Жемчуг

Связь между арагонитом жемчуга и минералообразующей средой двусторонняя. Среда в определенных условиях формирует жемчужину, влияет на ее строение и форму. Действие любого фактора среды происходит на молекулярном уровне. В свою очередь, растущая жемчужина воздействует на среду.

Основные проблемы биоминерализации

Совсем недавно стала развиваться новая наука — биологическая минералогия. Она изучает строение, свойства, состав, условия образования и изменения объектов, которые находятся на стыке биологии и минералогии. К ним относятся продукты деятельности живых клеток: кости и зубы человека и животных, раковины моллюсков, жемчуг, скелет кораллов, скорлупа птичьих яиц, отолиты и другие объекты живой природы.

Биологическая минералогия как генетическая наука исходит из того, что неживое, возникшее из живого, является его частью и они тесно взаимосвязаны. Существование в природе форм, в которых соединены свойства живого и неживого (например, вирусов), наглядно подтверждает пример внутреннего единства неорганического и органического мира.

Главным объектом исследования биологической минерализации является минерально-органический агрегат. Он состоит из органических веществ и минеральных индивидов, имеющих определенные форму, размер, строение, свойства и состав. В структуре многих индивидов имеются специфические внутренние элементы. От их упорядоченного сочетания во многом зависят свойства всего агрегата.

Основная задача биологической минералогии — всестороннее исследование взаимоотношения неорганической и органической природы, а также детальное изучение минеральных продуктов живой природы в процессе их развития и изменения. Конкретная практическая задача науки — выявить роль организмов при формировании и разрушении месторождений полезных ископаемых (железа, серы, фосфора, марганца и др.).

Биологическая минералогия развивает представление профессора Д. П. Григорьева о минерале как об организме. Оно выступает сейчас как наиболее актуальное и перспективное. Сущность нового подхода к минералу выражается следующим образом: «Минералы, т. е. кристаллы и зерна, в форме которых реально существуют природные химические соединения и физико-химические фазы, выступают в нашей науке каждый как целостный организм, индивид, со своей анатомией, всегда по-своему живущий... Познание минерала как организма и его естественной истории, обусловливающей все качества, условия и места нахождения минералов, есть назначение, прерогатива минералогической науки» [Григорьев, 1976]. То есть минеральный индивид рассматривается как своеобразная модель живого организма. Такой подход к минералу раскрывает те стороны строения, свойств и поведения, которые раньше рассматривались только на биологических объектах и не принимались во внимание минералогами.

Специфика минерально-органических агрегатов состоит в том, что возникновение и рост их объясняются не законами физики и химии, как это имеет место в минералогии, а биохимическими законами развития живой клетки. Они еще не нашли столь четкого выражения, как известные законы физики и химии, регулирующие процессы минералообразования в неживой природе. К тому же в организме физические и химические законы тесно взаимодействуют с биохимическими законами и не только подчиняются им, но и имеют иное применение. Клетка — структурная единица организма, она рассматривается как система взаимосвязанных структур и процессов, протекающих по программе дифференциации органов. В этом сказывается универсальность клетки. Природа скупа на объяснения и щедра на окончательные результаты. Поэтому исследователю приходится часто затрачивать массу труда и времени, чтобы вскрыть всю причинную цепь событий.

Минералы недр, возникшие многие миллионы лет назад, как и «живые» минералы, находящиеся в организмах, являются своеобразными регистраторами событий, свидетелями которых они были в разное время. Трудность, а то и полная невозможность непосредственного наблюдения этих событий заставляют нас обратиться к минералу как к важному документу его истории. В особенностях состава, строения и свойств минерала отражены особенности его рождения, роста и изменения. Поэтому восстановление истории минерала — главная минералогическая задача. Достаточно иногда лишь взглянуть на минерал, чтобы понять, насколько она сложна.