biomineralisatie

Biomineralisatie is het proces waarbij levende organismen mineralen vormen en mineralen afzetten in hun weefsels of skeletten. Dit gebeurt bij een breed scala aan organismen, van micro-organismen tot planten en dieren, en levert minerale structuren zoals schelpen, beenderen en tanden. De mineralen die voorkomen variëren per soort, met calciumcarbonaat, calciumfosfaat, silicium en ijzeroxiden als hoofdgroepen.

Het proces is streng gereguleerd en vindt veelal plaats met behulp van organische matrices, eiwitten en polysacchariden die de nucleatie en kristallisatie sturen. In gespecialiseerde cellen of compartimenten worden ionentransporten geregeld en kunnen amorfe precursoren ontstaan die zich ordenen tot kristallen met een bepaalde oriëntatie. Hierdoor ontstaan mineralen in verschillende polymorfen, zoals calciet, aragoniet of hydroxyapatiet, afhankelijk van omstandigheden en organisme.

Voorbeelden: calciumcarbonaatskeletten en schelpen bij mariene dieren (mollusken, koralen, zeeslakken); hydroxyapatietrijke botten en tanden bij gewervelde dieren; diatzen en sommige sponzen bouwen siliciumdioxide-skeletten; magnetiet komt voor in magnetotactische bacteriën.

Biomineralisatie speelt een belangrijke rol in ecologie en evolutie doordat het sterke, lichte materialen oplevert en structurele functies ondersteunt. Het onderwerp biedt bovendien inspiratie voor biomimetische materialen in geneeskunde, materiaalwetenschap en engineering, en levert aanwijzingen voor paleoklimatische en paleobiologische reconstructies via isotopische en structuurkenmerken.