Матрикс костной ткани позвоночных обычно состоит из белков коллагенового типа и неорганических соединений кальция. Какие альтернативные биополимеры могли бы быть использованы для построения скелета позвоночных животных. Какие преимущества и недостатки характерны для существующего типа костной ткани, а какие для предложенного вами?

Первый претендент на альтернативный строительный материал скелета позвоночного - кремний, а именно - соединения кремния с кислородом и различными органическими структурами. (На Земле кремний входит в состав диатомовых водорослей, радиолярий, губок.)

В качестве замены кальция могут выступать его соседи по группе в Периодической системе - двухвалентные барий и стронций. (Например, скелет простейших морских организмов - акантарий состоит из сульфата стронция SrSO4, после гибели простейшего скелет полностью растворяется в морской воде. В талломе харовых водорослей содержится барит BaSO4.)

Катионы бария и стронция значительно крупнее и тяжелее, чем кальция, и их участие в обмене веществ энергетически более затратное, поэтому эволюционно на роль строительного материала матрикса подошел кальций. К тому же кальций более распространен в природе.

Что касается альтернативного "белка", то в первую очередь - это "белок" кремнийорганический, основа которого - линейные и разветвленные цепочки - Si-O - (силоксановые цепочки), соединенные с различными функциональными группами, содержащими, например, серу, азот и др.

Кремниевый матрикс был бы очень прочным, но он целесообразен, если окружающая среда имеет очень высокую кислотность и температуру. Такие условия способствовали бы деминерализации углеродно-кальциевого матрикса современных позвоночных, то есть он не смог бы эволюционно сформироваться. Но средняя температура на Земле невелика, а океаническая вода, преимущественно - слабощелочная. Гены, отвечающие за построение кремниевого матрикса, у высших организмов отсутствуют.