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Biocristaux : une croissance cristalline biochimiquement contrôlée

Les cristaux calcaires qui forment les squelettes des coraux, les tests de Mollusques... présentent des propriétés tellement surprenantes que la question de leur mode de formation n’est pas encore résolue depuis plus d’un siècle et demi. Comme ces biocristaux enregistrent au cours de leur formation certaines propriétés de l’environnement, ils ont pris une importance grandissante pour l’étude des variations climatiques. D’où la nécessité d’une meilleure compréhension du processus par lequel les organismes contrôlent cette cristallisation.
L’utilisation de méthodes très résolutives a permis aux chercheurs du groupe Biominéraux de IDES-Orsay de décrire l’organisation des biocristaux et de reconstituer leurs modalités de formation.

Les biominéraux étant des composites complexes organo-minéraux, des méthodes d’observation et d’analyse localisée in situ donnant accès aux échelles micrométriques et infra-micrométriques de leur organisation doivent être associées à des analyses plus spécifiques des composés organiques (protéines, sucres, lipides) extraits de ces biocristaux.

L’absence des faces de croissance typiques du développement normal des cristaux d’origine chimique, ainsi que le caractère stratifié des biocristaux à l’échelle micrométrique résultant d’une croissance synchronisée sur toute la surface de minéralisation, indiquent à l’évidence que le mode de cristallisation mis en oeuvre est fondamentalement différent du système chimique usuel (germination et croissance en solution saturée).

Dans un ouvrage de synthèse récemment publié aux Cambridge University Press, le groupe Biominéraux présente cette progression dans l’analyse structurale et biochimique, depuis la morphologie jusqu’à l’échelle infra-micrométrique.

CUIF J.P., DAUPHIN Y., SORAUF J.E., 2011 - Biominerals and fossils through time. Cambridge Univ. Press, 490 p.

ROLLION-BARD C., BLAMART D., TREBOSC J., TRICOT G., MUSSI A., CUIF J.P., 2011 - Boron isotopoes as pH proxy : a new look at boron speciation in deep-sea corals using 11B MAS NMR and EELS. Geochim. Cosmochim. Acta 75 : 1003-1012.

DAUPHIN Y., BRUNELLE A., COTTE M., CUIF J.P., FARRE B., LAPREVOTE O., MEIBOM A., SALOME M., WILLIAMS C.T., 2010 - A layered structure in the organic envelopes of the prismatic layer of the shell of the pearl oyster Pinctada margaritifera (Mollusca, Bivalvia). Microsc. Microanal. 16 : 91-98.

CUIF J.P., DAUPHIN Y., FARRE B., NEHRKE G., NOUET J., SALOME M., 2008 - Distribution of sulphated polysaccharides within calcareous biominerals indicates a widely shared layered growth-mode for the Invertebrate skeletons and suggest a two-step crystallization process for the mineral growth units. Mineral. Mag. 72, 1, 233-237.