Biomineralogi är en vetenskaplig disciplin om omvandlingen av mineraler som sker i den geologiska miljön med en mängd olika deltagande av levande organismer. Mineraler finns inte bara i jordens tarmar, utan också i allt liv på planeten, inklusive människor. Som ett resultat av biominerala interaktioner, över 3,8 miljarder år av jordens geologiska historia, bildades cirka 2 % av jordskorpan, och cirka 300 biomineraler är för närvarande kända [1] .
"Biomineralogi är en gren av läran om processerna för mineralbildning, som tolkar mekanismerna för att byta oorganiskt material från den biologiska cykeln av materiens rörelse till den geologiska, även kallad biomineralisering , eller vice versa. Eftersom begreppet mineral är enhetligt och tvärgående för hela förloppet av mineralogiska problem, är beskrivningen av biomineraler inte föremål för biomineralogi. Det är en integrerad del av de grundläggande egenskaperna hos motsvarande mineral.
För första gången kom begreppet biomineralogi, som en oberoende vetenskaplig disciplin, in i rysk vetenskap från monografin av A. A. Korago "Introduktion till biomineralogi" (1992). I framtiden ägnade akademikern Yushkin N.P. stor uppmärksamhet åt problemen med biomineralogi. Idag är forskningsobjekten biomineraler som bildas inuti levande organismer (ben, hjärnsand, urinvägar, galla, spottstenar), på ytan av levande organismer (skal). av blötdjur, alger, protozoer), mineraler som bildas i miljön av mikroorganismer (mineraler av mattor, biofilmer, kolloider, lermineraler). Yushkin N.P. hänvisade också virus till biomineraler.
Det finns två motsatta åsikter. Enligt åsikten från geologer, mineraloger, kristallografer, bildas mineraler som ett resultat av mineralgenes och organismer syntetiserar inte direkt biomineraler. Enligt biologer, till övervägande del mikrobiologer, produceras biomineraler direkt av levande organismer, och de flesta mineraler av typen kolloid och ler är en produkt av mikroorganismers vitala aktivitet (Chukhrov, 1951; Naimark et al., 2009). Mellanhypoteser bestämmer att levande organismer skapar en miljö som främjar riktad kristallogenes med specifika biomineraler i ett givet och bestämt utrymme och kvantitet (Korlyakov, Bondar, Morozov, 2016; Korlyakov, 2017).
Termerna "inducerad" och "matriserad" biomineralisering som introducerats av paleontologer motsvarar olika sätt att ackumulera organiskt och oorganiskt material som ett resultat av organismernas vitala aktivitet. Men inte varje "inducerad" och speciellt "matriserad" process slutar med mineralbildning (Naimark E. B., Eroshchev-Shak V. A., Chizhikova N. P., Kompantseva, 2009 [2] .
Ett typiskt fall av inducerad (icke-skelett) biomineralisering är den mineralogiska sidan av den vitala aktiviteten hos tion- (oxiderande) och sulfatreducerande bakterier. Under oxidationen av sulfidmineraler med hjälp av tioniska bakterier ackumuleras produkterna från sulfiddestruktion i en hypergenlösning (som representerar en specifik geologisk miljö) i form av sura sulfatkomplex av typen [Me(HSO4)n] + m, som, under hydrolys, ger en materiell grund för bildandet av sådana mineraler, som jarosit, brochantite, butlerit, etc. (Yakhontova, Nesterovich, 1982) [2] .
Å andra sidan, i den naturliga processen för sulfatreduktion, tillhandahåller motsvarande bakterier genereringen av vätesulfid, som ytterligare kan omvandlas till sulfidmineraler, vilket registreras som ett utbrett geologiskt fenomen, i båda fallen, processen som induceras av den vitala aktivitet av bakterier slutar med mineralisering ”(Yakhontova L.K., Zvereva V.P. Fundamentals of mineralogy of hypergenesis, 6.5) [2] .
Bland de organismer som finns på jorden finns det många som har hårda vävnader antingen i form av ett benskelett (ryggradsdjur) eller i form av ett skal (mollusker). Skelett och snäckor är en komplex sammansättning av mineraliska och organiska ämnen (Korago, 1992). Dessa material som innehåller vissa mineraler i sin sammansättning är unika i sina egenskaper [2] .
Det finns inte så många oorganiska ämnen som ackumuleras i betydande mängder av levande organismer (Chiglintsev, Sokol, Nokhrin, 2010) [1] . Dessa inkluderar: kalciumkarbonat - det består av koraller och skal av de allra flesta mollusker; kalciumoxalat, som finns i växter såväl som i däggdjur (till exempel som en del av njursten); kiseldioxid, av vilken skelett av de flesta marina encelliga organismer, i synnerhet radiolarier, bildas; alkaliska jordartsmetallsulfater (finns i vissa växter och maneter); järnoxider (finns i bakterier, blötdjur, vissa växter) och slutligen kalciumfosfater - det huvudsakliga byggmaterialet i ben och tänder hos alla ryggradsdjur [2] [3]