Bakterien und Weichtiere: Prinzipien der Biomineralisation von Eisenoxid-Materialien

Diverse Organismen haben ein genetisches Programm, das ihnen die kontrollierte Bildung von Mineralien ermöglicht; dieser Prozess wird Biomineralisation genannt. Die Vielfalt der verschiedenen biologischen Materialien ist enorm und beruht auf der Fähigkeit, sowohl Keimbildung als auch Wachstum der Kristalle zu kontrollieren. Die Struktur und Zusammensetzung der Biomineralien stattet die Organismen mit Eigenschaften und Fähigkeiten aus, die vergleichbare abiotisch gebildete Materialien desselben Minerals normalerweise nicht aufweisen. Daher ist es von großem interdisziplinärem Interesse, die Mechanismen der Biomineralisation und Morphogenese besser zu verstehen. In diesem Aufsatz fassen wir das momentane Wissen über die Bildung von Eisenoxiden in Bakterien und Weichtieren zusammen und konzentrieren uns dabei auf die magnetischen und mechanischen Eigenschaften. Wir beschreiben die chemischen und biologischen Prozesse, die in die Kontrolle der Mineralfällung und Morphogenese involviert sind, und zeigen, wie die Organismen es schaffen, hochkomplexe Strukturen mit primitiven physikochemischen Mitteln zu bilden.