Жемчуг - страница 64

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.