新聞動(dòng)態(tài)何妙洪等–AM：生物控制珊瑚微結(jié)構(gòu)礦化
生物成礦形成了地球上非常壯觀的珊瑚礁，而珊瑚礁是高分辨率記錄過去環(huán)境氣候演變的重要載體。理解珊瑚的礦化過程有助于深入理解珊瑚礁的生長(zhǎng)、探究其對(duì)日益惡化環(huán)境的響應(yīng)以及精確重建古環(huán)境等。雖然前人對(duì)珊瑚的礦化開展了一些研究，但截至目前，關(guān)于其生物礦化本質(zhì)機(jī)理還未被完全厘清。理解珊瑚礦化首先需要了解其微結(jié)構(gòu)及其相關(guān)的生長(zhǎng)特征。珊瑚（淺水濱珊瑚）骨骼由鈣化中心（COC）和纖維（fiber）兩種微結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中，COC雖然僅占了骨骼的~3%，并埋藏于纖維內(nèi)部，但是決定著珊瑚骨骼的整體構(gòu)造，并且是纖維結(jié)構(gòu)結(jié)晶的晶核位點(diǎn)，因此其是珊瑚骨骼形成的根基。然而COC因?yàn)橹睆椒浅Ｐ。?lt;10 μm），并且埋藏骨骼內(nèi)部，因此關(guān)于其性質(zhì)、生長(zhǎng)和化學(xué)組成的研究是非常具有挑戰(zhàn)的，特別是COC在骨骼空間分布、生長(zhǎng)目前還未清楚，而這是揭示珊瑚微結(jié)構(gòu)和生物作用在礦化過程的關(guān)鍵。
針對(duì)這一科學(xué)問題，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所何妙洪副研究員和韋剛健研究員等結(jié)合拉曼光譜二維、三維成像和光學(xué)成像方法對(duì)經(jīng)過嚴(yán)格處理的濱珊瑚骨骼進(jìn)行研究，首次揭示骨骼微結(jié)構(gòu)（COC）的三維空間分布及其相關(guān)的礦物學(xué)、有機(jī)和水組成，綜合這些特征可進(jìn)一步詮釋其微結(jié)構(gòu)的空間生長(zhǎng)特征及其可能的形成過程，最后提出了濱珊瑚骨骼微結(jié)構(gòu)形成機(jī)理是通過分開的鈣化細(xì)胞及其相關(guān)的細(xì)胞活動(dòng)來驅(qū)動(dòng)的礦化模型。這項(xiàng)研究厘清了珊瑚骨骼礦化和生物學(xué)關(guān)系，有助于更好地保護(hù)和應(yīng)用珊瑚礁。
圖1 珊瑚骨骼的二維拉曼成像
圖2 珊瑚骨骼的三維拉曼成像
圖3 骨骼的光學(xué)顯微成像
圖4 珊瑚骨骼微結(jié)構(gòu)的生物礦化模型
相關(guān)的成果近期發(fā)表在《American Mineralogist》，該項(xiàng)研究成果受到國家自然科學(xué)基金（42273012, 42241104, 和 42021002）和廣州分院青年基金（2024000002）等聯(lián)合資助。
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論文信息：He, M.H.?*（何妙洪），Deng, W.F.（鄧文峰），Chen, X.F.（陳雪霏），Zhang, Y.Q.（張彥強(qiáng)）和Wei, G.J.（韋剛?。?，Biological control of ultra-skeleton mineralization in coral，American Mineralogist，2024，109, 1559-1568.
論文鏈接：https://doi.org/10.2138/am-2023-9134?
