晶體生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)及其與進(jìn)化的聯(lián)系軟體動(dòng)物殼中生物礦化的新發(fā)現(xiàn)

德累斯頓大學(xué)分子生物工程中心(B CUBE)的Igor Zlotnikov博士研究小組在其最新出版物中證明，材料的物理性質(zhì)對(duì)軟體動(dòng)物殼可產(chǎn)生的可能結(jié)構(gòu)具有重大影響。這項(xiàng)研究表明，基本的物理定律(例如晶體生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué))如何限制進(jìn)化的結(jié)果，并有助于解釋為什么我們看到某些結(jié)構(gòu)在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)會(huì)重復(fù)發(fā)展。

軟體動(dòng)物殼由多種復(fù)雜的礦物-有機(jī)復(fù)合超微結(jié)構(gòu)組成。令人驚訝地，在某些情況下，來(lái)自遠(yuǎn)緣物種的殼在從納米級(jí)到微米級(jí)的許多不同長(zhǎng)度尺度上都包含相似的形態(tài)圖案。在過(guò)去的幾十年中，在理解造成生物成礦物質(zhì)形成的關(guān)鍵生物化學(xué)機(jī)制方面取得了重大進(jìn)展。然而，關(guān)于生物如何控制組成不同殼結(jié)構(gòu)的各個(gè)礦物構(gòu)造塊的形式并因此確定這些物種特異性礦物-有機(jī)組裝體的形態(tài)知之甚少。

茲洛特尼科夫研究小組與匈牙利布達(dá)佩斯維格納物理研究中心的科學(xué)家合作，現(xiàn)在開發(fā)了一個(gè)全面的實(shí)驗(yàn)和理論框架，以分析方式描述軟體動(dòng)物殼的超微結(jié)構(gòu)形態(tài)發(fā)生過(guò)程。主要是，他們證明了這些高度生物礦化的組織的形成是由生物體通過(guò)調(diào)節(jié)控制礦物相生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的化學(xué)和物理邊界條件來(lái)指導(dǎo)的。

通過(guò)展示材料物理學(xué)與生物礦化組織形態(tài)發(fā)生過(guò)程之間的直接聯(lián)系，研究小組為生物材料制造的進(jìn)化方面提供了新的思路。

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