5 years ago
No comment

Sorry, this entry is only available in
Russian
На жаль, цей запис доступний тільки на
Russian.
К сожалению, эта запись доступна только на
Russian.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Щедро одарила природа жемчуг чудесными свойства­ми. Этот красивый самоцвет в естественном виде и про­шедший через умелые руки художника доставляет огром­ное эстетическое наслаждение.

Следует подчеркнуть, что именно возросший интерес к жемчугу и другим биогенным минералам привел к вы­делению из минералогии особого направления — биологи­ческой минералогии, главная задача которой — расшиф­ровка истории зарождения, роста и изменения минераль­ных продуктов живой природы.

Структура, форма, состав и многие свойства жемчуга зависят от условий его формирования в организме моллю­ска. Применение последних достижений минералогии, биологии, физики и химии (современной кристаллохимии, оптической и люминесцентной спектроскопии, электрон­ной микроскопии, электронно-зондовых исследований, рентгеновского, рентгенофлюоресцентного, нейтронно-активационного и изотопного анализов, метода окрашивания и др.) для изучения этих условий позволяет сделать вы­вод о весьма сложном строении жемчуга и перейти от качественных характеристик к количественным парамет­рам процесса жемчугообразования и получению жемчуга с заданными свойствами.

Жемчуг — материал больших, еще не познанных до конца возможностей. Особенно большие перспективы от­крываются при его культивировании.

Работы по культивированию жемчуга в нашей стране проводились еще в конце 20-х — начале 30-х годов. В 1929 г. экспедиция под руководством И. В. Гуттуева провела подсадку песчинок в 600 раковин на одной из рек Северо-Запада СССР. В 1930 г. подобная операция была произведена на 8000 жемчужниц. Раковины с внедрен­ными в них телами специально метились. Однако, как показал вылов 700 меченых раковин в 1936 г., эта опера­ция не дала ожидаемых результатов: в раковинах оказа­лись только жемчужные наросты. Это объяснялось тем, что тело внедрялось не между мягкими тканями моллюс­ка, а между мантией и стенкой раковины.

Образование жемчуга — сложный биохимический про­цесс, регулируемый многими факторами, которые по мере изучения жемчуга новейшими методами все более детали­зируются. Биогенное кристаллообразование осуществляет органическая матрица. Биохимическим составом матри­цы определяется кристаллизация карбоната кальция в форме кальцита или арагонита в точках, где наиболее полно проявляется сродство между органическим и мине­ральным компонентами. Отсюда вытекает насущная не­обходимость изучения матрицы на молекулярном уровне с привлечением современных методов биологических ис­следований, включающих выяснение роли и значения многих клеток в организме, раскрытие механизма слож­нейших внеклеточных превращений и процессов обмена веществ. Сочетание гистохимических исследований с элек­тронномикроскопическими даст возможность глубже про­никнуть в сложные процессы жизнедеятельности клетки.

Дальнейшего изучения требует выяснение условий роста жемчуга в организме моллюска. Установлено, что рост арагонита жемчуга происходит по законам роста кри­сталлов. Минеральной средой является экстрапаллиаль­ная (полостная) жидкость, создаваемая моллюском. Из нее обособляются агрегаты кристаллов арагонита с упо­рядоченным и неупорядоченным строением, что связано с закономерным и незакономерным расположением заро­дышей кристаллов, одновременным и разновременным их ростом. Заметим, что выращивание жемчуга ставит своей целью получение жемчужин с правильной ориентировкой призматических и пластинчатых кристаллов арагонита. Такие жемчужины характеризуются и наилучшими меха­ническими свойствами.

Заметно снижает качество жемчуга наличие в нем по­лостей, выполненных друзами-щетками кристаллов ара­гонита, сформировавшихся в разное время. В отличие от обычных кристаллов срастание биогенных кристаллов в агрегат происходит с участием разграничивающих их ор­ганических пленок, связанных с матрицей. Эти пленки представляют собой проницаемые клеточные мембраны; по ним происходит транспортировка веществ, необходи­мых для роста кристаллов. Нарушение строения и функций мембран влияет на форму растущих кристаллов ара­гонита.

Строение и форма жемчужины отражают последова­тельные стадии ее роста в «жемчужном» мешке. Они контролируются двумя главными факторами: скоростью кристаллизации арагонита и симметрией окружающей их среды.

Отложение вещества жемчуга зависит от многих при­чин и происходит ритмически. Жемчуг лучшего качества образуется при медленной кристаллизации. При этом предпочтительнее возникают пластинчатые кристаллики арагонита, создающие перламутровую оболочку жемчу­жины. Увеличиваясь в размерах, они приобретают почти гексагональную форму, а затем сливаются в сплошную массу. Несомненно, что скорость и морфология выпадаю­щих из раствора кристаллов арагонита в какой-то степени определяется примесью некоторых химических элементов в минералообразующей среде. Имеющиеся в литературе данные по механизму роста культивированного жемчуга позволяют предположить, что одним из таких элементов может быть марганец. Главным концентратором химиче­ских элементов в жемчуге является органическое вещест­во. Подмечено, что если увеличивается содержание хими­ческого элемента в воде, то же происходит не только в раковине, но и в жемчуге.

На форму жемчужины влияет симметрия среды — пространства, окружающего растущую жемчужину. Наи­лучшая (круглая) жемчужина образуется в «жемчужном» мешке тогда, когда степень свободы ее роста будет одина­кова во всех направлениях (среда имеет симметрию шара). Недооценка этого фактора на начальных этапах выращивания жемчуга привела к тому, что образовав­шиеся жемчужины имели форму, сильно отличающуюся от круглой.

С особым состоянием минералообразующей среды свя­зано вращение кристаллов арагонита вдоль длинной оси в процессе роста. Это явление, отмеченное лишь для кри­сталлов арагонита природного жемчуга, видимо, связано с неблагоприятными условиями жизни моллюска. Оказы­вается, что скрученные кристаллы арагонита облегчают доступ питающих растворов к жемчужине и к тому же обусловливают весьма высокую ее прочность. Отметим, что скрученную форму имеют и выделительные клетки «жемчужного» мешка.

Зарождение жемчужины и ее дальнейший рост — про­цесс, сильно зависящий от условий жизнедеятельности моллюска. Поэтому жемчуг отличается от перламутра не только расположением слоев органического вещество (слои в жемчуге располагаются концентрически, а в пер­ламутре — параллельно), но и более сложным составом. Особенно сложен состав пресноводного жемчуга, что яв­ляется своеобразной реакцией моллюска на резкую смену климатических условий. Неодинаковыми условиями объ­ясняются рост и размеры жемчуга: пресноводные жемчу­жины растут медленнее и достигают меньших размеров по сравнению с морскими жемчужинами. Отложение жем­чужины в организме моллюска обычно влияет на форму раковины. Это особый поисковый признак, которым из­давна пользуются искатели жемчуга.

Жемчуг, как и другие самоцветы органического про­исхождения, в неблагоприятных условиях теряет свои по­лезные свойства. Это обстоятельство необходимо учиты­вать всем, кто работает с жемчугом. Незначительные из­менения жемчуга (пожелтение, потеря блеска) могут про­исходить еще в раковине. Они обусловлены плохими ус­ловиями обитания моллюска, избирательным поглощени­ем им из воды некоторых химических элементов и други­ми факторами. Более значительные изменения происхо­дят с жемчугом после извлечения его из раковины. Их следует связывать с поверхностным разложением, в пер­вую очередь с обезвоживанием органического вещества, скрепляющего кристаллы арагонита в компактный агре­гат. Вследствие этого агрегат жемчуга теряет связанность и постепенно разрушается вплоть до пылеватого состоя­ния. Так жемчуг «стареет» и медленно «умирает». Речной и морской жемчуг изменяются по-разному, первый более долговечен.

Существенные изменения происходят с жемчугом при переходе его в ископаемое состояние. Такие случаи весь­ма редки и выяснены только в самых общих чертах. В ис­копаемом жемчуге разрушается органическая матрица, однако агрегат кристаллов не рассыпается, а цементиру­ется в компактный агрегат. Количественно и качественно это явление в различных жемчужинах выражено неоди­наково и зависит от индивидуальных их особенностей, ха­рактера вмещающих осадков и времени захоронения, ис­числяемого десятками и даже первыми сотнями миллио­нов лет. Важная особенность ископаемого жемчуга состоит в самопроизвольной упорядоченности структуры вещества жемчуга, что заметно повышает ее сопротивление дейст­вию агентов внешней среды.

Заканчивая книгу о жемчуге, следует подчеркнуть большое значение минеральных продуктов живой приро­ды в жизни человека. До самого последнего времени эти продукты не привлекли к себе внимания широкого круга исследователей. Мало они изучены в минералогическом отношении. Между тем минералогия оказывает неоцени­мую помощь в выяснении природы неорганического (ми­нерального) и органического мира. Минерал в современ­ном понимании не только физическое тело, химическое соединение с плотной упаковкой закономерно располо­женных атомов, но и сложная система, тесно связанная с окружающей средой. Минералогия располагает необхо­димым теоретическим аппаратом, современными метода­ми и новейшим оборудованием, вполне достаточным для исследования как обычных минералов, так и минеральных объектов живой природы.

Зарождение, рост и изменение биогенных кристаллов происходит в живом организме. Отсюда насущная необ­ходимость тщательного изучения этих кристаллов и про­цессов, их порождающих, силами современной биологиче­ской науки. Между тем отсутствие должных контактов между специалистами минералогического и биологическо­го профилей не позволяет полно проинтерпретировать по­лученные данные, дать им оценку и наметить пути даль­нейшего исследования. Тесно примыкает к этой проблеме вопрос об участии живых организмов в формировании месторождений полезных ископаемых.

В нашей стране большой объем работ в области био­логической минералогии проведен в последнее время А. А. Кораго и С. Н. Голубевым. За рубежом такие ис­следования интенсивно ведутся в Японии, а также и Швеции, Бельгии, Швейцарии, США, ФРГ и в других странах. Актуальными остаются вопросы биологии и ми­нералогии жемчуга, минералогии и кристаллографии ара­гонита, поиски новых путей выращивания жемчуга, даль­нейшее усовершенствование методов идентификации при­родных и культивированных жемчужин. Решение этих вопросов позволит глубже проникнуть в сущность жем­чуга — одного из интереснейших образований природы.