Colonne de Winogradsky

Définition

La colonne de Winogradsky est une méthode pour culti­ver des micro-orga­nismes pro­ve­nant de l’en­vi­ron­ne­ment. Ce dis­po­si­tif expé­ri­men­tal porte le nom de son inven­teur : Winogradsky.

Construction d’une colonne de Winogradsky

Pour construire, une colonne de Winogradsky, il suf­fit d’un réci­pient (par exemple une bou­teille en plas­tique ou un cylindre en verre) rem­plit d’eau et de sédi­ments. Un film plas­tique peut être uti­li­sé pour fer­mer her­mé­ti­que­ment la colonne.

Pour sti­mu­ler la crois­sance micro­bienne, une source de car­bone peut ajou­tée dans la colonne. Par exemple du papier jour­nal ou de la cel­lu­lose qui four­ni­ront une source de car­bone aux micro-organismes. 

Une lampe peut être ajou­tée au dis­po­si­tif expé­ri­men­tal pour per­mettre le déve­lop­pe­ment de micro-orga­nismes, tels que les cya­no­bac­té­ries, réa­li­sant la pho­to­syn­thèse.

Évolution d’une colonne de Winogradsky

Une fois cette colonne fer­mée, une suc­ces­sion de micro-orga­nismes vont se déve­lop­per à l’intérieur de ce micro­cosme selon les nutri­ments, le taux de dioxy­gène et la lumière dis­po­nibles. Cette période peut durer de plu­sieurs semaines à plu­sieurs mois. Des micro-habi­tats vont être for­més par des micro-orga­nismes. Ces micro-habi­tats peuvent être obser­vés notam­ment par un chan­ge­ment de cou­leurs des sédi­ments. Par exemple une zone verte indique la pré­sence de cya­no­bac­té­ries ou d’algues tan­dis qu’une cou­leur noire indique la pro­duc­tion de H₂S par des bac­té­ries rédui­sant les sul­fates /​ sul­fites. Des bulles de gaz peuvent aus­si se for­mer à l’in­té­rieur de la colonne sous l’ac­tion des micro-organismes.

Colonne de Winogradsky et enseignement

Intérêt pédagogique

La colonne de Winogradsky est sou­vent uti­li­sée pour ensei­gner la micro­bio­lo­gie. Les colonnes sont faciles à construire et pro­duisent des résul­tats visua­li­sables à l’œil nu. Cette acti­vi­té per­met d’illus­trer des thé­ma­tiques telles que la diver­si­té micro­bienne, le méta­bo­lisme, les cycles bio­géo­chi­miques ou les suc­ces­sions éco­lo­giques. De plus, la colonne peut être per­son­na­li­sée lors de sa construc­tion, par exemple par l’a­jout de substrats.

Sécurité

La majo­ri­té des micro-orga­nismes pro­ve­nant de l’en­vi­ron­ne­ment ne sont pas patho­gènes néan­moins de bonnes pra­tiques de sécu­ri­té peuvent être mise en place lors de l’u­ti­li­sa­tion d’une colonne de Winogradsky pour l’é­du­ca­tion. Par exemple le port d’é­qui­pe­ments de pro­tec­tion indi­vi­duel ou la signa­li­sa­tion du risque micro­bio­lo­gique. Il est conseillée de lais­ser la colonne à tem­pé­ra­ture ambiante pour évi­ter la crois­sance de micro-orga­nismes patho­gènes.

Références bibliographiques

Dworkin, M. & Gutnick, D. (2012). Sergei Winogradsky : A foun­der of modern micro­bio­lo­gy and the first micro­bial eco­lo­gist. FEMS micro­bio­lo­gy reviews, 36(2), 364–379. doi.org/10.1111/j.1574–6976.2011.00299.x (lien)

Moshynets, O., Boretska, M., & Spiers, A. J. (2013). From Winogradsky’s column to contem­po­ra­ry research using bac­te­rial micro­cosms. In C. C. Harris (Ed.), Microcosms : eco­lo­gy, bio­lo­gi­cal impli­ca­tions and envi­ron­men­tal impact (Microbiology Research Advances). Nova Publishers. (lien)

Parks, S. T. (2015). Microbial life in a Winogradsky column : from lab course to diverse research expe­rience. Journal of micro­bio­lo­gy & bio­lo­gy edu­ca­tion, 16(1), 82–84. doi​.org/​1​0​.​1​1​2​8​/​j​m​b​e​.​v​1​6​i​1​.​847 (lien)