Biografia di Sergei Winogradsky | Scienziati famosi.

Vissuto 1856 – 1953.
Sergei Winogradsky fondata ecologia microbica e fu dei padri fondatori della microbiologia. In una carriera scientifica insolitamente lungo, egli:

• Scoperto chemiosintesi – una modalità completamente nuova della vita, in cui l'energia per costruire molecole organiche viene dalle reazioni chimiche piuttosto che dalla luce del sole nella più familiare fotosintesi.
• Ha inventato la colonna di Vinogradskij.
• Scoperto e isolato batteri azotofissatori in terreno che rendono nitrati disponibili per piante verdi.
• Fondata ecologia microbica, dove le interazioni dei microbi nei cicli con i loro ambienti naturali vengono studiate in modo olistico.

Inizi

Sergei Nikolaievich Winogradsky nacque il 1° settembre 1856 a Kiev, che era allora nell'Impero russo ed ora è capitale dell'Ucraina.
Sua famiglia erano ricchi proprietari terrieri, e suo padre, Nikolai Konstantinovitch Winogradsky, era il capo di una banca. Sua madre si chiamava Natalia Viktorovna Skoropadskaia.
Vinogradskij ha ricevuto l'educazione di un ragazzo ricco potrebbe aspettarsi in quei giorni, così i classici – greco e latino – sono stati considerati molto più importante che le scienze.
Vinogradskij era profondamente infelice a scuola, perché non ha godere i classici – infatti odiava ogni minuto di essere costretti ad apprendere le lingue antiche. Nonostante la sua antipatia per il curriculum, si è laureato dalla high school nella parte superiore della sua classe con una medaglia d'oro.
All'età di 17 anni ha iniziato una laurea in giurisprudenza presso l'Università di Kiev. Non ci volle molto per lui a decidere che la legge era solo noioso come i classici, quindi passò alla scienza. Purtroppo, le lezioni di scienza a Kiev erano monotone e, all'età di 19, scienza, ha aggiunto alla lista crescente di soggetti che ha avuto scaricata!
Ha ora deciso che si doveva al mondo per diventare un maestro musica! Ha dato vita a Kiev e si trasferì nella capitale dell'Impero russo, San Pietroburgo, a studiare pianoforte al Conservatorio imperiale di musica.
All'età di 21, come probabilmente avete indovinato da ora, ha deciso che la musica era un po' di un foro (realmente ha avuto notevole talento musicale, ma egli non era un maestro) e forse la scienza sarebbe il campo più interessante per la sua mente mercurial.
Si iscrisse all'Università di San Pietroburgo, e lì, per la prima volta, incontrò scienziati di talento. Ed ora non c'era si torna indietro. Ha scoperto che la scienza era la sua vera vocazione, in particolare botanica e microbiologia – ha trovato il lavoro microbiologico di Louis Pasteur in Francia soprattutto interessante e stimolante.
Nel 1881, 24 anni, ha conseguito la laurea in Scienze, poi ha cominciato il lavoro post-laurea che studiano gli effetti delle sostanze nutrienti sulla crescita del lievito. Nel 1884 ottenne un Master laurea in botanica.
Scienza di Sergei Winogradsky
Reputazione di Winogradsky come promettente scienziato giunta all'orecchio di Heinrich Anton de Bary, un microbiologo ed il fondatore della Micologia moderna (lo studio dei funghi). De Bary impegnato Vinogradskij nel 1885 come un lavoro di ricerca presso l'Università di Strasburgo, che allora si trovava in Germania, ma ora è in Francia.

Un organismo più insolito

De Bary suggerito di Vinogradskij che egli potrebbe studiare Beggiatoa, un organismo batterico sconcertante.
Beggiatoa era sconcertante perché esso non ha fatto crescere nelle miscele nutrienti normalmente utilizzate nei laboratori, ancora nelle acque sulfuree primavera potrebbe svilupparsi in grandi colonie, formando grandi tappeti.
Vinogradskij viaggiato ad un numero di diverse sorgenti per raccogliere personalmente i campioni di acqua, che ha portato indietro al laboratorio.

Beggiatoa stuoie crescono intorno uno sfiato freddo ricco di solfuro di idrogeno nel Golfo del Messico. Immagine gentilmente concessa da spedizione al versante profondo.
Nel 1887, il 31enne Vinogradskij scoprì Beggiatoa non ottenne alcuna energia di qualsiasi metodo precedentemente conosciuto. Energia di Beggiatoa è venuto da una reazione chimica tra hydrogen sulfide, presente nelle acque sulfuree e ossigeno. La reazione produce anche zolfo e acqua.
Beggiatoa memorizzati lo zolfo prodotte entro le proprie cellule e, se necessario, potrebbero reagire questo zolfo con l'ossigeno per produrre ancora più energia.
Era la prima volta che qualcuno aveva scoperto un organismo vivente che è sopravvissuto utilizzando composti/minerali inorganici come fonte di energia. Questo tipo di organismo è ora chiamato un lithotroph.
De Bary ha detto con orgoglio il suo lavoratore di giovani ricercatori:
"Avete trovato una nuova forma di vita!"
Vinogradskij osservato anche che i batteri hanno funzionato solo quando era presente il biossido di carbonio – questo doveva rivelarsi importante.
Dopo aver fatto questa scoperta tremenda, Vinogradskij dovuto spostare su, perché, nel gennaio 1888, morto de Bary.

La colonna di Vinogradskij

Durante la sua permanenza a Strasburgo, Winogradsky ha inventato la Colonna di Vinogradskij, che è ancora oggi utilizzato per imparare quale comunità di batteri sono presenti in un campione. Si compone di un cilindro di vetro riempito a metà con fango da un fiume o un lago, rabboccato con acqua. Un numero di ingredienti, come il solfato di sodio, carbonato di calcio e cellulosa (giornale) vengono aggiunti per fornire fonti di nutrimento per i batteri.
All'interno della colonna, gli scienziati possono controllare la quantità di sostanze nutrienti e luce disponibili ai batteri.

I confini di fango-acqua e le comunità di microrganismi crescono in tre colonne Winogradsky separate.
Azotofissatori batteri e la scoperta di chemiosintesi
Nel 1888, Vinogradskij si trasferì da Strasburgo all'Istituto Politecnico svizzero a Zurigo, Svizzera; ci ha iniziato a studiare i batteri coinvolti in azoto fissazione.
Era già stato stabilito da Martinus Beijerinck in Olanda che batteri che crescono in noduli sulle radici delle piante di pisello sono stati in grado di fissare l'azoto – in altre parole i batteri potrebbero convertire azoto nell'aria in nitrati solubili in acqua, richiesti dalle piante verdi.
Durante tre anni a Zurigo, Vinogradskij scoperto completamente nuovi tre generi di batteri azotofissatori.
Inoltre ha fornito la prova chimica di due passaggi separati in azoto fissazione: in primo luogo, l'ossidazione di ammonio per formare nitriti, quindi l'ossidazione del nitrito a forma di nitrato.
E ha fatto il suo più grande scoperta: chemiosintesi.
Dai suoi anni a Strasburgo, Vinogradskij sospetta che batteri Beggiatoa utilizzato energia da solfuro di idrogeno reagisce con ossigeno per elaborare biossido di carbonio nelle molecole della vita, ma i suoi esperimenti non avevano fornito la prova di questo.
Ora, lavorando con batteri azotofissatori, fu in grado di dimostrare che biossido di carbonio è stato preso da batteri e utilizzato come fonte di carbonio nelle cellule dei batteri.

Chemiosintesi

Molti di noi hanno familiarità con la fotosintesi -il processo in cui gli organismi usano la luce come fonte di energia per costruire organico materia – le molecole di vita basate sul carbonio – da anidride carbonica e acqua.
Vinogradskij scoperto completamente un nuovo processo – chemiosintesi – in cui gli organismi utilizzano reazioni chimiche piuttosto che la luce come fonte di energia per costruire la materia organica.
Nel caso di Beggiatoa, l'energia è prodotta dalla reazione del solfuro di idrogeno con l'ossigeno.
Nel caso di batteri azotofissatori, l'energia è prodotta dall'ossidazione dell'azoto e suoi composti.

"Una sintesi completa di materiale organico dall'azione degli organismi viventi è stata realizzata sul nostro pianeta indipendente di energia solare."
Sergei Winogradsky, 1890
Ora sappiamo che ci sono un grande molti organismi sul nostro pianeta che sopravvivono usando chemiosintesi. Un certo numero di questi sono estremofili, ritagliandosi un vita in condizioni estreme, ad esempio molto alte temperature o ad alta acidità, dove altri organismi non possono sopravvivere.
Gli scienziati planetari speculano che gli organismi estremofili utilizzando chemiosintesi potrebbero esistere sulle lune di Giove Europa e Callisto e possibilmente sotto la superficie di Marte.

Vermi tubo giganti sul fondo dell'oceano. Questi organismi vivono sopra un spacco profondo nei pressi di miglio che spingere fuori acqua ricca di acido solfidrico. Non c'è nessuna luce per la fotosintesi a queste profondità. Questi vermi non hanno coraggio; invece hanno un organo contenente batteri chemiosintetici che reagiscono acido solfidrico con anidride carbonica per produrre composti organici, che sono usate per nutrire i vermi. I batteri producono anche energia – nessuna luce solare necessaria. Immagine cortesia 2011 NOAA Galapagos Rift Expedition.
Un invito da un eroe e un ritorno in Russia
Nel 1890, il nome di Winogradsky era diventato ben conosciuto e rispettato. Aveva scoperto qualcosa di notevole – che molecole inorganiche potrebbero essere trasformate in molecole organiche senza necessità per la fotosintesi.

Louis Pasteur, eroe scientifico di Winogradsky, lo invitò a diventare capo di microbiologia presso l'Istituto Pasteur di Parigi.
Suo eroe, Louis Pasteur, fu affascinato dalla scoperta di Winogradsky e lo invitò a trasferirsi a Parigi per diventare capo di microbiologia presso l'Istituto Pasteur.
Era un'offerta da leccarsi i baffi, che sarebbe piaciuto Winogradsky hanno accettato, tranne si sentiva piuttosto nostalgia di casa. Ha deciso che era tempo di tornare nella sua patria, trasferirsi a San Pietroburgo come testa di microbiologia presso l'Istituto di medicina sperimentale.
Lì, negli anni 1892-1895, ha continuato a indagare azotofissatori batteri, scoprendo e isolando Clostridium pasteurianum – Winogradsky ha scritto:
"Chiameremo Clostridium pasteurianum in onore del grande scienziato, creatore della nostra scienza."
Clostridium pasteurianum era una scoperta significativa – era un microorganismo che vive nel terreno che ha preso gratis azoto dall'aria e si fissa nel terreno, rendendolo disponibile per le piante. C. pasteurianum aumentato tenore di azoto del suolo, anche se nessun piante associato azoto fissazione, come i piselli, erano presente.
Nel 1902, Vinogradskij divenne direttore dell'Istituto di medicina sperimentale e fu nominato direttore di Archives of Biological Sciences, un giornale in russo e francese, che divenne una delle più importanti riviste di scienza della Russia.
Vinogradskij continuted come direttore dell'Istituto fino al 1905, quando aveva 49 anni. Egli non gli piaceva il lavoro amministrativo e si dimise per restituire alla ricerca scientifica.
Tuttavia, inverni freddi di San Pietroburgo stavano causando la sua salute a fallire. Nel 1910, anni 54, si ritirò per trascorrere la maggior parte di ogni anno alle tenute della sua famiglia in Ucraina e inverni nella sua casa di vacanze sul lago di Ginevra in Svizzera.
La rivoluzione russa, iniziata nel 1917, era brutta notizia per ricchi proprietari terrieri e nel 1921 Vinogradskij lasciò definitivamente la sua terra. Ha lavorato a Belgrado, in Serbia, per un anno.
Nel 1922, è stato invitato ancora una volta di unirsi all'Istituto Pasteur.
E così il 66 anni Vinogradskij infine spostato all'Istituto Pasteur, forse deplorando che non avesse fatto così quando Louis Pasteur, ora deceduto, aveva personalmente invitato a partecipare più di 30 anni in precedenza.
Ha lavorato presso il laboratorio dell'Istituto nel villaggio di Brie-Comte-Robert.

Un ecologista microbico russo a Brie-Comte-Robert

Vinogradskij iniziò a lavorare in Francia in età quando la maggior parte delle persone pensano che dovrebbero avere ritirato. Egli si è interessato con la scienza dell'ecologia microbica, che ha fondato. Le sue ricerche hanno visto olisticamente le interazioni dei microbi con il loro ambiente naturale, aumentando la nostra conoscenza del ciclo dell'azoto e del ciclo dello zolfo.
Ha studiato anche ferro batteri, fissazione di azoto di Azotobacter e cellulosa-decomposizione di batteri.

Vita privata e alla fine

Vinogradskij aveva sposato Zinaida Aleksandrovna Tikhotskaya nel 1879, quando aveva 23 anni. La coppia rimase sposata fino alla sua morte nel 1939. Dal matrimonio nacquero quattro figlie, di cui due, Katherine e Helen, si trasferì in Francia con i genitori. Helen ha lavorato come un microbiologo presso l'Istituto Pasteur con suo padre.
Anche se aveva abbandonato i suoi sforzi per diventare un musicista serio ventenne, Vinogradskij amava rilassarsi suonando il piano.
Ha goduto di una vita insolitamente lunga e attiva. Aveva 93 anni quando ha completato un libro di 900 pagine: microbiologia del suolo: problemi e metodi, cinquant'anni di indagini.
Sergei Winogradsky, è morto nel sonno all'età di 96 a Brie-Comte-Robert, Francia, il 25 febbraio 1953.

Tradotto dal sito Web: Famous Scientists per scopi didattici.