Biominerals and fossils through time

透过时间的生物矿物和化石

编 者：Jean-Pierre Cuif

Yannicke Dauphin

James E.Sorauf

出 版 社：CAMBRIDGE

索 书 号：Q585/C966/2011/Y

藏书地点：武大外教中心

生物矿化是指生物体内无机矿物的形成过程，包括两种形式：一种是正常矿化,如骨骼、牙齿和贝壳等的形成；另一种是异常矿化,如结石、牙石和龋齿等。生物矿化涉及生物学、化学、结晶学、材料学、矿物学和医学等多学科，因而也引起了这些领域专家的广泛关注和高度重视。深入研究生物矿化的特征和生物矿物形成的机理，不但有助于新型材料的开发和利用，而且有助于治疗异常矿化引起的人体疾病。生物矿化有两种形式。一种是生物体代谢产物直接与细胞内、外阳离子形成矿物质，如某些藻类的细胞间文石。另一种是代谢产物在细胞干预下，在胞外基质的指导下形成生物矿物，如牙齿、骨骼中羟基磷灰石的形成。生物矿化的类型包括控制矿化和诱导矿化。生物诱导的矿化主要指生物的生命活动与周围环境相互作用而引起的矿化过程。这种矿化作用由于不在严格的生物细胞控制之下，形成的矿物晶体与无机沉淀矿物类似，该形式在原核生物和真菌中比较常见。生物控制的矿化是指生物在不受外界环境影响的条件下，通过生理调节来控制矿物沉积的过程。化石是生活在遥远的过去的生物的遗体或遗迹变成的石头。在漫长的地质年代里，地球上曾经生活过无数的生物，这些动物死亡之后的遗体或是生活时遗留下来的痕迹，许多都被当时的泥沙掩埋起来。在随后的岁月中，这些生物遗体中的有机质分解殆尽，坚硬的部分如外壳、骨骼、枝叶等与包围在周围的沉积物一起经过石化变成了石头，但是它们原来的形态、结构（甚至一些细微的内部构造）依然保留着；同样，那些生物生活时留下的痕迹也可以这样保留下来。我们把这些石化了的生物遗体、遗迹就称为化石。从化石中可以看到古代动物、植物的样子，从而可以推断出古代动物、植物的生活情况和生活环境，可以推断出埋藏化石的地层形成的年代和经历的变化，可以看到生物从古到今的变化等等。

本书共由七章内容组成。第一章介绍的是以软体动物贝壳和骨骼为例的微观结构序列的概念，主要对在在微米尺度上发育模型和骨骼发育的相似性进行了描述，包括在珍珠牡蛎中观察到的基本的贝壳的微观结构、珠母贝属中基于时间的贝壳构建的分析、其他软体动物贝壳微观结构序列的多样性等多个方面的内容。第二章对软体动物贝壳和珊瑚骨骼的成分数据进行了阐述，包括从总体特征到本地化测试的矿物质和有机组分，贝壳和珊瑚中Ca碳酸盐的矿物质组分、从牡蛎贝壳和珊瑚骨骼中提取的有机组分的特征、在骨骼单元内研究有机组分分布的方法等内容都涵盖其中。第三章的主题是微观结构多样性的起源，作者在本章主要对关于骨骼发育中结晶的事实与猜想进行了描述，包括在牡蛎和珊瑚骨骼中元素生长层的结晶、初级生长层的形成、微观结构单元的形成和控制等多个方面。作者在第四章讲述给读者的是在一些植物和动物中骨骼Ca碳酸盐结构模式和生长模型的多样性。第五章描述的是连接分层生长及结晶与化学和生理学方法，包括基因组学方法、一个压力后上皮的矿化活动变化的例子等。第六章对骨骼、牙齿和硅质结构中的微晶和非晶生物矿质进行了详细的介绍，骨骼和牙齿中微观结构的概念、基于二氧化硅的结构等内容都涵盖其中。第七章讲述的是通过对生物矿物化石严格分析从化石记录中得到更好的数据，硅质生物矿质的石化、矿质骨骼、牙质、牙釉质、钙质骨骼的石化等内容都涵盖其中。

近年有关生物矿化的研究十分引人注目，其主要原因是该领域具有明显的学科交叉与渗透特点，处于生命科学与无机化学、生物物理学和材料科学的交汇点，更为重要的是它为人工合成具有特种功能晶体材料和生物智能材料提供了一种新的思路。本书作者共用七章内容，对生物矿物和化石进行了详细的介绍。本书内容针对性较强，比较适合专门从事生物矿物和化石及相关研究的科研人员和学生阅读参考。

本书目录

前言

序言

第一章 以软体动物贝壳和骨骼为例的微观结构序列的概念：在微米尺度上发育模型和骨骼发育的相似性

第二章 软体动物贝壳和珊瑚骨骼的成分数据：从总体特征到本地化测试的矿物质和有机组分

第三章 微观结构多样性的起源：关于骨骼发育中结晶的事实与猜想

第四章 在一些植物和动物中骨骼Ca碳酸盐结构模式和生长模型的多样性：在宏观尺度在建筑学上的比较、微观尺度上微观结构的多样性及亚微米尺度上的相似性

第五章 连接分层生长及结晶与化学和生理学方法：正在进行的生物钙化的概念的变化

第六章 骨骼、牙齿和硅质结构中的微晶和非晶生物矿质：解释生物晶体本质的数据

第七章 通过对生物矿物化石严格分析从化石记录中得到更好的数据：从单个的样品的解释到化石在时间中的分布的案例分析

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（郑银珍）