la columna, però encara en el fang, s’observa la colonització de l’espai interparticular per colònies bacterianes verdes ja en condicions oxidants.

Extrem superior amb aigua de la columna 1

Extrem superior amb aigua de la columna 2

Finalment, en la zona d’aigua per sobre del nivell del fang, han crescut sobre la superfície del vidre algues cianofícies fotosintètiques (cianobacteris de color verd) i algues diatomees (de color marronós). Aquestes algues són les més fàcils d’identificar al microscopi, doncs els cianobacteris formen filaments característics i les diatomees posseeixen estructures silícies típiques en forma de capsa (les frústules).

Per falta de temps, els alumnes de 4t d’ESO no han tingut l’oportunitat d’agafar mostres de bacteris per a observar-los al microscopi i poder-los identificar, ni tampoc han pogut determinar els pH de les diferents profunditats, valors que també podrien ajudar a determinar les condicions ecològiques dels diferents ambients bacterians. Esperem que el proper curs els nous alumnes de 4t d’ESO puguin reprendre l’estudi d’aquestes columnes de Winogradsky i completar les investigacions.