Биоминералы

Биоминерал (англ. Biomineralization) — минерал, кристаллизация которого происходит с участием живых организмов. Понятие «биоминерал» не может быть относимо к тому или иному минеральному виду в целом, но только к тем конкретно взятым разновидностям минерала, которые при определённых условиях непосредственно были включены в биологические циклы при своём образовании, причём таким образом, что само их образование явилось следствием жизнедеятельности организмов.  Среди минералов, образование которых может происходить с участием живых организмов, кальциевые карбонаты  (кальцит, арагонит, витерит), кремнезем (опал, кристобалит), фосфаты  (костный биоапатит, вивианит),сульфиды (пирит, марказит), оксиды и гидроксиды железа (лимонит, магнетит) и др.   В качестве примера образования биоминерала можно привести сульфидную минерализацию в осадочных породах, важную роль в которой играют сульфатредуцирующие бактерии. Процессы разложения и окисления биогенного материала животного и растительного происхождения после их отмирания и захоронения в определенных условиях практически во всех геологических эпохах приводили к расцвету бактерий типа современных Desulfovibrio. В результате геохимическая обстановка в пределах самих органических остатков и прилегающих к ним участках пород становилась благоприятной для осаждения сульфидов и дисульфидов таких металлов, как железо, кобальт, никель, ванадий, свинец, цинк, медь. Их источником являлись поровые воды, насыщающие осадки, а также само вещество осадочных пород, из которого эти металлы выщелачивались. Классическим примером генетической связи бактерий и упомянутой выше минерализации являются агрегаты фрамбоидального пирита. Современные исследования по биоминералам начаты в 50-е годы ХХ века японскими исследователями и были стимулированы практическими работами, связанными с получением «искусственного», точнее, культивированного жемчуга. В настоящее время наибольшее значение имеет прикладное применение биоминералов в медицине, в стоматологии и ортопедии. В частности, вживление природного арагонита в пораженный участок стимулирует быстрое восстановление костной ткани.

Тезаурус

Биоминерал (Biomineralization)

Тематический раздел (поле): Наноматериалы, Нанобиотехнологии

Функциональный разряд : Объект

Аскрипторы: Биологический минерал, органический минерал, биоминерализация, биоминералогия

Отношения  иерархические (род-вид): Биоминералы → Структуры биологических нанообъектов → Структуры объектов, относящихся к сфере нанотехнологий, их свойства

Отношения ассоциативные: Биоминералы ~ Кристаллизация, Кальцит, Арагонит, Пирит, Марказит, Лимонит, Магнетит, Сульфатредуцирующие бактерии

Литература по теме:

1. Astrid Sigel, Helmut Sigel and Roland K.O. Sigel, ed (2008). Biomineralization: From Nature to Application. Metal Ions in Life Sciences. 4. Wiley.
2. Boskey, AL (1998). "Biomineralization: conflicts, challenges, and opportunities". Journal of cellular biochemistry. Supplement 30-31: 83–91.
3.  Sarikaya, M (1999). "Biomimetics: materials fabrication through biology". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 96 (25): 14183–5.
4.   Schulz, K.; Zondervan, I.; Gerringa, L.; Timmermans, K.; Veldhuis, M.; Riebesell, U. (2004). "Effect of trace metal availability on coccolithophorid calcification.". Nature 430 (7000): 673–676.
5. Anghileri, LJ; Maincent, P; Cordova-Martinez, A (1993). "On the mechanism of soft tissue calcification induced by complexed iron". Experimental and toxicologic pathology : official journal of the Gesellschaft fur Toxikologische Pathologie 45 (5-6): 365–8.
6. Zhuravlev, A. Y.; Wood, R. A. (2008). "Eve of biomineralization: Controls on skeletal mineralogy". Geology 36: 923.
7. Jackson, D.; McDougall, C.; Woodcroft, B.; Moase, P.; Rose, R.; Kube, M.; Reinhardt, R.; Rokhsar, D. et al. (2010). "Parallel evolution of nacre building gene sets in molluscs". Molecular biology and evolution 27 (3): 591–608.
8.  Яхонтова Л. К., Зверева В. П. Основы минералогии гипергенеза: Учеб. пособие. Владивосток: Дальнаука, 2000. 331 с.
9. Статья Biomineralization из Wikipedia, свободной энциклопедии. Доступно под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike