Генная инженерия материи: как белковые ткани становятся кристаллическими: digitall

digitall_angell

Генная инженерия материи: как белковые ткани становятся кристаллическими

Sep 12, 2017 10:35

Серию постов о минеральных формах жизни стоило начать с объяснений о том, как белковая оболочка может кристаллизироваться и почему тем самым становятся возможны растущие каменные грибы и каменная кожа планеты, среди прочих. Исправляюсь.

Справка 1. Исходно раковина моллюсков состоит из трёх слоёв:

-Периостракум - наружный тонкий слой, состоящий исключительно из белка - конхиолина (рогообразное органическое вещество белкового типа). Фактически, он представлен двумя плотно прилегающими друг к другу слоями.
-Остракум - средний слой раковины, состоит из кристаллических призм карбоната кальция (СaCO3) в обёртке из конхиолина. Структура его может быть весьма разнообразной.
-Гипостракум или перламутровый слой - внутренний слой раковины, состоит из пластин СaCO3, также обёрнутых конхиолином (Вики)

Познакомьтесь. Гастроподы, превратившиеся в кристаллы: кварц, изумруд, хальцедон, агат:

Далее также имеем аммониты, превратившиеся в опалы, пирит и другие кристаллы:

Терминаторы древности. Трилобиты и пирит:

Пирит в природе:

Справка 2. Пирит:

Пири́т (греч. πυρίτης λίθος, буквально - камень, высекающий огонь), серный колчедан, железный колчедан - минерал, дисульфид железа химического состава FeS2 (46,6 % Fe, 53,4 % S). Нередки примеси Со, Ni, As, Cu, Au, Se и др.
Пирит кристаллизуется в кубической сингонии, образуя кубические, пентагондодекаэдрические, кубооктаэдрические и (реже) октаэдрические кристаллы; на гранях куба характерна грубая штриховка, параллельная рёбрам. Часто образует округлые конкреции и псевдоморфозы по другим минералам и органическим остаткам. Распространён преимущественно в виде сплошных масс, мелкозернистых агрегатов, прожилков, а в осадочных горных породах - желваков и стяжений различной формы. Цвет на свежем сколе светлый латунно-жёлтый до золотисто-жёлтого, со временем меняется до тёмно-жёлтого, часто с побежалостью, за счёт образования поверхностной окисной плёнки. Имеет металлический блеск. Обладает проводниковыми свойствами. В осадочных породах пирит может замещать органические ткани, в частности, в костях ископаемых животных. Во влажной среде с доступом кислорода разлагается. Вики

Справка 3. Псевдоморфоза:

Псевдоморфоза (от греч. Ψευδο - ложный и Μορφ - форма) - кристалл или минеральный агрегат, находимый в не свойственной данному минералу форме, которая повторяет форму другого минерала или биологического тела. Псевдоморфоза образуется в результате замещения одного минерала другим с сохранением внешних форм исходного минерального или иного материала (кристалла и тд.) или при заполнении более поздними минералами пустот, образовавшихся при растворении относительно более ранних кристаллов.

Очень известной псевдоморфозой является так называемый Фалунский феномен. В XIII веке в Фалунских железных рудниках рудокопы нашли останки погибшего горняка, полностью замененные пиритом. По свидетельству тогдашнего историка, эта находка хранилась в управлении шахты, а потом рассыпалась[3]. В фильме «Жизнь после людей» этот случай становится доказательством того, что окаменелости, хранящиеся в музеях не смогут уцелеть и разрушатся без присмотра. Вики

В 1719 году шведские рудокопы обнаружили в глубине шахты в городе Фалун тело своего коллеги. Молодой человек выглядел так, будто умер недавно, однако никто из шахтеров не смог его опознать. Взглянуть на покойного приходила масса зевак, и в конце концов труп был опознан: пожилая женщина с горечью признала в нем своего жениха - Матса Израэльссона, пропавшего без вести 42 года назад (!). На открытом воздухе труп сделался твердым, как камень - такие свойства ему придал купорос, которым пропиталось тело и одежда рудокопа. Шахтеры не знали, что делать с находкой: считать ли его минералом и отдать в музей либо захоронить как человека. В итоге Окаменевший шахтер был выставлен на обозрение, но со временем стал портиться и разлагаться из-за испарения купороса. В 1749 году Матс Израэльссон был похоронен в церкви, однако в 1860-х в ходе ремонта рудокопа снова откопали и еще 70 лет показывали публике. Лишь в 1930 году окаменевший шахтер окончательно обрел покой на церковном кладбище в Фалуне. Судьба несостоявшихся жениха и его невесты легли в основу рассказа Гофмана «Фалунские рудники».

В 1950 году жители датской деревни Толлунд добывали торф в болоте и на глубине 2,5 м обнаружили труп мужчины со следами насильственной смерти. Труп выглядел свежим, и датчане тут же заявили в полицию. Однако полиция уже была наслышана о болотных людях (на торфяниках Северной Европы неоднократно находили тела древних людей) и обратилась к ученым. Вскоре человека из Толлунда (как его прозвали позже) доставили в деревянном ящике в Национальный музей Дании в Копенгагене. Исследование выявило, что этот 40-летний мужчина ростом 162 см жил в IV веке до н. э. и умер от удушения. Прекрасно уцелели не только его голова, но и внутренние органы: печень, легкие, сердце и мозг. Сейчас голова мумии выставлена в городском музее Силькеборга с телом манекена (собственное - не сохранилось): на лице можно разглядеть щетину и мельчайшие морщинки. Это самый хорошо сохранившийся человек из железного века: он выглядит так, словно не умер, а уснул. Всего в торфяных болотах Европы было обнаружено более 1000 древних людей.

Источник

Термин «псевдоморфоза» чаще всего употребляется в минералогии и… в компьютерной анимации. В переводе с греческого этот термин обозначает «ложная форма». Причем в компьютерной анимации под псевдоморфозой понимается какой-либо плавный переход одной формы или геометрической фигуры в другую, а в минералогии - конечный продукт замещения одного минерала другим, с сохранением прежней формы. То есть форма кристалла остается, но он полностью замещается другим минералом, другого химического состава.

Так, например, кристаллы пирита могут замещаться лимонитом. Лимонит может замещать полевые шпаты, каолинит. Этот минерал также может образовывать псевдоморфозы по многим сульфидам металлов.

Оливин может замещаться энстатитом. Эти замещенные кристаллы настолько необычны, что даже имеют свое собственное название - бастит. Псевдоморфоза малахита по азуриту - тоже не редкое образование. Малахит может замещать с сохранением формы кристаллы медьтсодержащего минерала куприта.

Железосодержащий минерал гематит может образовывать псевдоморфозы по магнетиту. Известны псевдоморфозы кварца по полевому шпату. В музеях мира можно встретить редкие образцы меди, образовавшейся по замещенному арагониту. Можно привести десятки примеров замещения одних минералов другими.

В чем причина образования псевдоморфоз? Прежде всего, это воздействие на минералы горячих минеральных растворов, которые приносят новые вещества, и высокого давления, или же одного из этих факторов.

Все это примеры замещения одного минерала другим, имеющим химический состав, отличный от того, что был у замещаемого минерала.

Если же замещение происходит под воздействием давления, высокой температуры, но без привноса и выноса каких-либо новых химических элементов, то происходит перекристаллизация изначального минерала в другой, с той же химической формулой, но иной кристаллической структурой.

Такая псевдоморфоза рассматривается как частный случай, и носит название параморфоза. Примеры параморфоз: андалузит превращается в кианит, альфа-кварц превращается в бета-кварц, пирит - в марказит. Сера ромбической сингонии (альфа-сера) может переходить в серу моноклинной сингонии (бета-серу).

Параморфоза, образованная по органическому веществу, также имеет собственное название - «биоморфоза«. В музеях можно увидеть раковины древних моллюсков, которые были погребены в осадочных породах и их вещество было замещено на пирит, марказит, опал, арагонит, халцедон, другие минералы. Источник

Окаменелая биология. Именно о такой нам обычно рассказывают в школах:

Исходя из сказанного выше, любая белковая оболочка может ("псевдо-")метаморфировать в кристаллическую, (и обратно при нужных условиях), а сама кристаллическая ткань потом может менять свой облик и качества. Иногда эти метаморфозы происходят после смерти тела, как показано выше, а сам процесс схож с мумификацией. Иногда рост тканей и их метаморфозы могут происходить одновременно.

При достаточном понимании работы ДНК и инженерии материи в целом, становится возможным создание форм Жизни, находящихся на стыке минералов и биологических тел: отдельные камни и целые горы, растущие как ветки, грибы, трюфели, кораллы, яйца и многие другие известные нам сегодня биологические формы.

Из раннего по теме: