Biomineralisation: Kontrollierter Aufbau biologischer Hochleistungsmaterialien

Überblick

Noch stärker als metallhaltige Proteine und ionische Elektrolyte widerlegen die chemisch und vor allem morphologisch sehr unterschiedlichen biomineralischen Kon-struktionen den Eindruck von einem organisch-chemisch dominierten Leben. Selbst unsere Kenntnis über frühere Formen des Lebens beruht zum großen Teil auf biomineralischen Überbleibseln (Fossilien), die in der Gesamtmenge ein enormes, ja „geologisches“ Ausmaß besitzen können: ganze Gebirgszüge, Korallenriffe und Inseln bestehen aus überwiegend biogenem Kalkstein, z.B. in Form von Kreide. Diese gewaltige bioanorganische Produktion hat die Bedingungen für das Leben selbst einschneidend verändert: CO₂ wurde in Form von Carbonaten gebunden und dadurch der Treibhauseffekt der Erdfrühzeit zurückgedrängt. Zu den biomineralischen Substanzen gehören neben den bekannteren Calcium-enthaltenden tierischen Schalen, Zähnen und Skeletten sehr unterschiedliche Materialien wie etwa die von Muscheln produzierten Perlen aus Aragonit, die aus Kieselsäure bestehenden Hüllen und Stacheln von Diatomeen, Radiolarien und bestimmten Pflanzen, die Ca-, Ba- und Fehaltigen Kristallite in Schwerkraft- und Magnetfeldsensoren sowie auch einige der eher pathologischen „Steine“ in Niere oder Harnblase. Das in Kapitel 8.4.2 vorgestellte Eisenspeicherprotein Ferritin ist aufgrund von Struktur und anorganischem Gehalt ebenfalls schon als Biomineral aufzufassen.