Biomineralogia este o disciplină științifică despre transformarea mineralelor care are loc în mediul geologic cu o varietate de participare a organismelor vii. Mineralele se găsesc nu numai în intestinele Pământului, ci și în toată viața de pe planetă, inclusiv în oameni. Ca urmare a interacțiunilor biominerale, peste 3,8 miliarde de ani din istoria geologică a Pământului, s-a format aproximativ 2% din scoarța terestră, iar în prezent sunt cunoscute aproximativ 300 de biominerale [1] .
„Biomineralogia este o ramură a doctrinei proceselor de formare a mineralelor, care interpretează mecanismele de trecere a materiei anorganice din ciclul biologic al mișcării materiei în cel geologic, numit și biomineralizare , sau invers. Deoarece conceptul de mineral este unificat și transversal pentru întregul curs al problemelor mineralogice, descrierea biomineralelor nu face obiectul biomineralogiei. Este o parte integrantă a caracteristicilor fundamentale ale mineralelor corespunzătoare.
Pentru prima dată, conceptul de biomineralogie, ca disciplină științifică independentă, a intrat în știința rusă din monografia lui A. A. Korago „Introducere în biomineralogie” (1992). În viitor, academicianul Yushkin N.P. a acordat o mare atenție problemelor biomineralogiei.Astăzi, obiectele cercetării sunt biomineralele formate în interiorul organismelor vii (oase, nisip cerebral, pietre urinare, fiere, salivare), pe suprafața organismelor vii (cochilii). de moluște, alge, protozoare) , minerale formate în mediu de către microorganisme (minerale de mat, biofilme, coloizi, minerale argiloase). Yushkin N.P. a referit, de asemenea, virusurile la biominerale.
Există două opinii opuse. Potrivit opiniei geologilor, mineralogiștilor, cristalografilor, mineralele se formează ca urmare a genezei mineralelor, iar organismele nu sintetizează direct biominerale. Potrivit biologilor, predominant microbiologi, biomineralele sunt produse direct de organismele vii, iar majoritatea mineralelor de tip coloid și argilă sunt un produs al activității vitale a microorganismelor (Chukhrov, 1951; Naimark et al., 2009). Ipotezele intermediare determină că organismele vii creează un mediu propice cristalogenezei direcționate cu biominerale specifice într-un spațiu și cantitate date și determinate (Korlyakov, Bondar, Morozov, 2016; Korlyakov, 2017).
Termenii de biomineralizare „indusă” și „matrizată” introduși de paleontologi corespund diferitelor moduri de acumulare a materiei organice și anorganice ca urmare a activității vitale a organismelor. Cu toate acestea, nu orice proces „indus” și mai ales „matrizat” se termină cu formarea mineralelor (Naimark E. B., Eroshchev-Shak V. A., Chizhikova N. P., Kompantseva, 2009 [2] .
Un caz tipic de biomineralizare indusă (non-scheletică) este partea mineralogică a activității vitale a bacteriilor tionului (oxidante) și reducătoare de sulfat. În timpul oxidării mineralelor sulfurate cu ajutorul bacteriilor tionice, produsele de distrugere a sulfurilor se acumulează într-o soluție de hipergenă (reprezentând un mediu geologic specific) sub formă de complexe de sulfat acid de tip [Me(HSO4)n] + m, care, în curs de hidroliză, oferă o bază materială pentru formarea unor astfel de minerale, cum ar fi jarozitul, brochantita, butlerita etc. (Yakhontova, Nesterovich, 1982) [2] .
Pe de altă parte, în procesul natural de reducere a sulfatului, bacteriile corespunzătoare asigură generarea de hidrogen sulfurat, care se poate transforma în continuare în minerale sulfurate, ceea ce se înregistrează ca un fenomen geologic larg răspândit, în ambele cazuri, procesul indus de factorii vitali. activitatea bacteriilor se termină cu mineralizarea ”(Yakhontova L.K., Zvereva V.P. Fundamentele mineralogiei hipergenezei, 6.5) [2] .
Printre organismele care există pe Pământ, există multe care au țesuturi dure fie sub formă de schelet osos (vertebrate), fie sub formă de cochilie (moluște). Scheletele și cochiliile sunt un compus complex de substanțe minerale și organice (Korago, 1992). Aceste materiale care conțin anumite minerale în compoziția lor sunt unice în proprietățile lor [2] .
Nu există atât de multe substanțe anorganice acumulate în cantități semnificative de către organismele vii (Chiglintsev, Sokol, Nokhrin, 2010) [1] . Acestea includ: carbonat de calciu - este format din corali și cochilii ale majorității mari a moluștelor; oxalat de calciu, găsit în plante, precum și la mamifere (de exemplu, ca parte a pietrelor la rinichi); silice, din care se formează scheletele majorității organismelor marine unicelulare, în special radiolarii; sulfați de metale alcalino-pământoase (se găsesc în unele plante și meduze); oxizii de fier (prezenti în bacterii, moluște, unele plante) și, în final, fosfații de calciu - principalul material de construcție al oaselor și dinților tuturor vertebratelor [2] [3]