Biominéralisation : intégration des mécanismes et de l’histoire évolutive

La formation de structures minéralisées par des organismes vivants est appelée biominéralisation. En juillet 2019 s’est déroulé, sous l’égide du Radcliffe Institute for Advanced Studies de l’université de Harvard, un séminaire de deux jours, consacré à la biominéralisation en carbonate de calcium, quantitativement la plus importante en domaine marin et l’un des régulateurs du climat à l’échelle globale. Réunissant une quinzaine de spécialistes venus de tous horizons dont un représentant de Biogéosciences Dijon, ce séminaire a exploré les aspects évolutifs, mécanistiques et géochimiques de la biominéralisation carbonatée. Il a donné lieu à une synthèse générale, qui vient d’être publiée dans Science Advances.

En bref, les biominéraux se forment dans des systèmes clos, à la fois par accrétion de particules minérales (nanograins, le plus souvent amorphes) et par accroissement « ion par ion », ces deux mécanismes combinés assurant des croissances minérales rapides, une grande plasticité des morphologies cristallines et des propriétés mécaniques largement supérieures à celles de carbonates de calcium abiotiques. Ce processus de cristallisation non standard est sous le contrôle très strict de macromolécules organiques – protéines et polysaccharides – recrutées de manière indépendante dans chaque phylum calcifiant, et dont les fonctions moléculaires révèlent d’étonnantes convergences évolutives, au delà de leur extrême diversité.

Cette synthèse nouvellement publiée constitue une étape importante dans la compréhension des phénomènes de biominéralisation carbonatée. Elle a pour vocation de servir de base à une réflexion approfondie sur la plus ou moins grande résilience des organismes calcifiants face aux changements environnementaux, et en particulier face à l’acidification océanique.

Biomineralization: integrating mechanism and evolutionary history. 2022. Gilbert PUPA, Bergmann KD, Boekelheide N, Tambutté S, Mass T, Marin F, Adkins JF, Erez J, Gilbert B, Knutson V, Cantine M, Ortega Hernández J & Knoll AH. Science Advances 8(10):eabl9653. doi: 10.1126/sciadv.abl9653

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Biominéralisation : intégration des mécanismes et de l'histoire évolutive

La formation de structures minéralisées par des organismes vivants est appelée biominéralisation. En juillet 2019 s'est déroulé, sous l'égide du Radcliffe Institute for Advanced Studies de l'université de Harvard, un séminaire de deux jours, consacré à la biominéralisation en carbonate de calcium, quantitativement la plus importante en domaine marin et l'un des régulateurs du climat à l'échelle globale. Réunissant une quinzaine de spécialistes venus de tous horizons dont un représentant de Biogéosciences Dijon, ce séminaire a exploré les aspects évolutifs, mécanistiques et géochimiques de la biominéralisation carbonatée. Il a donné lieu à une synthèse générale, qui vient d'être publiée dans Science Advances.

En bref, les biominéraux se forment dans des systèmes clos, à la fois par accrétion de particules minérales (nanograins, le plus souvent amorphes) et par accroissement "ion par ion", ces deux mécanismes combinés assurant des croissances minérales rapides, une grande plasticité des morphologies cristallines et des propriétés mécaniques largement supérieures à celles de carbonates de calcium abiotiques. Ce processus de cristallisation non standard est sous le contrôle très strict de macromolécules organiques - protéines et polysaccharides - recrutées de manière indépendante dans chaque phylum calcifiant, et dont les fonctions moléculaires révèlent d'étonnantes convergences évolutives, au delà de leur extrême diversité.

Cette synthèse nouvellement publiée constitue une étape importante dans la compréhension des phénomènes de biominéralisation carbonatée. Elle a pour vocation de servir de base à une réflexion approfondie sur la plus ou moins grande résilience des organismes calcifiants face aux changements environnementaux, et en particulier face à l'acidification océanique.

 

Biomineralization: integrating mechanism and evolutionary history. 2022. Gilbert PUPA, Bergmann KD, Boekelheide N, Tambutté S, Mass T, Marin F, Adkins JF, Erez J, Gilbert B, Knutson V, Cantine M, Ortega Hernández J & Knoll AH. Science Advances 8(10):eabl9653. doi: 10.1126/sciadv.abl9653