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你知道吗？60多种矿物如何在生物体内形成？
生物矿化是生物体通过其生理过程形成矿物的过程，该过程不仅普遍存在，而且动植物中出现了超过60种不同的矿物。在所有六大类别的生物中皆可见其身影，无论是藻类中的矽酸盐、无脊椎动物的碳酸盐，还是脊椎动物的磷酸钙和碳酸钙，生物矿化在生命的演化史上扮演着重要角色。
生物矿化作为一个极为普遍的现象，反映了生物在进化过程中如何利用环境中的化学成分形成结构支持。
各种生物如蚬壳、骨骼、牙齿等结构均由这些矿物组成，并为生物提供了支持、保护和采食等多种功能。这些矿物可以说是生物进化的产物，它们在数千万年的演化过程中不断优化，今天的生物体能够利用这些矿物来达成多种生命活动。
生物矿化的类型可以划分为生物矿化、器官矿化和无机矿化等不同类别，根据产生矿物的生物及所需的化学条件而异。生物矿化是指当特定生物的细胞过程完全控制矿物的形态、成分和生长时的现象。这一过程的代表例子包括无脊椎动物的壳，如软体动物和腕足动物等。
在无脊椎动物壳的形成中，专门的蛋白质负责指导晶体的成核、相位、形态及生长动力学，使其拥有非凡的机械强度。
器官矿化则涉及微生物的代谢活动如何促进矿物的形成，这种形式的矿化是自然演化的产物。举例来说，微生物社区分泌的有机基质会影响晶体的形态及成分，从而形成如钙质或矽质的层状结构。而无机矿化虽然不涉及生物，但其过程仍然影响着周围的环境和矿物的形态。
在动物体内，矿物如碳酸钙、磷酸钙或矽酸盐不仅起到了结构支撑的作用，还扮演着防御及进食的角色。这些矿物的沉积由不同的器官完成，这些器官通常在胚胎早期就已明确形成，并且含有促进和指导晶体沉积的有机基质，如在脊椎动物中常见的胶原蛋白。
过去几百年来，科学家对生物矿化所展现的不同比例和结构进行了深入探索，其结构以其独特性和功能性而备受关注。
在研究中，最引人注意的是贝类的壳。这种生物合成的复合材料，主要由95%到99%的碳酸钙组成，而有机成分仅占1%到5%，然而这一复合体的抗裂性能却高出其晶体本身3000倍。还有，贝壳的结构类型，诸如珍珠母，则被广泛地应用于材料科学，以助于开发新的复合材料，这些材料通常具有更优异的光学和结构性能。
此外，真菌和细菌也是生物矿化过程中的重要参与者。真菌可以在其有机基质的帮助下沉积各类矿物，如铜矿或铀矿，并对不同类型的矿物产生影响。细菌则可能通过形成氧化铁颗粒来调节其代谢过程，虽然这一过程的具体功能仍然不甚明晰。
生物矿化不仅是个体对环境的适应，它同时在全球范围内进行着重要的地球化学循环，并作为碳的储存库发挥著作用。
生物矿化的组成通常可根据其化学成分划分为矽酸盐、碳酸盐或磷酸盐三大类。矽酸盐在海洋生物矿化中尤其常见，尤其是二氧化矽在硅藻生长中扮演着关键角色。碳酸钙是最常见的生物矿物，常见于无脊椎动物的壳体和某些珊瑚中。而磷酸钙主要是羟基磷灰石，其以坚固的结构支持着骨骼和牙齿等器官的形成。
生物矿化的多样性不仅显示了生物适应环境的能力，更加展示了生命与地球化学相交融的复杂性。尽管生物矿化在各类生物中表现出不同的形式和功能，却仍需思考这种普遍现象背后的生物学意义和演化动力？
