晶体生长动力学及其与进化的联系软体动物壳中生物矿化的新发现

德累斯顿大学分子生物工程中心(B CUBE)的Igor Zlotnikov博士研究小组在其最新出版物中证明，材料的物理性质对软体动物壳可产生的可能结构具有重大影响。这项研究表明，基本的物理定律(例如晶体生长动力学和热力学)如何限制进化的结果，并有助于解释为什么我们看到某些结构在很长时间内会重复发展。

软体动物壳由多种复杂的矿物-有机复合超微结构组成。令人惊讶地，在某些情况下，来自远缘物种的壳在从纳米级到微米级的许多不同长度尺度上都包含相似的形态图案。在过去的几十年中，在理解造成生物成矿物质形成的关键生物化学机制方面取得了重大进展。然而，关于生物如何控制组成不同壳结构的各个矿物构造块的形式并因此确定这些物种特异性矿物-有机组装体的形态知之甚少。

兹洛特尼科夫研究小组与匈牙利布达佩斯维格纳物理研究中心的科学家合作，现在开发了一个全面的实验和理论框架，以分析方式描述软体动物壳的超微结构形态发生过程。主要是，他们证明了这些高度生物矿化的组织的形成是由生物体通过调节控制矿物相生长动力学的化学和物理边界条件来指导的。

通过展示材料物理学与生物矿化组织形态发生过程之间的直接联系，研究小组为生物材料制造的进化方面提供了新的思路。

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