北京看白癜风哪家医院最专业 https://jbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/mbbdf/虽然大多数人不会认为牡蛎坚硬的外表特别漂亮,但打开这个粗糙的“盒子”可能会发现里面藏着一颗精致的宝石。虽然概率不大
然而,尽管它们有着彩虹般的颜色和光滑的形状,珍珠实际上是由和包围它们的贝壳完全相同的材料制成的。珍珠、海胆刺、贻贝、蜗牛和蛤蜊的壳,甚至珊瑚——所有这些结构都是由同一种化合物构成的:碳酸钙。那么,这种单一的成分是如何形成如此众多的物质的呢?
碳酸钙(CaCO3),在陆地上很常见,在海洋中更为丰富。地壳富含钙,数千年来,这些沉积物渗入了河流和海洋。在热液喷口附近尤其如此,那里的热海水与富含钙的玄武岩混杂在一起。同时,当空气中的二氧化碳与海水相互作用时,最终会产生溶解的碳酸盐。每年,海洋吸收了大约三分之一的二氧化碳排放,向水中添加了大量的碳酸盐。海洋生物利用这些丰富的化合物不足为奇,但是钙和碳酸盐结合成各种形状的方式却出奇的巧妙。
牡蛎。像许多水生软体动物一样,牡蛎作为暴露在外的幼虫开始生活,并很快开始构建保护壳。首先,一个叫做外套膜的器官分泌蛋白质和其他分子的有机基质来构建支架。然后,牡蛎过滤海水,提取钙和碳酸盐,将它们结合到建筑材料中。它将这种材料铺在支架上,支架上覆盖着带电的蛋白质,这些蛋白质吸引并引导碳酸钙分子分层。这些蛋白质支架的具体排列取决于软体动物的种类和它们的环境,这是它们外壳形状、大小和颜色差异巨大的原因。软体动物小心翼翼地控制其碳酸钙产品的所有成分——甚至在分子水平上操纵CaCO3。
利用特殊的蛋白质,软体动物可以从CaCO3中产生两种晶体结构:方解石和文石。这两种化合物具有相同的化学成分,但由于它们的晶格排列方式不同,性质也不同。方解石是两者中更稳定的,随着时间的推移不容易溶解,所以大多数软体动物的外壳都有一层坚固的方解石外层。作为可溶性稍高的分子,文石能更好地适应或多或少的酸性环境。
因此,大多数软体动物的外壳都有一层文石来维持内部的pH值。但是有一种文石比其他文石更强,用途更广:珍珠质。软体动物制造这种特殊材料的方式是将连续的霰石层散布在蛋白质中。这些层像六边形砖块一样堆叠在一起,每一层都被其他有机材料包围着,这些材料决定着它们的方向。
珍珠的均匀分层和砖状结构是其标志性彩虹色的关键。这些层的厚度与可见光的波长相似,因此从其内表面反射的光会与从外表面反射的光发生干涉。当光粒子照射到珍珠层上时,它们会在珍珠层的多层晶体结构周围反弹,形成一系列移动的彩虹。但是珍珠质不仅仅是漂亮——它是我们所知道的最坚固和最轻的生物材料之一。
不仅仅是牡蛎产生这种物质。事实上,许多软体动物都将珊瑚作为它们主要的防御机制之一。如果入侵的寄生虫或甚至一粒沙子刺激了外套膜,这种软体动物会将入侵者包裹在产生珍珠质的细胞中,形成所谓的珍珠囊。这些细胞将威胁包裹在蛋白质和文石层中,直到最终茧完全吸收了入侵者——将威胁溶解在乳白色的珍珠质球体中。这种防御机制是我们制造珍珠的软体动物的主要理论;将日常入侵者转变成永恒的钻石