Биоминерализация
Часть серии, посвященной |
Биоминерализация |
---|
![]() |
Биоминерализация : Полное преобразование органических веществ в неорганические производные живыми организмами, особенно микроорганизмами. [ 1 ]
Биоминерализация , также называемая биоминерализацией , — это процесс, посредством которого живые организмы производят минералы . [ а ] часто приводит к отверждению или ригидности минерализованных тканей . Это чрезвычайно распространенное явление: во всех шести таксономических царствах есть представители, способные образовывать минералы, а в организмах идентифицировано более 60 различных минералов. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Примеры включают силикаты в водорослях и диатомовых водорослях , карбонаты у беспозвоночных , а также кальция фосфаты и карбонаты у позвоночных . такие как морские раковины и кости млекопитающих Эти минералы часто образуют структурные элементы , и птиц.
Организмы производят минерализованные скелеты в течение последних 550 миллионов лет. Карбонаты кальция и фосфаты кальция обычно кристаллические, но кремнеземные организмы (губки, диатомовые водоросли...) всегда являются некристаллическими минералами. Другие примеры включают месторождения меди, железа и золота с участием бактерий. Биологически образованные минералы часто имеют специальное применение, например, в качестве магнитных сенсоров в магнитотактических бактериях (Fe 3 O 4 ), гравитационно-чувствительных устройствах (CaCO 3 , CaSO 4 , BaSO 4 ), а также в хранении и мобилизации железа (Fe 2 O 3 ·H 2 O в белок ферритин ).
С точки зрения таксономического распределения, наиболее распространенными биоминералами являются фосфатные и карбонатные соли кальция , которые используются в сочетании с органическими полимерами, такими как коллаген и хитин, для структурной поддержки костей и панцирей. [ 5 ] Структуры этих биокомпозитных материалов строго контролируются от нанометрового до макроскопического уровня, что приводит к созданию сложной архитектуры, обеспечивающей многофункциональные свойства. Поскольку этот диапазон контроля над ростом минералов желателен для применения в области материаловедения, существует интерес к пониманию и выяснению механизмов биологически контролируемой биоминерализации. [ 6 ] [ 7 ]
Типы
[ редактировать ]Минерализация может быть подразделена на различные категории в зависимости от следующего: организмы или процессы, которые создают химические условия, необходимые для образования минералов, происхождение субстрата в месте осаждения минералов и степень контроля, который субстрат оказывает на морфологию кристаллов. состав и рост. [ 8 ] Эти подкатегории включают биоминерализацию, органоминерализацию и неорганическую минерализацию, которые можно подразделить дальше. Однако использование этих терминов в научной литературе широко варьируется, поскольку не существует стандартизированных определений. Следующие определения основаны в основном на статье, написанной Dupraz et al. (2009), [ 8 ] что обеспечило основу для дифференциации этих терминов.
Биоминерализация
[ редактировать ]Биоминерализация, биологически контролируемая минерализация , происходит, когда морфология, рост, состав и расположение кристаллов полностью контролируются клеточными процессами конкретного организма. Примеры включают раковины беспозвоночных, таких как моллюски и брахиоподы . Кроме того, минерализация коллагена обеспечивает решающую прочность на сжатие костей, хрящей и зубов позвоночных. [ 9 ]
Органоминерализация
[ редактировать ]Этот тип минерализации включает как биологически индуцированную минерализацию , так и биологически обусловленную минерализацию.


- Биологически индуцированная минерализация возникает, когда метаболическая активность микробов (например, бактерий) создает химические условия, благоприятные для образования минералов. Субстратом для роста минералов является органическая матрица, выделяемая микробным сообществом, которая влияет на морфологию и состав кристаллов. Примеры этого типа минерализации включают известковые или кремнистые строматолиты и другие микробные маты . Более специфический тип биологически индуцированной минерализации, дистанционная кальцификация или дистанционная минерализация , имеет место, когда кальцифицирующие микробы оккупируют выделяющий оболочку организм и изменяют химическую среду, окружающую область образования оболочки. Результатом является минералообразование, которое не строго контролируется клеточными процессами животного-хозяина (т.е. отдаленная минерализация); это может привести к необычной морфологии кристаллов. [ 10 ]
- Биологически обусловленная минерализация имеет место, когда на химические условия, окружающие место образования минералов, влияют абиотические процессы (например, испарение или дегазация). Однако органическая матрица (выделяемая микроорганизмами) отвечает за морфологию и состав кристаллов. Примеры включают кристаллы микро- и нанометрового размера различной морфологии. [ 11 ] [ 12 ]
Биологическая минерализация может происходить и в результате фоссилизации . См. также кальцификация .
Биологические роли
[ редактировать ]У животных биоминералы, состоящие из карбоната кальция , фосфата кальция или кремнезема, выполняют различные функции, такие как поддержка, защита и питание. [ 13 ]
-
Многие протисты , такие как этот кокколитофор , имеют защитные минерализованные раковины.
-
Форамы с пляжа
-
Многие беспозвоночные животные имеют внешние экзоскелеты или панцири, жесткость которых достигается за счет различных минерализаций.
-
У позвоночных животных есть внутренний эндоскелет , жесткость которого достигается за счет связывания фосфата кальция в гидроксиапатит.
Если биоминералы присутствуют на надклеточном уровне, они обычно откладываются в специальном органе, который часто определяется на очень ранних стадиях эмбриологического развития. Этот орган будет содержать органическую матрицу, которая облегчает и направляет отложение кристаллов. [ 13 ] Матрица может состоять из коллагена , как у вторичноротых . [ 13 ] или на основе хитина или других полисахаридов, как у моллюсков . [ 14 ]
У моллюсков
[ редактировать ]
Раковина моллюска представляет собой биогенный композиционный материал, который вызвал большой интерес в материаловедении из-за своих необычных свойств и модельного характера для биоминерализации. Раковины моллюсков на 95–99% состоят из карбоната кальция по массе, а оставшиеся 1–5% составляют органические компоненты. Полученный композит имеет вязкость разрушения в ≈3000 раз большую, чем у самих кристаллов. [ 15 ] При биоминерализации раковины моллюска специализированные белки отвечают за управление зарождением кристаллов, фазой, морфологией и динамикой роста и в конечном итоге придают раковине ее замечательную механическую прочность. Применение биомиметических принципов, выявленных на примере сборки и структуры раковин моллюсков, может помочь в изготовлении новых композиционных материалов с улучшенными оптическими, электронными или структурными свойствами. [ нужна ссылка ]
Наиболее описанным расположением в раковинах моллюсков является перламутр , известный в крупных раковинах, таких как пинна или жемчужная устрица ( пинктада ). Различны не только структура слоев, но и их минералогия и химический состав. Оба содержат органические компоненты (белки, сахара и липиды), причем органические компоненты характерны для слоя и вида. [ 4 ] Строение и расположение раковин моллюсков разнообразны, но имеют некоторые общие черты: основная часть раковины — кристаллический карбонат кальция ( арагонит , кальцит ), хотя встречается и аморфный карбонат кальция; и хотя они реагируют как кристаллы, у них никогда не появляются углы и грани. [ 16 ]
В грибах
[ редактировать ]
(б) Грибы как гетеротрофы перерабатывают органическое вещество . При этом они производят метаболиты, такие как органические кислоты, которые также могут осаждаться в виде вторичных минералов (солей). Переработка органических веществ в конечном итоге приводит к высвобождению таких составляющих элементов, как C, N, P и S.
(в) CO 2 , образующийся в результате гетеротрофного дыхания грибов, может растворяться в H 2 O и в зависимости от физико-химических условий выпадать в осадок в виде CaCO 3, что приводит к образованию вторичного минерала.
Грибы представляют собой разнообразную группу организмов, принадлежащих к эукариотической области. Исследования их значительной роли в геологических процессах, «геомикологии», показали, что грибы участвуют в биоминерализации, биоразложении и взаимодействиях металлов и грибов. [ 18 ]
При изучении роли грибов в биоминерализации было обнаружено, что грибы откладывают минералы с помощью органической матрицы, такой как белок, которая обеспечивает место зарождения для роста биоминералов. [ 19 ] Рост грибков может привести к образованию медьсодержащего минерального осадка, такого как карбонат меди , полученный из смеси (NH 4 ) 2 CO 3 и CuCl 2 . [ 19 ] Производство карбоната меди происходит в присутствии белков, вырабатываемых и секретируемых грибами. [ 19 ] Эти грибковые белки, обнаруживаемые внеклеточно, способствуют увеличению размера и морфологии карбонатных минералов, осаждаемых грибами. [ 19 ]
Помимо осаждения карбонатных минералов, грибы также могут осаждать урансодержащие фосфатные биоминералы в присутствии органического фосфора , который действует как субстрат для процесса. [ 20 ] Грибы производят гифальную матрицу , также известную как мицелий , которая локализует и накапливает осажденные минералы урана. [ 20 ] Хотя уран часто считается токсичным для живых организмов, некоторые грибы, такие как Aspergillus niger и Paecilomyces javanicus, могут его переносить. [ 20 ]
Хотя минералы могут производиться грибами, они также могут разлагаться, главным образом, щавелевую кислоту . штаммами грибов, продуцирующими [ 21 ] Производство щавелевой кислоты увеличивается в присутствии глюкозы у трех грибов, продуцирующих органическую кислоту: Aspergillus niger , Serpula hisantioides и Trametes versicolor . [ 21 ] Было обнаружено, что эти грибы разъедают апатита и галенита . минералы [ 21 ] Разложение минералов грибами осуществляется посредством процесса, известного как неогенезис. [ 22 ] В порядке наибольшего и наименьшего количества щавелевой кислоты, секретируемой изученными грибами, можно выделить Aspergillus niger , за ней следует Serpula hisantioides и, наконец, Trametes versicolor . [ 21 ]
У бактерий
[ редактировать ]Менее ясно, какой цели биоминералы служат у бактерий. Одна из гипотез состоит в том, что клетки создают их, чтобы избежать захоронения в собственных метаболических продуктах. Частицы оксида железа также могут усиливать метаболизм. [ 23 ]
Другие роли
[ редактировать ]
Биоминерализация играет важную глобальную роль в терраформировании планеты, а также в биогеохимических циклах. [ 17 ] и как поглотитель углерода . [ 24 ]
Состав
[ редактировать ]Большинство биоминералов можно сгруппировать по химическому составу в один из трех различных минеральных классов: силикаты, карбонаты или фосфаты. [ 25 ]
Силикаты
[ редактировать ]

Силикаты (стекло) распространены в морских биоминералах, где диатомеи и радиолярии образуют панцири из гидратированного аморфного кремнезема ( опала ). [ 27 ]
Карбонаты
[ редактировать ]Основным карбонатом биоминералов является CaCO 3 . Наиболее распространенными полиморфами в биоминерализации являются кальцит (например, фораминиферы , кокколитофоры ) и арагонит (например, кораллы ), хотя метастабильный ватерит и аморфный карбонат кальция также могут иметь важное значение, либо структурно [ 28 ] [ 29 ] или как промежуточные фазы биоминерализации. [ 30 ] [ 31 ] Некоторые биоминералы включают смесь этих фаз в отдельные организованные структурные компоненты (например, раковины двустворчатых моллюсков ). Карбонаты особенно распространены в морской среде, но также присутствуют в пресноводных и наземных организмах. [ 32 ]
Фосфаты
[ редактировать ]Наиболее распространенным биогенным фосфатом является гидроксиапатит (НА), фосфат кальция (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ) и встречающаяся в природе форма апатита . Это основной компонент костей , зубов и рыбьей чешуи . [ 33 ] Кость состоит в основном из кристаллов ГК, вкрапленных в коллагеновый матрикс: от 65 до 70% массы кости составляет ГК. Точно так же ГК составляет от 70 до 80% массы дентина и эмали зубов. В эмали матрикс ГК образован амелогенинами и эмалинами вместо коллагена. [ 34 ] Реминерализация зубной эмали включает повторное введение минеральных ионов в деминерализованную эмаль. [ 35 ] Гидроксиапатит является основным минеральным компонентом эмали зубов. [ 36 ] Во время деминерализации ионы кальция и фосфора вытягиваются из гидроксиапатита. Минеральные ионы, введенные при реминерализации, восстанавливают структуру кристаллов гидроксиапатита. [ 36 ]
Клубневые придатки креветки -богомола-павлина состоят из чрезвычайно плотной формы минерала, обладающей более высокой удельной прочностью; это привело к его исследованию на предмет потенциального синтеза и инженерного использования. [ 37 ] Их дактильные придатки обладают превосходной ударопрочностью, поскольку область удара состоит в основном из кристаллического гидроксиапатита, который обеспечивает значительную твердость. Периодический слой под ударным слоем, состоящий из гидроксиапатита с более низким содержанием кальция и фосфора (что приводит к гораздо более низкому модулю упругости), подавляет рост трещин, заставляя новые трещины менять направление. Этот периодический слой также уменьшает энергию, передаваемую через оба слоя, из-за большой разницы в модулях, даже отражая часть падающей энергии. [ 38 ]

Состав | Примеры организмов |
---|---|
Карбонат кальция ( кальцит или арагонит ) |
|
Кремнезем ( силикат /стекло/опал) |
|
Апатит ( фосфатные минералы ) |
|
Другие минералы
[ редактировать ]Помимо этих трех основных категорий, существует ряд менее распространенных типов биоминералов, обычно возникающих из-за потребности в определенных физических свойствах или существования организма в необычной среде. Например, зубы, которые в основном используются для соскабливания твердых поверхностей, могут быть усилены особенно прочными минералами, такими как минералы железа магнетит в хитонах. [ 39 ] или гетит в блюдах . [ 40 ] Брюхоногие моллюски, обитающие вблизи гидротермальных источников, укрепляют свои карбонатные раковины железо-серными минералами пиритом и грейгитом . [ 41 ] Магнитотактические бактерии также используют минералы магнитного железа магнетит и грейгит для производства магнитосом, способствующих ориентации и распределению в отложениях.
-
Хитоны имеют арагонитовый панцирь и глаза на основе арагонита. [ 43 ] а также зубы, покрытые магнетитом .
-
Блюдечки имеют карбонатный панцирь и зубы, укрепленные гетитом.
-
Акантарианские радиолярии имеют раковины из кристаллов целестина.
-
Кристаллы целестина , самого тяжелого минерала в океанах.
Целестин , самый тяжелый минерал в океане, состоит из сульфата стронция , SrSO 4 . Минерал назван в честь нежного голубого цвета его кристаллов. [ 44 ] Планктонные акантарейные радиолярии образуют оболочки кристаллов целестина. Плотность целестита обеспечивает его раковинам функцию минерального балласта , что приводит к быстрому осаждению на батипелагических глубинах. В Исландской котловине и Южном океане временами наблюдались высокие оседающие потоки акантариевых цист, достигающие половины общего гравитационного органического углерода . потока [ 45 ] [ 46 ] [ 44 ]
Разнообразие
[ редактировать ]В природе существует широкий спектр биоминералов: от оксида железа до сульфата стронция. [ 47 ] известковые биоминералы . особенно примечательны [ 48 ] [ 49 ] Однако наиболее распространённым в таксономическом отношении биоминералом является кремнезем (SiO 2 ·nH 2 O), присутствующий во всех эукариот . супергруппах [ 50 ] Несмотря на это, степень окварцевания может варьироваться даже между близкородственными таксонами: от ее обнаружения в составных структурах с другими биоминералами (например, зубы блюдечка ; [ 51 ] к образованию второстепенных структур (например, мерцательных гранул; [ 52 ] или является основным структурным компонентом организма. [ 53 ] Самая крайняя степень окварцевания очевидна у диатомовых водорослей, где почти все виды имеют обязательную потребность в кремнии для завершения формирования клеточной стенки и деления клеток. [ 54 ] [ 55 ] Биогеохимически и экологически диатомовые водоросли являются наиболее важными окремнителями в современных морских экосистемах, при радиолярии ( поликистовые и феодарные ризариании ), силикофлагелляты ( диктиохофитные и хризофитные страменопилы ) и губки этом видную роль играют . Напротив, основными окремнителями в наземных экосистемах являются наземные растения ( эмбриофиты ), при этом другие группы окремнителей (например, раковинные амебы ) играют второстепенную роль. [ 56 ]
В целом, биоминерализованные структуры развиваются и диверсифицируются, когда энергетические затраты на производство биоминералов меньше, чем затраты на производство эквивалентной органической структуры. [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] Энергетические затраты на формирование структуры кремнезема из кремниевой кислоты значительно меньше, чем на формирование того же объема из органической структуры (≈20 раз меньше, чем у лигнина , или в 10 раз меньше, чем у полисахаридов типа целлюлозы). [ 60 ] На основе структурной модели биогенного кремнезема , [ 61 ] Лобель и др. (1996) с помощью биохимического моделирования определили путь низкоэнергетической реакции зародышеобразования и роста кремнезема. [ 62 ] Сочетание органических и неорганических компонентов в биоминерализованных структурах часто приводит к улучшению свойств по сравнению с исключительно органическими или неорганическими материалами. Что касается биогенного кремнезема, это может привести к образованию гораздо более прочных структур, таких как кремнистые панцири диатомовых водорослей , имеющие самую высокую прочность на единицу плотности среди всех известных биологических материалов. [ 63 ] [ 64 ] или спикулы губки во много раз более гибкие, чем эквивалентная структура из чистого кремнезема. [ 65 ] [ 66 ] В результате в качестве опоры используются биогенные кремнеземные структуры. [ 67 ] кормление, [ 68 ] защита от хищников [ 69 ] [ 70 ] [ 71 ] и защита окружающей среды как компонента стенок кисты. [ 53 ] Биогенный кремнезем также обладает полезными оптическими свойствами для передачи и модуляции света в таких разнообразных организмах, как растения. [ 72 ] диатомовые водоросли, [ 73 ] [ 74 ] [ 75 ] губки, [ 76 ] и моллюски. [ 77 ] Есть также свидетельства того, что окварцевание используется улитками в качестве реакции детоксикации. [ 78 ] и растения, [ 79 ] Было даже высказано предположение, что биокремнезем играет роль рН-буфера для ферментативной активности карбоангидразы , способствуя приобретению неорганического углерода для фотосинтеза. [ 80 ] [ 56 ]
-
Разнообразие биоминерализации у эукариот [ 56 ]Филогения, показанная на этой диаграмме, основана на данных Adl et al. (2012), [ 81 ] с основными супергруппами эукариот, указанными в прямоугольниках. Буквы рядом с названиями таксонов обозначают наличие биоминерализации, а буквы в кружках указывают на заметное и широкое использование этого биоминерала. S, кремнезем; С — карбонат кальция; P — фосфат кальция; I — железо (магнетит/гетит); X — оксалат кальция; SO 4 , сульфаты (кальций/барий/стронций), ? означает неопределенность в отчете. [ 82 ] [ 83 ] [ 25 ] [ 50 ] [ 47 ] [ 84 ]
Есть вопросы, которые еще предстоит решить, например, почему некоторые организмы биоминерализуются, а другие нет, и почему существует такое разнообразие биоминералов, помимо кремния, когда кремния так много, составляя 28% земной коры. [ 56 ] Ответ на эти вопросы лежит в эволюционном взаимодействии биоминерализации и геохимии, а также в конкурентных взаимодействиях, возникающих в результате этой динамики. По сути, вопрос о том, производит ли организм кремнезем или нет, зависит от эволюционных компромиссов и конкуренции между самими силикатификаторами и несилицифицирующими организмами (как теми, которые используют другие биоминералы, так и неминерализующими группами). Математические модели и контролируемые эксперименты по конкуренции ресурсов в фитопланктоне продемонстрировали рост доминирования различных видов водорослей в зависимости от фона питательных веществ в определенных средах. Они были частью фундаментальных исследований в области экологии. [ 85 ] [ 86 ] Однако огромное разнообразие организмов, которые процветают в сложном наборе биотических и абиотических взаимодействий в океанических экосистемах, представляет собой проблему для таких минимальных моделей и экспериментальных планов, параметризация которых и возможные комбинации, соответственно, ограничивают интерпретации, которые могут быть на них построены. [ 56 ]
Эволюция
[ редактировать ]
Первые свидетельства биоминерализации датируются примерно 750 миллионами лет назад . [ 87 ] [ 88 ] а организмы, похожие на губки, возможно, сформировали кальцитовые скелеты 630 миллионов лет назад . [ 89 ] Но в большинстве линий биоминерализация впервые произошла в кембрийский или ордовикский периоды. [ 90 ] Организмы использовали ту форму карбоната кальция, которая была более стабильной в толще воды в тот момент времени, когда они подвергались биоминерализации. [ 91 ] и придерживались этой формы до конца своей биологической истории. [ 92 ] (но см. [ 93 ] для более детального анализа). Стабильность зависит от соотношения Ca/Mg в морской воде , которое, как полагают, контролируется в первую очередь скоростью распространения морского дна , хотя уровень CO 2 в атмосфере также может играть роль. [ 91 ]
Биоминерализация развивалась несколько раз, независимо, [ 94 ] и большинство линий животных впервые экспрессировали биоминерализованные компоненты в кембрийский период. [ 95 ] Многие из одних и тех же процессов используются в несвязанных линиях, что позволяет предположить, что механизмы биоминерализации были собраны из ранее существовавших «готовых» компонентов, уже использованных в организме для других целей. [ 25 ] Хотя биомеханизм, способствующий биоминерализации, сложен и включает в себя сигнальные передатчики, ингибиторы и факторы транскрипции, многие элементы этого «набора инструментов» являются общими для таких разных типов, как кораллы , моллюски и позвоночные . [ 96 ] Общие компоненты, как правило, выполняют довольно фундаментальные задачи, такие как определение того, что клетки будут использоваться для создания минералов, тогда как гены контролируют более тонко настроенные аспекты, которые происходят позже в процессе биоминерализации, такие как точное расположение и структура образующихся кристаллов. имеют тенденцию развиваться уникальным образом в разных линиях. [ 13 ] [ 97 ] Это говорит о том, что докембрийские организмы использовали те же элементы, хотя и с другой целью – возможно, чтобы избежать непреднамеренного осаждения карбоната кальция из перенасыщенных протерозойских океанов. [ 96 ] Формы слизи , которые участвуют в индукции минерализации у большинства линий животных, по-видимому, выполняли такую антикальцифицирующую функцию в наследственном состоянии. [ 98 ] Кроме того, некоторые белки, которые изначально участвовали в поддержании концентрации кальция внутри клеток, [ 99 ] гомологичны у всех животных и, по-видимому, были включены в биоминерализацию после расхождения линий животных. [ 100 ] Галаксины являются одним из вероятных примеров гена, который был заимствован с другой наследственной целью для контроля биоминерализации, в данном случае «переключен» на эту цель у триасовых склерактиновых кораллов ; выполняемая роль, по-видимому, функционально идентична роли неродственного гена перлина у моллюсков. [ 101 ] Карбоновая ангидраза играет роль в минерализации в целом в животном мире, в том числе у губок , что подразумевает ее наследственную роль. [ 102 ] Пути биоминерализации вовсе не являются редкой особенностью, которая развивалась несколько раз и оставалась на месте; на самом деле пути биоминерализации развивались много раз и до сих пор быстро развиваются; даже в пределах одного рода можно обнаружить большие различия внутри одного семейства генов. [ 97 ]
Гомология , и вместо того , путей биоминерализации подчеркивается замечательным экспериментом, в ходе которого перламутровый слой раковины моллюска был имплантирован в человеческий зуб чтобы вызвать иммунный ответ, перламутр моллюска был включен в костный матрикс хозяина. Это указывает на экзаптацию оригинального пути биоминерализации. Также было продемонстрировано, что способность к биоминерализации брахиопод и моллюсков гомологична и основана на консервативном наборе генов. [ 103 ] Это указывает на то, что биоминерализация, вероятно, является предковой для всех лофотрохозой.
Самый древний пример биоминерализации, датируемый 2 миллиардами лет, — отложение магнетита , наблюдаемое у некоторых бактерий, а также в зубах хитонов и мозге позвоночных животных; возможно, что этот путь, выполнявший магнитосенсорную роль у общего предка всех билатерий , был продублирован и модифицирован в кембрии, чтобы составить основу для путей биоминерализации на основе кальция. [ 104 ] Железо хранится в непосредственной близости от хитоновых зубов, покрытых магнетитом, поэтому зубы могут обновляться по мере их изнашивания. Мало того, что существует заметное сходство между процессом отложения магнетита и отложением эмали у позвоночных, у некоторых позвоночных даже есть аналогичные хранилища железа возле зубов. [ 105 ]
Возможные применения
[ редактировать ]Большинство традиционных подходов к синтезу наноразмерных материалов энергонеэффективны, требуют жестких условий (например, высокой температуры, давления или pH) и часто приводят к токсичным побочным продуктам. Кроме того, производимые количества невелики, а полученный материал обычно невоспроизводим из-за трудностей с контролем агломерации. [ 106 ] Напротив, материалы, производимые организмами, обладают свойствами, которые обычно превосходят свойства аналогичных синтетически полученных материалов с аналогичным фазовым составом. Биологические материалы собираются в водных средах в мягких условиях с помощью макромолекул. Органические макромолекулы собирают и транспортируют сырье и собирают эти субстраты в композиты ближнего и дальнего порядка с консистенцией и однородностью. [ 107 ] [ 108 ]
Целью биомиметики является имитация естественного способа производства минералов, таких как апатиты . Многие искусственные кристаллы требуют повышенных температур и сильных химических растворов, тогда как организмы уже давно способны создавать сложные минеральные структуры при температуре окружающей среды. Часто минеральные фазы не являются чистыми, а представляют собой композиты , включающие органическую часть, часто белок , который участвует в биоминерализации и контролирует ее. Эти композиты часто не только такие же твердые, как чистый минерал, но и более прочные, поскольку микроокружение контролирует биоминерализацию. [ 107 ] [ 108 ]
Архитектура
[ редактировать ]Одной из биологических систем, которая может иметь ключевое значение для будущего развития архитектуры, является бактериальная биопленка. Термин «биопленка» относится к сложным гетерогенным структурам, состоящим из различных популяций микроорганизмов, которые прикрепляются и образуют сообщества на инертных (например, камнях, стекле, пластике) или органических (например, коже, кутикуле, слизистых оболочках) поверхностях. [ 109 ]
Свойства поверхности, такие как заряд, гидрофобность и шероховатость, определяют начальное прикрепление бактерий. [ 110 ] Общим принципом всех биопленок является производство внеклеточного матрикса (ECM), состоящего из различных органических веществ, таких как внеклеточные белки, экзополисахариды и нуклеиновые кислоты . [ 111 ] Хотя способность генерировать ЕСМ, по-видимому, является общей чертой многоклеточных бактериальных сообществ, средства, с помощью которых эти матрицы конструируются и функционируют, разнообразны. [ 111 ] [ 112 ] [ 113 ] [ 114 ]
-
Модель каркаса, опосредованного биоминерализациейНаправленный рост кристаллов карбоната кальция обеспечивает механическую поддержку трехмерной структуры. Бактериальный внеклеточный матрикс (коричневый) способствует росту кристаллов в определенных направлениях. [ 115 ] [ 114 ]
бактериальных биопленок
Бактериально-индуцированное осаждение карбоната кальция можно использовать для производства «самовосстанавливающегося» бетона. Споры Bacillus megaterium и подходящие сухие питательные вещества смешивают и наносят на железобетон. Когда бетон трескается, попадание воды растворяет питательные вещества, и бактерии прорастают, вызывая осаждение карбоната кальция, закрывая трещину и защищая стальную арматуру от коррозии. [ 116 ] Этот процесс также можно использовать для производства новых твердых материалов, таких как биоцемент. [ 117 ] [ 114 ]
Однако весь потенциал биоминерализации, вызванной бактериями, еще предстоит реализовать, поскольку в настоящее время она используется в качестве пассивного наполнителя, а не как разумный проектируемый материал. Будущая задача состоит в том, чтобы разработать способы контроля времени и места образования минералов, а также физических свойств самого минерала с помощью воздействия окружающей среды. Уже было показано, что Bacillus subtilis реагирует на окружающую среду, изменяя выработку своего ЕСМ. Он использует полимеры, вырабатываемые отдельными клетками во время формирования биопленки , в качестве физического сигнала для координации производства ECM бактериальным сообществом. [ 118 ] [ 119 ] [ 114 ]
Урановые примеси
[ редактировать ]-
Аутюнитовый кристалл
Биоминерализация может быть использована для очистки грунтовых вод, загрязненных ураном . [ 120 ] Биоминерализация урана в первую очередь включает осаждение минералов фосфата урана, связанное с выделением фосфата микроорганизмами. Отрицательно заряженные лиганды на поверхности клеток притягивают положительно заряженный ион уранила (UO 2 2+ ). Если концентрации фосфата и UO 2 2+ достаточно высоки, могут образовываться такие минералы, как аутунит (Ca(UO 2 ) 2 (PO 4 ) 2 ·10-12H 2 O) или поликристаллический HUO 2 PO 4 , что снижает подвижность UO 2 2+ . По сравнению с прямым добавлением неорганического фосфата в загрязненные грунтовые воды, биоминерализация имеет то преимущество, что лиганды, вырабатываемые микробами, будут более целенаправленно воздействовать на соединения урана, а не активно реагировать со всеми водными металлами. Стимуляция активности бактериальной фосфатазы по высвобождению фосфата в контролируемых условиях ограничивает скорость бактериального гидролиза органофосфата и высвобождение фосфата в систему, что позволяет избежать засорения места инъекции минералами фосфатов металлов. [ 120 ] Высокая концентрация лигандов вблизи поверхности клетки также обеспечивает очаги зародышеобразования для осаждения, что приводит к более высокой эффективности, чем химическое осаждение. [ 121 ]
Споры о биогенных минералах
[ редактировать ]Геологическое определение минерала обычно исключает соединения, которые встречаются только в живых существах. Однако некоторые минералы часто являются биогенными (например, кальцит ) или представляют собой органические соединения в химическом смысле (например, меллит ). Более того, живые существа часто синтезируют неорганические минералы (например, гидроксилапатит ), которые также встречаются в горных породах. [ нужна ссылка ]
Международная минералогическая ассоциация (IMA) является общепризнанным стандартным органом по определению и номенклатуре минеральных видов. По состоянию на декабрь 2020 г. [update]IMA признает 5650 официальных видов минералов . [ 122 ] из 5862 предложенных или традиционных. [ 123 ]
Темой разногласий среди геологов и минералогов стало решение IMA исключить биогенные кристаллические вещества. Например, Лоуэнстам (1981) заявил, что «организмы способны образовывать разнообразный набор минералов, некоторые из которых не могут образовываться неорганическим путем в биосфере». [ 124 ]
Скиннер (2005) рассматривает все твердые вещества как потенциальные минералы и включает биоминералы в минеральное царство, то есть те, которые создаются в результате метаболической деятельности организмов. Скиннер расширил предыдущее определение минерала, классифицируя «элемент или соединение, аморфное или кристаллическое, образовавшееся в результате биогеохимических процессов», как минерал. [ 125 ]
высокого разрешения Последние достижения в области генетики и рентгеновской абсорбционной спектроскопии открывают новые данные о биогеохимических отношениях между микроорганизмами и минералами, которые могут пролить новый свет на этот вопрос. [ 126 ] [ 125 ] Например, созданная по заказу IMA «Рабочая группа по экологической минералогии и геохимии» занимается минералами в гидросфере , атмосфере и биосфере . [ 127 ] В сферу деятельности группы входят минералообразующие микроорганизмы, которые существуют почти на всех камнях, почвах и поверхностях частиц, охватывающих земной шар на глубинах не менее 1600 метров ниже морского дна и на 70 километров в стратосфере (возможно, входя в мезосферу ). [ 128 ] [ 129 ] [ 130 ]
Биогеохимические циклы способствовали образованию минералов на протяжении миллиардов лет. Микроорганизмы могут выделять металлы из раствора , способствуя образованию рудных месторождений. Они также могут растворение минералов катализировать . [ 131 ] [ 132 ] [ 133 ]
До включения в список Международной минералогической ассоциации было обнаружено, названо и опубликовано более 60 биоминералов. [ 134 ] Эти минералы (подмножество, представленное в таблице Лоуэнстама (1981) [ 124 ] ) считаются собственно минералами согласно определению Скиннера (2005). [ 125 ] Эти биоминералы не включены в официальный список названий минералов Международной ассоциации минералов. [ 135 ] однако многие из этих представителей биоминералов распределены среди 78 классов минералов, перечисленных в классификационной схеме Dana. [ 125 ]
Определение минерала, данное Скиннером (2005), учитывает этот вопрос, утверждая, что минерал может быть кристаллическим или аморфным. [ 125 ] Хотя биоминералы не являются самой распространенной формой минералов, [ 136 ] они помогают правильно определить границы того, что представляет собой минерал. В формальном определении Никеля (1995) кристалличность прямо упоминается как ключ к определению вещества как минерала. [ 126 ] В статье 2011 года икосаэдрит , сплав алюминия, железа и меди, определен как минерал; названный в честь своей уникальной естественной икосаэдрической симметрии , он представляет собой квазикристалл . В отличие от настоящего кристалла, квазикристаллы упорядочены, но не периодически. [ 137 ] [ 138 ]
Список минералов
[ редактировать ]Примеры биогенных минералов включают: [ 139 ]
- Апатит в костях и зубах.
- Арагонит , кальцит , флюорит в вестибулярной системе (часть внутреннего уха ) позвоночных.
- Арагонит и кальцит в травертине и биогенный кремнезем (кремнистый агломерат, опал ), отложившиеся в результате деятельности водорослей .
- Гидроксилапатит образован митохондриями .
- Магнетит и грейгит образованы магнитотактическими бактериями .
- Пирит и марказит в осадочных породах, отложенных сульфатредуцирующими бактериями.
- Кварц образовался в результате воздействия бактерий на ископаемое топливо (газ, нефть, уголь).
- Гетит встречается в виде нитей в зубах блюдца .
Астробиология
[ редактировать ]Было высказано предположение, что биоминералы могут быть важными индикаторами внеземной жизни и, таким образом, могут играть важную роль в поисках прошлой или настоящей жизни на Марсе . Кроме того, считается, что органические компоненты ( биосигнатуры ), которые часто связаны с биоминералами, играют решающую роль как в пребиотических, так и в биотических реакциях. [ 140 ]
24 января 2014 года НАСА сообщило, что текущие исследования Curiosity и Opportunity марсоходов на планете Марс теперь будут направлены на поиск доказательств древней жизни, включая биосферу, основанную на автотрофных , хемотрофных и/или хемолитоавтотрофных микроорганизмах , а также древнюю воду. включая речную и озерную среду ( равнины, связанные с древними реками или озерами), которые могли быть пригодными для проживания . [ 141 ] [ 142 ] [ 143 ] [ 144 ] Поиск доказательств обитаемости , тафономии (связанной с окаменелостями ) и органического углерода на планете Марс теперь является основной целью НАСА . [ 141 ] [ 142 ]
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Международный союз теоретической и прикладной химии определяет биоминерализацию как «минерализацию, вызванную клеточно-опосредованными явлениями» и отмечает, что это «процесс, обычно сопутствующий биоразложению ». [ 1 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Верт М., Дой И., Хеллвич К.Х., Хесс М., Ходж П., Кубиса П., Ринаудо М., Шуэ Ф (11 января 2012 г.). «Терминология биородственных полимеров и их применение (Рекомендации ИЮПАК 2012 г.)» . Чистая и прикладная химия . 84 (2): 377–410. doi : 10.1351/PAC-REC-10-12-04 . S2CID 98107080 .
- ^ Сигел А, Сигел Х, Сигел Р.К., ред. (2008). Биоминерализация: от природы к применению . Ионы металлов в науках о жизни. Том. 4. Уайли. ISBN 978-0-470-03525-2 .
- ^ Вайнер С., Лоуэнстам Х.А. (1989). О биоминерализации . Оксфорд [Оксфордшир]: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-504977-0 .
- ^ Jump up to: а б Куиф Дж. П., Дофин Ю., Сорауф Дж. Э. (2011). Биоминералы и окаменелости во времени . Кембридж. ISBN 978-0-521-87473-1 .
- ^ Винн О (2013). «Возникновение, формирование и функция органических листов в минеральных трубчатых структурах Serpulidae (polychaeta, Annelida)» . ПЛОС ОДИН . 8 (10): е75330. Бибкод : 2013PLoSO...875330V . дои : 10.1371/journal.pone.0075330 . ПМК 3792063 . ПМИД 24116035 .
- ^ Боски А.Л. (1998). «Биоминерализация: конфликты, проблемы и возможности». Журнал клеточной биохимии . 30–31 (С30–31): 83–91. doi : 10.1002/(SICI)1097-4644(1998)72:30/31+<83::AID-JCB12>3.0.CO;2-F . ПМИД 9893259 . S2CID 46004807 .
- ^ Сарыкая М. (декабрь 1999 г.). «Биомиметика: изготовление материалов с помощью биологии» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (25): 14183–14185. Бибкод : 1999PNAS...9614183S . дои : 10.1073/pnas.96.25.14183 . ПМК 33939 . ПМИД 10588672 .
- ^ Jump up to: а б Дюпрас С., Рид Р.П., Брейссан О., Дечо А.В., Норман Р.С., Вишер П.Т. (1 октября 2009 г.). «Процессы осаждения карбонатов в современных микробных матах». Обзоры наук о Земле . Микробные маты в ископаемой летописи жизни Земли: геобиология. 96 (3): 141–162. Бибкод : 2009ESRv...96..141D . doi : 10.1016/j.earscirev.2008.10.005 .
- ^ Шерман В.Р., Ян В., Мейерс М.А. (декабрь 2015 г.). «Материаловедение коллагена» . Журнал механического поведения биомедицинских материалов . 52 : 22–50. дои : 10.1016/j.jmbbm.2015.05.023 . ПМИД 26144973 .
- ^ Вермей Г.Дж. (27 сентября 2013 г.). «Вариации загадки устриц: гипотеза микробной кальцификации» . Палеобиология . 40 (1): 1–13. дои : 10.1666/13002 . ISSN 0094-8373 . S2CID 67846463 .
- ^ Биндшедлер, Саския; Кайо, Гийом; Верреккья, Эрик (5 мая 2016 г.). «Роль грибов в биоминерализации кальцита» . Минералы . 6 (2). MDPI AG: 41. Бибкод : 2016Mine....6...41B . дои : 10.3390/мин6020041 . ISSN 2075-163X .
- ^ Гёрген, Сигрид; Бензерара, Карим; Скури-Панет, Фериэль; Гуггер, Мюриэл; Шова, Франк; Кассье-Шова, Корин (30 ноября 2020 г.). «Многообразие молекулярных механизмов биоминерализации карбонатов бактериями» . Откройте для себя материалы . 1 (1). ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа». дои : 10.1007/s43939-020-00001-9 . ISSN 2730-7727 . S2CID 230631843 .
- ^ Jump up to: а б с д Ливингстон Б.Т., Киллиан С.Э., Уилт Ф., Кэмерон А., Ландрам М.Дж., Ермолаева О. и др. (декабрь 2006 г.). «Полногеномный анализ белков, связанных с биоминерализацией, у морского ежа Strongylocentrotus purpuratus» . Биология развития . 300 (1): 335–348. дои : 10.1016/j.ydbio.2006.07.047 . ПМИД 16987510 .
- ^ Чека АГ, Рамирес-Рико Х, Гонсалес-Сегура А, Санчес-Навас А (январь 2009 г.). «Перламутр и ложный перламутр (слоистый арагонит) у современных моноплакофоров (= Triblidiida: Mollusca)». Естественные науки . 96 (1): 111–122. Бибкод : 2009NW.....96..111C . дои : 10.1007/s00114-008-0461-1 . ПМИД 18843476 . S2CID 10214928 .
- ^ Карри Джей Ди (декабрь 1999 г.). «Дизайн минерализованных твердых тканей с учетом их механических функций». Журнал экспериментальной биологии . 202 (Часть 23): 3285–3294. дои : 10.1242/jeb.202.23.3285 . ПМИД 10562511 .
- ^ Куиф Дж.П., Дофин Ю. (2003). Этапы открытия связей Земли и жизни: введение в палеонтологию . Париж: GB Scientific Editions. ISBN 978-2847030082 . OCLC 77036366 .
- ^ Jump up to: а б Борчерс А., Пилер Т. (ноябрь 2010 г.). «Программирование плюрипотентных клеток-предшественников, полученных из эмбрионов Xenopus, для создания специфических тканей и органов» . Гены . 1 (3). МДПИ АГ: 413–426. Бибкод : 2016Mine....6...41B . дои : 10.3390/мин6020041 . ПМЦ 3966229 . ПМИД 24710095 .
Измененный материал был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 .
- ^ Гэдд GM (январь 2007 г.). «Геомикология: биогеохимические преобразования горных пород, минералов, металлов и радионуклидов грибами, биовыветривание и биоремедиация». Микологические исследования . 111 (Часть 1): 3–49. дои : 10.1016/j.mycres.2006.12.001 . ПМИД 17307120 .
- ^ Jump up to: а б с д Ли Кью, генеральный директор Гэдда (октябрь 2017 г.). «Биосинтез наночастиц карбоната меди уреолитическими грибами» . Прикладная микробиология и биотехнология . 101 (19): 7397–7407. дои : 10.1007/s00253-017-8451-x . ПМК 5594056 . ПМИД 28799032 .
- ^ Jump up to: а б с Лян X, Хиллиер С., Пендловски Х., Грей Н., Сеси А., Гэдд Г.М. (июнь 2015 г.). «Биоминерализация фосфата урана грибами». Экологическая микробиология . 17 (6): 2064–2075. Бибкод : 2015EnvMi..17.2064L . дои : 10.1111/1462-2920.12771 . ПМИД 25580878 . S2CID 9699895 .
- ^ Jump up to: а б с д Адейеми А.О., Гэдд ГМ (июнь 2005 г.). «Грибная деградация минералов, содержащих кальций, свинец и кремний». Биометаллы . 18 (3): 269–281. дои : 10.1007/s10534-005-1539-2 . ПМИД 15984571 . S2CID 35004304 .
- ^ Адамо П., Виоланте П. (1 мая 2000 г.). «Выветривание горных пород и регенерация минералов, связанная с деятельностью лишайников». Прикладное глиноведение . 16 (5): 229–256. Бибкод : 2000ApCS...16..229A . дои : 10.1016/S0169-1317(99)00056-3 .
- ^ Фортин Д. (март 2004 г.). «Геохимия. О чем нам говорят биогенные минералы». Наука . 303 (5664): 1618–1619. дои : 10.1126/science.1095177 . ПМИД 15016984 . S2CID 41179538 .
- ^ Гвензи В. (2019). «Связывание углерода посредством биоминерализации: процессы, применение и будущие направления». Обзоры устойчивого сельского хозяйства 37 . Том. 37. Чам: Международное издательство Springer. стр. 93–106. дои : 10.1007/978-3-030-29298-0_5 . ISBN 978-3-030-29297-3 . ISSN 2210-4410 . S2CID 214154330 .
- ^ Jump up to: а б с Нолл, АХ (2004). «Биоминерализация и история эволюции» (PDF) . В Dove PM , ДеЙорео Дж., Вайнер С. (ред.). Обзоры по минералогии и геохимии . Архивировано из оригинала (PDF) 20 июня 2010 года.
- ^ Патек С.Н., Колдуэлл Р.Л. (октябрь 2005 г.). «Чрезвычайные силы удара и кавитации биологического молотка: ударные силы креветки-богомола-павлина Odontodactylus scyllarus» . Журнал экспериментальной биологии . 208 (Часть 19): 3655–3664. дои : 10.1242/jeb.01831 . ПМИД 16169943 . S2CID 312009 .
- ^ Демастер DJ (2001). «Цикл морского кремнезема». Энциклопедия наук об океане . стр. 1659–1667. дои : 10.1006/rwos.2001.0278 . ISBN 9780122274305 .
- ^ Покрой Б, Кабала-Амитай Л, Полищук И, ДеВол Р.Т., Блонский А.З., Сан С.И., Маркус М.А., Шолль А., Гилберт П.У. (13 октября 2015 г.). «Узкораспределенная кристаллическая ориентация в биоминеральном ватерите». Химия материалов . 27 (19): 6516–6523. arXiv : 1609.05449 . doi : 10.1021/acs.chemmater.5b01542 . ISSN 0897-4756 . S2CID 118355403 .
- ^ Нойес Ф., Хильд С., Эппле М., Марти О., Циглер А. (июль 2011 г.). «Распределение аморфного и кристаллического карбоната кальция в кутикуле тергита линяющей чесотки Porcellio (Isopoda, Crustacea)» (PDF) . Журнал структурной биологии . 175 (1): 10–20. дои : 10.1016/j.jsb.2011.03.019 . ПМИД 21458575 .
- ^ Джейкоб Д.Е., Вирт Р., Агбадже О.Б., Брэнсон О., Эггинс С.М. (ноябрь 2017 г.). «Планктические фораминиферы формируют свои раковины посредством метастабильных карбонатных фаз» . Природные коммуникации . 8 (1): 1265. Бибкод : 2017NatCo...8.1265J . дои : 10.1038/s41467-017-00955-0 . ПМЦ 5668319 . ПМИД 29097678 .
- ^ Масс Т., Джуффре А.Дж., Сан С.И., Стифлер К.А., Фрейзер М.Дж., Недер М. и др. (сентябрь 2017 г.). «Частицы аморфного карбоната кальция образуют скелеты кораллов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 114 (37): Е7670–Е7678. Бибкод : 2017PNAS..114E7670M . дои : 10.1073/pnas.1707890114 . ПМК 5604026 . ПМИД 28847944 .
- ^ Рэйвен Дж. А., Джордано М. (март 2009 г.). «Биоминерализация фотосинтезирующими организмами: свидетельства совместной эволюции организмов и их окружающей среды?». Геобиология . 7 (2): 140–154. Бибкод : 2009Gbio....7..140R . дои : 10.1111/j.1472-4669.2008.00181.x . ПМИД 19207569 . S2CID 42962176 .
- ^ Онозато Х., Ватабе Н. (октябрь 1979 г.). «Исследования образования и резорбции чешуи рыб. III. Тонкая структура и кальцификация фибриллярных пластинок чешуи Carassius auratus (Cypriniformes: Cyprinidae)». Исследования клеток и тканей . 201 (3): 409–422. дои : 10.1007/BF00236999 . ПМИД 574424 . S2CID 2222515 .
- ^ Хабиба Т.У., Амлани Д.Б., Брисуэла М. (январь 2018 г.). «Биоматериалы, Гидроксиапатит» . Стат Перлс . ПМИД 30020686 . Архивировано из оригинала 28 марта 2020 года . Проверено 12 августа 2018 г.
- ^ Абу Нил Э.А., Альджабо А., Стрэндж А., Ибрагим С., Коатап М., Янг А.М. и др. (2016). «Динамика деминерализации-реминерализации в зубах и костях» . Международный журнал наномедицины . 11 : 4743–4763. дои : 10.2147/IJN.S107624 . ПМК 5034904 . ПМИД 27695330 .
- ^ Jump up to: а б Пепла Э., Бешарат Л.К., Палайя Г., Теноре Г., Мильяу Г. (июль 2014 г.). «Наногидроксиапатит и его применение в профилактической, восстановительной и регенеративной стоматологии: обзор литературы» . Аннали ди Стоматология . 5 (3): 108–114. ПМЦ 4252862 . ПМИД 25506416 .
- ^ Уивер Дж.К., Миллирон Г.В., Мисерес А., Эванс-Луттеродт К., Эррера С., Галлана И. и др. (июнь 2012 г.). «Дактильная дубинка ротоногих: грозный, устойчивый к повреждениям биологический молот» . Наука . 336 (6086): 1275–1280. Бибкод : 2012Sci...336.1275W . дои : 10.1126/science.1218764 . ПМИД 22679090 . S2CID 8509385 . Архивировано из оригинала 13 сентября 2020 года . Проверено 2 декабря 2017 г.
- ^ Таннер К.Е. (июнь 2012 г.). «Материаловедение. Маленький, но чрезвычайно прочный». Наука . 336 (6086): 1237–1238. Бибкод : 2012Sci...336.1237T . дои : 10.1126/science.1222642 . ПМИД 22679085 . S2CID 206541609 .
- ^ Джостер Д., Брукер Л.Р. (5 июля 2016 г.). «Хитоновая радула: модельная система для универсального использования оксидов железа *». В Фэвре Д. (ред.). Оксиды железа (1-е изд.). Уайли. стр. 177–206. дои : 10.1002/9783527691395.ch8 . ISBN 978-3-527-33882-5 .
- ^ Барбер А.Х., Лу Д., Пуньо Н.М. (апрель 2015 г.). «Чрезвычайная прочность наблюдается у блюдечек» . Журнал Королевского общества, Интерфейс . 12 (105): 20141326. doi : 10.1098/rsif.2014.1326 . ПМЦ 4387522 . ПМИД 25694539 .
- ^ Чен С., Линс К., Копли Дж.Т., Роджерс А.Д. (август 2015 г.). «Чешуйчатоногий брюхоногий моллюск»: новый род и вид эндемичных для гидротермальных источников брюхоногих моллюсков (Neomphalina: Peltospiridae) из Индийского океана» . Журнал исследований моллюсков . 81 (3): 322–334. дои : 10.1093/mollus/eyv013 . ISSN 0260-1230 .
- ^ Посфаи М., Лефевр К.Т., Трубицын Д., Базылински Д.А., Франкель Р.Б. (ноябрь 2013 г.). «Филогенетическое значение состава и кристаллической морфологии магнитосомных минералов» . Границы микробиологии . 4 : 344. дои : 10.3389/fmicb.2013.00344 . ПМК 3840360 . ПМИД 24324461 .
- ^ «Странный морской моллюск с сотнями глаз, сделанных из доспехов» . Живая наука . 19 ноября 2015 года. Архивировано из оригинала 17 августа 2016 года . Проверено 28 июля 2016 г.
- ^ Jump up to: а б Ле Муань ФА (2019). «Пути нисходящего транспорта органического углерода океаническим биологическим углеродным насосом» . Границы морской науки . 6 . дои : 10.3389/fmars.2019.00634 .
Материал был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 .
- ^ Мартин П., Аллен Дж.Т., Купер М.Дж., Джонс Д.Г., Лэмпитт Р.С., Сандерс Р., Тигл Д.А. (2010). «Отложение акантарианских кист в Исландском бассейне: стронций как балласт для потока частиц глубокого океана и последствия для акантарианских репродуктивных стратегий» . Лимнология и океанография . 55 (2): 604–614. дои : 10.4319/lo.2009.55.2.0604 .
- ^ Белчер А., Манно С., Торп С., Тарлинг Г. (2018). «Акантариевые цисты: появление высоких потоков в батипелагической зоне моря Скотия, Южный океан» (PDF) . Морская биология . 165 (7): 117. Бибкод : 2018МарБи.165..117Б . дои : 10.1007/s00227-018-3376-1 . S2CID 90349921 .
- ^ Jump up to: а б Рэйвен Дж.А., Нолл А.Х. (2010). «Нескелетная биоминерализация эукариотов: вопросы момента и гравитации» . Геомикробиологический журнал . 27 (6–7): 572–584. Бибкод : 2010GmbJ...27..572R . дои : 10.1080/01490451003702990 . S2CID 37809270 .
- ^ Нолл АХ (2003). «Биоминерализация и эволюционная история». Обзоры по минералогии и геохимии . 54 (1): 329–356. Бибкод : 2003RvMG...54..329K . дои : 10.2113/0540329 .
- ^ Нолл А.Х., Котрц Б. (2015). «Протистанские скелеты: геологическая история эволюции и ограничений». Эволюция легких конструкций . Биологически обоснованные системы. Том. 6. Дордрехт: Спрингер. стр. 1–16. дои : 10.1007/978-94-017-9398-8_1 . ISBN 978-94-017-9397-1 . S2CID 83376982 .
- ^ Jump up to: а б Маррон А.О., Рэтклифф С., Уиллер Г.Л., Гольдштейн Р.Э., Кинг Н., Нот Ф. и др. (декабрь 2016 г.). «Эволюция транспорта кремния у эукариот» . Молекулярная биология и эволюция . 33 (12): 3226–3248. дои : 10.1093/molbev/msw209 . ПМК 5100055 . ПМИД 27729397 .
- ^ Соне Э.Д., Вайнер С., Аддади Л. (июнь 2007 г.). «Биоминерализация зубов блюдца: крио-ТЕМ-исследование органического матрикса и начало отложения минералов». Журнал структурной биологии . 158 (3): 428–444. дои : 10.1016/j.jsb.2007.01.001 . ПМИД 17306563 .
- ^ Фойснер В., Вайсенбахер Б., Краутгартнер В.Д., Лютц-Мейндл Ю. (2009). «Покрытие стекла: первое сообщение о биоминерализованном кремнии у инфузории Maryna зонтичная (Ciliophora: Colpodea)» . Журнал эукариотической микробиологии . 56 (6): 519–530. дои : 10.1111/j.1550-7408.2009.00431.x . ПМЦ 2917745 . ПМИД 19883440 .
- ^ Jump up to: а б Прейзиг Х.Р. (1994). «Кремневые структуры и окремнение у жгутиковых протистов». Протоплазма . 181 (1–4): 29–42. дои : 10.1007/BF01666387 . S2CID 27698051 .
- ^ Дарли В.М., Вулкани Б.Е. (декабрь 1969 г.). «Роль кремния в метаболизме диатомовых водорослей. Потребность в кремнии для синтеза дезоксирибонуклеиновой кислоты у диатомовых водорослей Cylindrotheca fusiformis Reimann и Lewin». Экспериментальные исследования клеток . 58 (2): 334–342. дои : 10.1016/0014-4827(69)90514-X . ПМИД 5404077 .
- ^ Мартин-Жезекель В., Хильдебранд М., Бжезинский М.А. (2000). «Метаболизм кремния у диатомовых водорослей: последствия для роста». Журнал психологии . 36 (5): 821–840. Бибкод : 2000JPcgy..36..821M . дои : 10.1046/j.1529-8817.2000.00019.x . S2CID 84525482 .
- ^ Jump up to: а б с д и Хендри КР, Маррон А.О., Винсент Ф., Конли DJ, Гелен М., Ибарбальц FM, Кегинер Б, Боулер С (2018). «Конкуренция между силификаторами и несилификаторами в прошлом и настоящем океане и ее эволюционное влияние» . Границы морской науки . 5 . дои : 10.3389/fmars.2018.00022 . S2CID 12447257 .
Материал был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 .
- ^ Манн С (2001). Биоминерализация: принципы и концепции химии бионеорганических материалов . Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780198508823 .
- ^ Рэйвен Дж. А., Уэйт AM (2004). «Эволюция окварцевания диатомовых водорослей: неизбежное погружение и погружение как спасение?» . Новый фитолог . 162 (1): 45–61. дои : 10.1111/j.1469-8137.2004.01022.x .
- ^ Финкель З.В., Котрц Б (2010). «Использование кремнезема во времени: макроэволюционные изменения в морфологии диатомовой фистулы». Геомикробиологический журнал . 27 (6–7): 596–608. Бибкод : 2010GmbJ...27..596F . дои : 10.1080/01490451003702941 . S2CID 85218013 .
- ^ Рэйвен Дж.А. (1983). «Транспорт и функция кремния в растениях». Биологические обзоры . 58 (2): 179–207. дои : 10.1111/j.1469-185X.1983.tb00385.x . S2CID 86067386 .
- ^ Хекки Р.Э., Моппер К., Килхэм П., Дегенс Э.Т. (1973). «Аминокислотный и сахарный состав клеточных стенок диатомей». Морская биология . 19 (4): 323–331. Бибкод : 1973МарБи..19..323H . дои : 10.1007/BF00348902 . S2CID 84200496 .
- ^ Лобель К.Д., Вест Дж.К., Хенч Л.Л. (1996). «Вычислительная модель белково-опосредованной биоминерализации панциря диатомовой водоросли». Морская биология . 126 (3): 353–360. Бибкод : 1996МарБи.126..353Л . дои : 10.1007/BF00354617 . S2CID 84969529 .
- ^ Хамм С.Э., Меркель Р., Спрингер О., Юркойц П., Майер С., Прехтель К., Сметачек В. (февраль 2003 г.). «Архитектура и свойства материала панцирей диатомей обеспечивают эффективную механическую защиту» (PDF) . Природа . 421 (6925): 841–843. Бибкод : 2003Natur.421..841H . дои : 10.1038/nature01416 . ПМИД 12594512 . S2CID 4336989 .
- ^ Эйткен З.Х., Луо С., Рейнольдс С.Н., Таулоу С., Грир Дж.Р. (февраль 2016 г.). «Микроструктура дает представление об эволюционном дизайне и устойчивости панциря Coscinodiscus sp.» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 113 (8): 2017–2022. Бибкод : 2016ПНАС..113.2017А . дои : 10.1073/pnas.1519790113 . ПМЦ 4776537 . ПМИД 26858446 .
- ^ Эрлих Х., Януссен Д., Саймон П., Баженов В.В., Шапкин Н.П., Эрлер С. и др. (2008). «Наноструктурная организация природных композитов - Часть I: Биокомпозиты на основе кремнезема и коллагена» . Журнал наноматериалов . 2008 : 1–8. дои : 10.1155/2008/623838 .
- ^ Симидзу К., Амано Т., Бари М.Р., Уивер Дж.К., Арима Дж., Мори Н. (сентябрь 2015 г.). «Глассин, богатый гистидином белок из кремниевой скелетной системы морской губки Euplectella, управляет поликонденсацией кремнезема» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (37): 11449–11454. Бибкод : 2015PNAS..11211449S . дои : 10.1073/pnas.1506968112 . ПМЦ 4577155 . ПМИД 26261346 .
- ^ Уивер Дж.К., Айзенберг Дж., Фантнер Г.Е., Кисаилус Д., Вёс А., Аллен П. и др. (апрель 2007 г.). «Иерархическая сборка кремниевой скелетной решетки губки гексактинеллида Euplectella aspergillum». Журнал структурной биологии . 158 (1): 93–106. дои : 10.1016/j.jsb.2006.10.027 . ПМИД 17175169 .
- ^ Несбит К.Т., Роер Р.Д. (декабрь 2016 г.). «Кремнение медиального зуба синего краба Callinectes sapidus». Журнал морфологии . 277 (12): 1648–1660. дои : 10.1002/jmor.20614 . ПМИД 27650814 . S2CID 46840652 .
- ^ Пондавен П., Галлинари М., Шолле С., Буччарелли Э., Сарту Дж., Шультес С., Жан Ф. (январь 2007 г.). «Изменения в окварцевании клеточной стенки морской диатомеи, вызванные выпасом». Протист . 158 (1): 21–28. дои : 10.1016/j.protis.2006.09.002 . ПМИД 17081802 .
- ^ Фридрихс Л., Хёрниг М., Шульце Л., Бертрам А., Янсен С., Хамм С. (2013). «Размер и биомеханические свойства панцирей диатомей влияют на усвоение пищи копеподами» . Серия «Прогресс в области морской экологии» . 481 : 41–51. Бибкод : 2013MEPS..481...41F . дои : 10.3354/meps10227 .
- ^ Хартли С., Дегабриэль Дж.Л. (2016). «Экология кремниевой защиты трав, вызванной травоядными» . Функциональная экология . 30 (8): 1311–1322. Бибкод : 2016FuEco..30.1311H . дои : 10.1111/1365-2435.12706 .
- ^ Шаллер Дж., Бракхаге С., Бойкер Э., Дудель Э.Г. (июнь 2013 г.). «УФ-экранирование трав слоем кремнезема растений?». Журнал биологических наук . 38 (2): 413–416. дои : 10.1007/s12038-013-9303-1 . ПМИД 23660676 . S2CID 16034220 .
- ^ Фурманн Т., Ландвер С., Рхарби-Куки Э., Сампер М. (2004). «Диатомеи как живые фотонные кристаллы». Прикладная физика Б . 78 (3–4): 257–260. Бибкод : 2004ApPhB..78..257F . дои : 10.1007/s00340-004-1419-4 . S2CID 121002890 .
- ^ Яманака С., Яно Р., Усами Х., Хаяшида Н., Огучи М., Такеда Х., Ёсино К. (2008). «Оптические свойства панциря диатомового кремнезема с особым упором на синий свет». Журнал прикладной физики . 103 (7): 074701–074701–5. Бибкод : 2008JAP...103g4701Y . дои : 10.1063/1.2903342 .
- ^ Романн Дж., Вальмалетт Дж.К., Чаутон М.С., Транелл Г., Эйнарсруд М.А., Вадштейн О. (декабрь 2015 г.). «Захват света наноструктурами диатомовых панцирей, зависящий от длины волны и ориентации» . Научные отчеты . 5 (1): 17403. Бибкод : 2015NatSR...517403R . дои : 10.1038/srep17403 . ПМЦ 4667171 . ПМИД 26627680 .
- ^ Сундар В.К., Яблон А.Д., Гразул Дж.Л., Илан М., Айзенберг Дж. (август 2003 г.). «Волоконно-оптические особенности стеклянной губки». Природа . 424 (6951): 899–900. Бибкод : 2003Natur.424..899S . дои : 10.1038/424899а . ПМИД 12931176 . S2CID 4426508 .
- ^ Догерти Л.Ф., Джонсен С., Колдуэлл Р.Л., Маршалл, Нью-Джерси (сентябрь 2014 г.). «Динамический широкополосный отражатель, построенный из микроскопических сфер кремнезема в моллюске диско Ctenoides ales» . Журнал Королевского общества, Интерфейс . 11 (98): 20140407. doi : 10.1098/rsif.2014.0407 . ПМЦ 4233689 . ПМИД 24966236 .
- ^ Десуки М., Джугдаосингх Р., Маккрохан С.Р., Уайт К.Н., Пауэлл Дж.Дж. (март 2002 г.). «Алюмозависимая регуляция внутриклеточного кремния у водных беспозвоночных Lymnaea stagnalis» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (6): 3394–3399. Бибкод : 2002PNAS...99.3394D . дои : 10.1073/pnas.062478699 . ПМЦ 122534 . ПМИД 11891333 .
- ^ Нойман Д., Ниден Ю. (апрель 2001 г.). «Толерантность высших растений к кремнию и тяжелым металлам». Фитохимия . 56 (7): 685–692. Бибкод : 2001PChem..56..685N . дои : 10.1016/S0031-9422(00)00472-6 . ПМИД 11314953 .
- ^ Миллиган Эй Джей, Морел FM (сентябрь 2002 г.). «Роль протонного буфера для кремнезема в диатомовых водорослях». Наука . 297 (5588): 1848–1850. Бибкод : 2002Sci...297.1848M . дои : 10.1126/science.1074958 . ПМИД 12228711 . S2CID 206507070 .
- ^ Адл С.М., Симпсон А.Г., Лейн С.Э., Лукеш Дж., Басс Д., Баузер С.С. и др. (сентябрь 2012 г.). «Пересмотренная классификация эукариот» . Журнал эукариотической микробиологии . 59 (5): 429–493. дои : 10.1111/j.1550-7408.2012.00644.x . ПМЦ 3483872 . ПМИД 23020233 .
- ^ Энсикат Х.Дж., Гейслер Т., Вейгенд М. (май 2016 г.). «Первое сообщение о гидроксилированном апатите как структурном биоминерале у Loasaceae - зубы растений против травоядных» . Научные отчеты . 6 (1): 26073. Бибкод : 2016NatSR...626073E . дои : 10.1038/srep26073 . ПМЦ 4872142 . ПМИД 27194462 .
- ^ Гал А., Хирш А., Сигел С., Ли С., Айхмайер Б., Полити Ю. и др. (август 2012 г.). «Растительные цистолиты: сложный функциональный биокомпозит из четырех различных фаз кремнезема и аморфного карбоната кальция». Химия: Европейский журнал . 18 (33): 10262–10270. дои : 10.1002/chem.201201111 . ПМИД 22696477 .
- ^ Вайх Р.Г., Лундберг П., Фогель Х.Дж., Йенсен П. (май 1989 г.). «Исследование ЯМР фосфора-31 связанных с клеточной стенкой фосфатов кальция в молочной железе» . Физиология растений . 90 (1): 230–236. дои : 10.1104/стр.90.1.230 . ПМК 1061703 . ПМИД 16666741 .
- ^ Тилман Д. (1977). «Конкуренция за ресурсы между планктонными водорослями: экспериментальный и теоретический подход». Экология . 58 (2): 338–348. Бибкод : 1977Экол...58..338Т . дои : 10.2307/1935608 . JSTOR 1935608 .
- ^ Соммер Ю (1994). «Влияние интенсивности света и продолжительности светового дня на конкуренцию силикатов и нитратов среди морского фитопланктона» (PDF) . Лимнология и океанография . 39 (7): 1680–1688. Бибкод : 1994LimOc..39.1680S . дои : 10.4319/lo.1994.39.7.1680 .
- ^ Портер С. (2011). «Восстание хищников» . Геология . 39 (6): 607–608. Бибкод : 2011Geo....39..607P . дои : 10.1130/focus062011.1 .
- ^ Коэн П.А., Шопф Дж.В., Баттерфилд Н.Дж., Кудрявцев А.Б., Макдональд Ф.А. (2011). «Биоминерализация фосфатов у протистов среднего неопротерозоя». Геология . 39 (6): 539–542. Бибкод : 2011Geo....39..539C . дои : 10.1130/G31833.1 . S2CID 32229787 .
- ^ Малуф AC, Роуз CV, Бич Р., Сэмюэлс Б.М., Калмет CC, Эрвин Д.Х. и др. (2010). «Возможные окаменелости тел животных в домаринских известняках Южной Австралии». Природа Геонауки . 3 (9): 653–659. Бибкод : 2010NatGe...3..653M . дои : 10.1038/ngeo934 . S2CID 13171894 .
- ^ Вуд Р.А., Гротцингер Дж.П., Диксон Дж.А. (июнь 2002 г.). «Протерозойские модульные биоминерализованные многоклеточные животные из группы Нама, Намибия». Наука . 296 (5577): 2383–2386. Бибкод : 2002Sci...296.2383W . дои : 10.1126/science.1071599 . ПМИД 12089440 . S2CID 9515357 .
- ^ Jump up to: а б Журавлев А.Ю., Вуд Р.А. (2008). «Канун биоминерализации: контроль минералогии скелета» (PDF) . Геология . 36 (12): 923. Бибкод : 2008Geo....36..923Z . дои : 10.1130/G25094A.1 . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года . Проверено 28 августа 2015 г.
- ^ Портер С.М. (июнь 2007 г.). «Химия морской воды и ранняя биоминерализация карбонатов». Наука . 316 (5829): 1302. Бибкод : 2007Sci...316.1302P . дои : 10.1126/science.1137284 . ПМИД 17540895 . S2CID 27418253 .
- ^ Малуф AC, Портер С.М., Мур Дж.Л., Дудас Ф.О., Боуринг С.А., Хиггинс Дж.А., Фике Д.А., Эдди М.П. (2010). «Самые ранние кембрийские записи о животных и геохимических изменениях океана». Бюллетень Геологического общества Америки . 122 (11–12): 1731–1774. Бибкод : 2010GSAB..122.1731M . дои : 10.1130/B30346.1 . S2CID 6694681 .
- ^ Мердок DJ, Донохью ПК (2011). «Эволюционное происхождение биоминерализации скелета животных». Клетки Ткани Органы . 194 (2–4): 98–102. дои : 10.1159/000324245 . ПМИД 21625061 . S2CID 45466684 .
- ^ Кучинский А., Бенгтсон С., Раннегар Б., Сковстед С., Штайнер М., Вендраско М. (2011). «Хронология раннекембрийской биоминерализации» . Геологический журнал . 149 (2): 221–251. Бибкод : 2012ГеоМ..149..221К . дои : 10.1017/S0016756811000720 .
- ^ Jump up to: а б Вестбрук П., Марин Ф (апрель 1998 г.). «Брак кости и перламутра» . Природа . 392 (6679): 861–862. Бибкод : 1998Natur.392..861W . дои : 10.1038/31798 . ПМИД 9582064 . S2CID 4348775 .
- ^ Jump up to: а б Джексон Д.Д., Макдугалл С., Вудкрофт Б., Моас П., Роуз Р.А., Кубе М. и др. (март 2010 г.). «Параллельная эволюция наборов генов, образующих перламутр, у моллюсков» . Молекулярная биология и эволюция . 27 (3): 591–608. дои : 10.1093/molbev/msp278 . ПМИД 19915030 .
- ^ Марин Ф., Смит М., Иса Ю., Мейзер Г., Вестбрук П. (февраль 1996 г.). «Скелетные матрицы, слизь и происхождение кальцификации беспозвоночных» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 93 (4): 1554–1559. Бибкод : 1996PNAS...93.1554M . дои : 10.1073/pnas.93.4.1554 . ПМК 39979 . ПМИД 11607630 .
- ^ Лоуэнстам Х.А. , Маргулис Л. (1980). «Эволюционные предпосылки образования известковых скелетов раннего фанерозоя». Биосистемы . 12 (1–2): 27–41. Бибкод : 1980BiSys..12...27L . дои : 10.1016/0303-2647(80)90036-2 . ПМИД 6991017 .
- ^ Лоуэнстам Х.А., Маргулис Л. (1980). «Эволюционные предпосылки образования известковых скелетов раннего фанерозоя». Биосистемы . 12 (1–2): 27–41. Бибкод : 1980BiSys..12...27L . дои : 10.1016/0303-2647(80)90036-2 . ПМИД 6991017 .
- ^ Рейес-Бермудес А., Лин З., Хейворд, округ Колумбия, Миллер DJ, Болл Э.Э. (июль 2009 г.). «Дифференциальная экспрессия трех генов, связанных с галаксином, во время расселения и метаморфоза у склерактинового коралла Acropora millepora» . Эволюционная биология BMC . 9 (1): 178. Бибкод : 2009BMCEE...9..178R . дои : 10.1186/1471-2148-9-178 . ПМК 2726143 . ПМИД 19638240 .
- ^ Джексон DJ, Масис Л., Райтнер Дж., Дегнан Б.М., Верхайде Г. (июнь 2007 г.). «Палеогеномика губок раскрывает древнюю роль карбоангидразы в скелетогенезе» . Наука . 316 (5833): 1893–1895. Бибкод : 2007Sci...316.1893J . дои : 10.1126/science.1141560 . ПМИД 17540861 . S2CID 7042860 .
- ^ Вернстрем Й.В., Гонсиоровски Л., Хейнол А. (сентябрь 2022 г.). «Биоминерализация брахиопод и моллюсков - это консервативный процесс, который был утерян в стволовой линии форонид-мшанок» . ЭвоДево . 13 (1): 17. дои : 10.1186/s13227-022-00202-8 . ПМЦ 9484238 . ПМИД 36123753 .
- ^ Киршвинк Дж.Л., Хагадорн Дж.В. (2000). «10 Великая Единая теория биоминерализации». В Бауэрляйне Э (ред.). Биоминерализация нано- и микроструктур . Вайнхайм, Германия: Wiley-VCH . стр. 139–150.
- ^ Тоу К.М., Лоуэнстам, Х.А. (январь 1967 г.). «Ультраструктура и развитие минерализации железа в радулярных зубах Cryptochiton stelleri (Mollusca)». Журнал исследований ультраструктуры . 17 (1): 1–13. дои : 10.1016/S0022-5320(67)80015-7 . ПМИД 6017357 .
- ^ Томас ГБ, Комарнени С, Паркер Дж (1993). Нанофазные и нанокомпозитные материалы: симпозиум, состоявшийся 1–3 декабря 1992 г., Бостон, Массачусетс, США (Материалы симпозиума Общества исследования материалов) . Питтсбург, Пенсильвания: Общество исследования материалов. ISBN 978-1-55899-181-1 .
- ^ Jump up to: а б Сигел А, Сигел Х, Сигел Р.К. (30 апреля 2008 г.). Биоминерализация: от природы к применению . Джон Уайли и сыновья. ISBN 9780470986318 .
- ^ Jump up to: а б Апарисио С., член парламента от Джинебры (28 сентября 2015 г.). Биоминерализация и биоматериалы: основы и приложения . Вудхед. ISBN 9781782423560 .
- ^ Колтер Р., Гринберг Е.П. (май 2006 г.). «Микробные науки: поверхностная жизнь микробов» . Природа . 441 (7091): 300–302. Бибкод : 2006Natur.441..300K . дои : 10.1038/441300a . ПМИД 16710410 . S2CID 4430171 .
- ^ Палмер Дж., Флинт С., Брукс Дж. (сентябрь 2007 г.). «Прикрепление бактериальных клеток, начало биопленки» . Журнал промышленной микробиологии и биотехнологии . 34 (9): 577–588. дои : 10.1007/s10295-007-0234-4 . ПМИД 17619090 . S2CID 978396 .
- ^ Jump up to: а б Бранда С.С., Вик С., Фридман Л., Колтер Р. (январь 2005 г.). «Биопленки: новый взгляд на матрицу». Тенденции в микробиологии . 13 (1): 20–26. дои : 10.1016/j.tim.2004.11.006 . ПМИД 15639628 .
- ^ Штейнберг Н., Колодкин-Галь И (июль 2015 г.). «Перезагрузка матрицы: исследование внеклеточного матрикса синхронизирует бактериальные сообщества» . Журнал бактериологии . 197 (13): 2092–2103. дои : 10.1128/JB.02516-14 . ПМЦ 4455261 . ПМИД 25825428 .
- ^ Драгош А., Ковач А.Т. (апрель 2017 г.). «Особенные функции бактериального внеклеточного матрикса». Тенденции в микробиологии . 25 (4): 257–266. дои : 10.1016/j.tim.2016.12.010 . ПМИД 28089324 .
- ^ Jump up to: а б с д Дейд-Робертсон М., Керен-Пас А., Чжан М., Колодкин-Гал И. (сентябрь 2017 г.). «Архитекторы природы: выращивание зданий с помощью бактериальных биопленок» . Микробная биотехнология . 10 (5): 1157–1163. дои : 10.1111/1751-7915.12833 . ПМК 5609236 . ПМИД 28815998 .
Материал был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 .
- ^ Оппенгеймер-Шаанан Ю, Сибони-Нево О, Блум-Акерманн З, Суисса Р, Стейнберг Н, Картвелишвили Е и др. (2016). «Пространственно-временная сборка функциональных минеральных каркасов внутри микробных биопленок» . npj Биопленки и микробиомы . 2 : 15031. doi : 10.1038/npjbiofilms.2015.31 . ПМЦ 5515261 . ПМИД 28721240 .
Материал был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 .
- ^ Джонкерс ХМ (2007). «Самовосстанавливающийся бетон: биологический подход» . Ван дер Цвааг С. (ред.). Самовосстанавливающиеся материалы: альтернативный подход к 20 векам материаловедения . Спрингер. стр. 195–204. ISBN 9781402062506 .
- ^ US 8728365 , Досье ГК, «Способы изготовления строительного материала с использованием бактерий, продуцирующих ферменты», выдан в 2014 г., передан компании Biomason Inc.
- ^ Рубинштейн С.М., Колодкин-Гал И., Маклун А., Чай Л., Колтер Р., Лосик Р., Вайц Д.А. (октябрь 2012 г.). «Осмотическое давление может регулировать экспрессию матричных генов в Bacillus subtilis» . Молекулярная микробиология . 86 (2): 426–436. дои : 10.1111/j.1365-2958.2012.08201.x . ПМЦ 3828655 . ПМИД 22882172 .
- ^ Чан Дж.М., Гуттенплан С.Б., Кернс Д.Б. (февраль 2014 г.). «Дефекты жгутиковой моторики увеличивают синтез поли-γ-глутамата у Bacillus subtilis» . Журнал бактериологии . 196 (4): 740–753. дои : 10.1128/JB.01217-13 . ПМЦ 3911173 . ПМИД 24296669 .
- ^ Jump up to: а б Ньюсом Л., Моррис К., Ллойд-младший (2014). «Биогеохимия и биоремедиация урана и других приоритетных радионуклидов» . Химическая геология . 363 : 164–184. Бибкод : 2014ЧГео.363..164Н . дои : 10.1016/j.chemgeo.2013.10.034 .
- ^ Ллойд-младший, Макаски Л.Е. (2000). Взаимодействие микробов и металлов с окружающей средой: Биоремедиация радионуклидсодержащих сточных вод . Вашингтон, округ Колумбия: ASM Press. стр. 277–327. ISBN 978-1-55581-195-2 .
- ^ Пасеро М. и др. (ноябрь 2020 г.). «Новый список минералов IMA, работа над которым ведется» (PDF) . Новый список минералов IMA . IMA – CNMNC (Комиссия по номенклатуре и классификации новых полезных ископаемых). Архивировано (PDF) из оригинала 10 декабря 2020 г. Проверено 11 декабря 2020 г.
- ^ «База данных IMA о минеральных свойствах / Проект RRUFF» . Департамент геонаук, Университет Аризоны . Проверено 11 декабря 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Лоуэнстам Х.А. (март 1981 г.). «Минералы, образуемые организмами». Наука . 211 (4487): 1126–1131. Бибкод : 1981Sci...211.1126L . дои : 10.1126/science.7008198 . JSTOR 1685216 . ПМИД 7008198 .
- ^ Jump up to: а б с д и Скиннер ХК (2005). «Биоминералы». Минералогический журнал . 69 (5): 621–41. Бибкод : 2005MinM...69..621S . дои : 10.1180/0026461056950275 . S2CID 232388764 .
- ^ Jump up to: а б Никель ЭХ (1995). «Определение минерала» . Канадский минералог . 33 (3): 689–90.
- ^ «Рабочая группа по экологической минералогии и геохимии» . Комиссии, рабочие группы и комитеты . Международная минералогическая ассоциация. 3 августа 2011 года . Проверено 4 апреля 2018 г.
- ^ Такай К. (2010). «Границы жизни и биосферы: уроки обнаружения микроорганизмов в морских глубинах и глубоких недрах Земли». В Гарго М., Лопес-Гарсия П., Мартин Х. (ред.). Происхождение и эволюция жизни: астробиологическая перспектива . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 469–86. ISBN 978-1-139-49459-5 .
- ^ Руссель Э.Г., Бонавита М.А., Кереллу Дж., Крэгг Б.А., Вебстер Г., Приер Д., Паркс Р.Дж. (май 2008 г.). «Расширение биосферы морского дна» . Наука . 320 (5879): 1046. Бибкод : 2008Sci...320.1046R . дои : 10.1126/science.1154545 . ПМИД 18497290 . S2CID 23374807 .
- ^ Пирс Д.А., Бридж П.Д., Хьюз К.А., Сэттлер Б., Псеннер Р., Рассел, Нью-Джерси (август 2009 г.). «Микроорганизмы в атмосфере над Антарктидой» . ФЭМС Микробиология Экология . 69 (2): 143–157. Бибкод : 2009FEMME..69..143P . дои : 10.1111/j.1574-6941.2009.00706.x . ПМИД 19527292 .
- ^ Ньюман Д.К., Банфилд Дж.Ф. (май 2002 г.). «Геомикробиология: как взаимодействия на молекулярном уровне лежат в основе биогеохимических систем». Наука . 296 (5570): 1071–1077. Бибкод : 2002Sci...296.1071N . дои : 10.1126/science.1010716 . ПМИД 12004119 . S2CID 1235688 .
- ^ Уоррен Л.А., Кауфман М.Е. (февраль 2003 г.). «Геонаука. Микробная геоинженерия». Наука . 299 (5609): 1027–1029. дои : 10.1126/science.1072076 . JSTOR 3833546 . ПМИД 12586932 . S2CID 19993145 .
- ^ Гонсалес-Муньос М.Т., Родригес-Наварро С., Мартинес-Руис Ф., Ариас Х.М., Меррун М.Л., Родригес-Гальего М. (2010). «Бактериальная биоминерализация: новые данные о минеральных осадках, вызванных миксококком». Геологическое общество, Лондон, специальные публикации . 336 (1): 31–50. Бибкод : 2010ГСЛСП.336...31Г . дои : 10.1144/SP336.3 . S2CID 130343033 .
- ^ Вейс А (1990). «Биоминерализация. Клеточная биология и отложение минералов. Кеннет Симкисс; Карл М. Уилбур. О биоминерализации. Хайнц А. Лоуэнстам; Стивен Вайнер». Наука . 247 (4946): 1129–30. Бибкод : 1990Sci...247.1129S . дои : 10.1126/science.247.4946.1129 . JSTOR 2874281 . ПМИД 17800080 .
- ^ «Официальный список названий минералов IMA» (PDF) . uws.edu.au. Март 2009 г. Архивировано из оригинала (PDF) 6 июля 2011 г.
- ^ Хефферан К., О'Брайен Дж (2010). Материалы Земли . Уайли-Блэквелл. ISBN 978-1-4443-3460-9 .
- ^ Бинди Л. , Стейнхардт П.Дж., Яо Н., Лу П.Дж. (2011). «Икосаэдрит, Al 63 Cu 24 Fe 13 , первый природный квазикристалл». Американский минералог . 96 (5–6): 928–31. Бибкод : 2011AmMin..96..928B . дои : 10.2138/am.2011.3758 . S2CID 101152220 .
- ^ «Утвержден как новый минерал» (PDF) . Комиссия по новым минералам и названиям минералов . Архивировано из оригинала (PDF) 20 марта 2012 года.
- ^ Корлисс В.Р. (ноябрь – декабрь 1989 г.). «Биогенные минералы» . Границы науки . 66 .
- ^ Стил А., Бити Д., ред. (26 сентября 2006 г.). «Итоговый отчет Руководящей группы научной группы астробиологической полевой лаборатории MEPAG (AFL-SSG)» (.doc) . Полевая лаборатория астробиологии . США: Группа анализа программы исследования Марса (MEPAG) – НАСА. п. 72 . Проверено 22 июля 2009 г.
- ^ Jump up to: а б Гротцингер Дж. П. (январь 2014 г.). «Изучение обитаемости Марса. Обитаемость, тафономия и поиск органического углерода на Марсе. Введение» . Наука . 343 (6169): 386–387. Бибкод : 2014Sci...343..386G . дои : 10.1126/science.1249944 . ПМИД 24458635 .
- ^ Jump up to: а б Разное (24 января 2014 г.). «Специальный выпуск — Оглавление — Исследование обитаемости Марса» . Наука . 343 : 345–452 . Проверено 24 января 2014 г.
- ^ Разное (24 января 2014 г.). «Специальная коллекция — Любопытство — Исследование обитаемости Марса» . Наука . Проверено 24 января 2014 г.
- ^ Гротцингер Дж.П., Самнер Д.Ю., Ка Л.С., Стек К., Гупта С., Эдгар Л. и др. (январь 2014 г.). «Пригодная для жизни речная и озерная среда в заливе Йеллоунайф, кратер Гейла, Марс». Наука . 343 (6169): 1242777. Бибкод : 2014Sci...343A.386G . CiteSeerX 10.1.1.455.3973 . дои : 10.1126/science.1242777 . ПМИД 24324272 . S2CID 52836398 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Аддади Л. , Вайнер С. (1992). «Принципы управления и проектирования в области биологической минерализации» . Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 31 (2): 153–169. дои : 10.1002/anie.199201531 . Архивировано из оригинала (аннотация) 17 декабря 2012 года.
- Боски А.Л. (2003). «Биоминерализация: обзор». Исследование соединительной ткани . 44 (Приложение 1): 5–9. дои : 10.1080/713713622 . ПМИД 12952166 .
- Куиф Дж. П., Сорауф Дж. Э. (2001). «Биоминерализация и диагенез в Scleractinia: часть I, биоминерализация». Бык. Университет Тохоку. Музей . 1 : 144–151.
- Дофин Ю. (2002). «Структура, органо-минеральный состав и диагенетические изменения биоминералов». Текущее мнение в области коллоидной и интерфейсной науки . 7 (1–2): 133–138. дои : 10.1016/S1359-0294(02)00013-4 .
- Дофин Ю. (2005). Кинг РБ (ред.). Биоминерализация . Том. 1. Уайли и сыновья. стр. 391–404. ISBN 978-0-521-87473-1 .
{{cite book}}
:|journal=
игнорируется ( помогите ) - Куприянова Е.К., Винн О., Тейлор П.Д., Шопф Дж.В., Кудрявцев А.Б., Бэйли-Брок Дж. (2014). «Серпулиды, живущие глубоко: известковые трубчатые черви за бездной» . Глубоководные исследования . Часть I. 90 : 91–104. Бибкод : 2014DSRI...90...91K . дои : 10.1016/j.dsr.2014.04.006 . Проверено 9 января 2014 г.
- Лоуэнстам Х.А. (март 1981 г.). «Минералы, образуемые организмами». Наука . 211 (4487): 1126–1131. Бибкод : 1981Sci...211.1126L . дои : 10.1126/science.7008198 . JSTOR 1685216 . ПМИД 7008198 . S2CID 31036238 .
- Макфи, Джозеф (2006). «Маленькие работники горной промышленности» . Ежеквартальный журнал Science Creative (2) . Проверено 3 ноября 2006 г.
- Шмиттнер К.Е., Жиресс П. (1999). «Микроэкологический контроль биоминерализации: поверхностные процессы осаждения апатита и кальцита в четвертичных почвах, Руссильон, Франция». Седиментология . 46 (3): 463–476. Бибкод : 1999Седим..46..463С . дои : 10.1046/j.1365-3091.1999.00224.x . S2CID 140680495 .
- Уэбе Р., Шулер Д. (2021). «Образование железных биоминералов». В Kroneck PM, Соса Торрес М.Э. (ред.). Металлы, микробы и минералы — биогеохимическая сторона жизни . Берлин: Де Грюйтер. стр. 159–184. дои : 10.1515/9783110589771-006 . ISBN 978-3-11-058977-1 .
- Винн О (2013). «Возникновение, формирование и функция органических листов в минеральных трубчатых структурах Serpulidae (polychaeta, Annelida)» . ПЛОС ОДИН . 8 (10): е75330. Бибкод : 2013PLoSO...875330V . дои : 10.1371/journal.pone.0075330 . ПМК 3792063 . ПМИД 24116035 .
- Винн О, Тен Хоув Х.А., Мутвей Х. (2008). «Ультраструктура и минеральный состав трубок серпулид (Polychaeta, Annelida)» . Зоологический журнал Линнеевского общества . 154 (4): 633–650. дои : 10.1111/j.1096-3642.2008.00421.x . Проверено 9 января 2014 г.
- Вайнер С., Аддади Л. (1997). «Стратегии проектирования минерализованных биологических материалов». Журнал химии материалов . 7 (5): 689–702. дои : 10.1039/a604512j .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- «Данные и литература о современных и ископаемых биоминералах»: http://biomineralisation.blogspot.fr.
- Обзор бактерий, участвующих в биоминерализации, из журнала Science Creative Quarterly.
- Интернет-книга по биоминерализации: bio-mineral.org.
- Минералы и происхождение жизни ( Роберт Хейзен , НАСА ) (видео, 60 м, апрель 2014 г.).
- Специальный немецкий исследовательский проект о принципах биоминерализации