Voraussetzungen

Dieser Versuch benötigt keine speziellen Vorkenntnisse in Mikrobiologie. Falls Sie jedoch gedenke, Bakterien aus Ihren Winogradski-Säulen zu isolieren, so sollten Sie über sehr gute mikrobiologische Fachkenntnisse verfügen.

Zeitbedarf: Zum Ansetzen des Versuches benötigen Sie 20-30 min. Anschließend sind Sie je nach Versuchsansatz alle Tage wieder einige Minuten mit der Dokumentation der Änderungen beschäftigt. Das Experiment kann so über ein Schuljahr laufen.

Folgeexperimente: Ihre Kreativität und Ihre experimentellen Erfahrungen sind die einzig limitierenden Faktor.

Aufgaben

1. Legen Sie mindestens zwei Winogradski-Säulen an. Dunkeln Sie eine ab, um den Einfluß von Licht auf das Ökosystem zu überprüfen.
2. Testen Sie verschiedene Materialien auf ihre Abbaufähigkeit und ihren Einfluß auf das Ökosystem.
3. Beobachten Sie die Entwicklung der Ansätze über einen längeren Zeitraum. Dokumentieren Sie die Entwicklung durch Fotos.
4. Wenn Sie sehr gute mikrobiologische Kenntnisse haben, können Sie versuchen, ein phototrophes Bakterium aus ihrer belichteten Winogradski-Säule zu isolieren.

Lernziele

Sie lernen hier an einem manuell sehr einfach durchzuführenden Versuch das Ökosystem Wasser/Sediment zu untersuchen. Je nach Anlage des Experimentes werden Sie zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen. Sie können damit verschiedene "Störungen" und Reaktionen eines Ökosystems überprüfen.

Zusatzinformationen

Die Beobachtungen, die Sie an Ihrem "künstlichen" Sediment in der Winogradski-Säule machen können, haben auch technische Konsequenzen. Was passiert eigentlich in Abwasserrohren, die immer mit nährstoffreichem Abwasser und mit Schwebstoffen bzw. Sedimenten gefüllt sind? Die folgende Abbildung gibt eine Erklärung für dieses "technische" Ökosystem, das verblüffende Ähnlichkeiten zu Ihrer Winogradski-Säule aufweist.

Probleme

Dieses Experiment ist "unproblematisch".

Sicherheit

Solange Sie das System geschlossen halten und keine Bakterien aus ihm isolieren, ist keine Gefährdung erkennbar. Beachten Sie allerdings die besonderen Bedingungen, wenn Sie "problematische Zusatzstoffe" im System austesten möchten.

Tipps und Hinweise

• Sie könnten z.B. den Einfluß von Calciumsulfat, Cellulose (Zeitungspapier), Temperatur und Lichtqualitäten auf das Ökosystem Winogradski-Säule untersuchen. Befüllen Sie auch eine Säule mit Sand an Stelle der Erde/des Sedimentes.
• Geben Sie zusätzlich einen Nagel oder eine andere Eisenquelle hinzu. So können Sie die Entwicklung von Schwefelwasserstoff leicht nachweisen.
• Phosphatzugabe könnte den P-Eintrag in einen See simulieren. Seien Sie aber in der zugesetzten Phosphatmenge sparsam, da Phosphat auch im realen Ökosystem limitierend ist. Verfolgen Sie in diesem Fall den Phosphatgehalt im System durch eine Phosphatbestimmung.
• Wenn Sie mikrobiologisch vorgebildet sind, so können Sie versuchen aus Ihrem Ansatz verschiedene Bakterien zu isolieren. Empfehlenswert, weil ohne Gefährdungspotenzial, sind phototrophe Keime.

Unterlagen

Die Zahlen geben die Dateigrößen in KB wieder. Zum Lesen der pdf-Dateien benötigen Sie den Adobe Acrobat Reader (einige Dateien wurden für Version 7 oder besser optimiert!). Zum Betrachten der ppt-Dateien benötigen Sie Microsofts PowerPoint. Deren Ausdruck als pdf-Datei erlaubt Ihnen die Herstellung von Folien für den Tageslichtprojektor.

Tipp: Laminieren Sie solche Seiten, die Sie häufiger als Arbeitsunterlagen nutzen möchten.

Fragen

1. Warum sind tiefere Sedimentschichten anaerob?
2. Wie erklären Sie den Sauerstoffgradienten in der Winogradsky-Säule?
3. Wie erklären Sie die relativ scharfmarkierten Zonen in der Winogradsky-Säule?