Biomineralogie je vědní obor o přeměnách minerálů, ke kterým dochází v geologickém prostředí za různé účasti živých organismů. Minerály se nacházejí nejen v útrobách Země, ale také v celém životě na planetě, včetně lidí. V důsledku biominerálních interakcí se za 3,8 miliardy let geologické historie Země vytvořilo asi 2 % zemské kůry a v současnosti je známo asi 300 biominerálů [1] .
„Biomineralogie je odvětvím nauky o procesech tvorby minerálů, které interpretuje mechanismy přepínání anorganické hmoty z biologického cyklu pohybu hmoty do geologického, nazývaného také biomineralizace nebo naopak. Jelikož pojem nerost je jednotný a průřezový pro celý průběh mineralogické problematiky, není popis biominerálů předmětem biomineralogie. Je nedílnou součástí základních charakteristik odpovídajících minerálů.
Poprvé vstoupil koncept biomineralogie jako samostatné vědní disciplíny do ruské vědy z monografie A. A. Koraga „Úvod do biomineralogie“ (1992). Problematice biomineralogie věnoval v budoucnu velkou pozornost akademik Juškin N. P. Dnes jsou předmětem výzkumu biominerály vznikající uvnitř živých organismů (kosti, mozkový písek, močové, žlučové, slinné kameny), na povrchu živých organismů (skořápky měkkýšů, řas, prvoků) , minerály tvořené v prostředí mikroorganismy (minerály rohoží, biofilmy, koloidy, jílové minerály). Yushkin N.P. také odkazoval na viry na biominerály.
Existují dva protichůdné názory. Podle názoru geologů, mineralogů, krystalografů minerály vznikají v důsledku geneze minerálů a organismy si biominerály přímo nesyntetizují. Podle biologů, převážně mikrobiologů, jsou biominerály přímo produkovány živými organismy a většina minerálů koloidního a jílového typu je produktem vitální činnosti mikroorganismů (Chukhrov, 1951; Naimark et al., 2009). Mezilehlé hypotézy určují, že živé organismy vytvářejí prostředí příznivé pro řízenou krystalogenezi se specifickými biominerály v daném a určeném prostoru a množství (Korlyakov, Bondar, Morozov, 2016; Korlyakov, 2017).
Pojmy „indukovaná“ a „matrixová“ biomineralizace zavedené paleontology odpovídají různým způsobům akumulace organické a anorganické hmoty v důsledku životně důležité činnosti organismů. Ne každý „indukovaný“ a zejména „matrixovaný“ proces však končí tvorbou minerálů (Naimark E. B., Eroshchev-Shak V. A., Chizhikova N. P., Kompantseva, 2009 [2] .
Typickým případem indukované (neskeletální) biomineralizace je mineralogická stránka vitální aktivity thionových (oxidačních) a sulfátových redukujících bakterií. Při oxidaci sulfidických minerálů pomocí thionových bakterií se produkty destrukce sulfidů hromadí v hypergenním roztoku (představujícím specifické geologické prostředí) ve formě kyselých sulfátových komplexů typu [Me(HSO4)n] + m, sulfidické destrukce se hromadí v hypergenním roztoku. které po hydrolýze poskytují materiálový základ pro tvorbu takových minerálů, jako je jarosit, brochantit, butlerit atd. (Yakhontova, Nesterovich, 1982) [2] .
Na druhou stranu, v přirozeném procesu redukce síranů zajišťují odpovídající bakterie tvorbu sirovodíku, který se může dále přeměňovat na sulfidické minerály, což je zaznamenáno jako rozšířený geologický fenomén, v obou případech jde o proces vyvolaný životně důležitými látkami. aktivita bakterií končí mineralizací “(Yakhontova L.K., Zvereva V.P. Základy mineralogie hypergeneze, 6.5) [2] .
Mezi organismy, které na Zemi existují, je mnoho takových, které mají tvrdé tkáně buď ve formě kostěného skeletu (obratlovci) nebo ve formě schránky (měkkýši). Kostry a ulity jsou komplexním kompozitem minerálních a organických látek (Korago, 1992). Tyto materiály obsahující ve svém složení určité minerály jsou jedinečné svými vlastnostmi [2] .
Anorganických látek akumulovaných ve významném množství živými organismy není tolik (Chiglintsev, Sokol, Nokhrin, 2010) [1] . Patří sem: uhličitan vápenatý - skládá se z korálů a schránek naprosté většiny měkkýšů; šťavelan vápenatý, nacházející se v rostlinách i u savců (například jako součást ledvinových kamenů); oxid křemičitý, ze kterého se tvoří kostry většiny mořských jednobuněčných organismů, zejména radiolariů; sírany kovů alkalických zemin (nacházejí se v některých rostlinách a medúzách); oxidy železa (přítomné v bakteriích, měkkýších, některých rostlinách) a konečně fosforečnany vápenaté – hlavní stavební materiál kostí a zubů všech obratlovců [2] [3]