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已知最早的CaCO3骨骼是在埃迪卡拉纪晚期（现在之前的至Ma）岩石中发现的有问题的后生动物，分布于全球（–）。正如伍德(），这些化石主要局限于沿海碳酸盐环境，在这些环境中，周围海水中的碳酸钙矿物质严重过饱和，这表明在其特权空间内调节流体的能力有限。

海洋生物多样性发展进程

到随后的寒武纪时期，具有碳酸盐骨骼的动物已经在一系列大陆架和平台环境中多样化。大多数已知形成碳酸盐骨骼的动物门和类在寒武纪和奥陶纪开始这样做。

从这些植根于广泛共享的细胞生物学功能的相对简单的开始，动物进化出从基因组和蛋白质组学研究中明显看出的复杂生物矿化途径[例如，杰克逊等人的工作。()]。

骨骼生物矿化在能量上是昂贵的。例如，在珊瑚中，骨骼及其有机基质的形成消耗了大约30%的珊瑚能量预算(,)，否则这些能量可能会用于繁殖。

因此，为了使生物矿化骨骼进化，对生物体的好处必须超过其成本。几个进化枝同时独立进化出碳酸盐骨架进一步表明，不同的生物体对一些广泛经历的选择压力做出了反应。

已经提出了物理和生物环境的变化，但是观察到生物体在同一时间框架内进化出碳酸钙、二氧化硅、磷酸盐和凝集骨骼强烈暗示捕食是主要驱动力。)。

在这个骨骼创新的埃迪卡拉纪-寒武纪间隔期间，地球的海洋从文石海转变为方解石海，即从非骨骼CaCO3（例如，鲕粒和海底沉淀物）以文石形式形成的水域转变为它们以方解石形式沉淀的条件。

是灭绝还是新生

CaCO3生物矿化反应和影响了动物、藻类和其他原生生物的主要多样化事件。它还影响了不同门类对地球大灭绝的选择性敏感性，也许尤其是二叠纪末期（Ma前）已知的最大灭绝。二叠纪末期灾难是由向生物圈注入大量CO2和其他化学物质的大规模火山活动引发的()，导致全球变暖、海洋酸化和地下海水脱氧等相互交织的环境破坏(）。

受21世纪全球变化推动的实验表明，不同的生物矿化生物以不同的方式对这种扰动作出反应（、），与二叠纪末灭绝的选择性相对应具有合理的准确性。

平均而言，珊瑚和软体动物的钙化似乎特别容易受到海洋酸化的影响（），尤其是在幼虫阶段，而节肢动物的生长和生物矿化会增加[例如，Ries等人的工作。()]。

在二叠纪末期，所有的钙化刺胞动物都消失了，大多数腕足类动物和有柄棘皮动物类群也消失了，包括大多数海百合类动物。

后来，在三叠纪海洋中，石珊瑚珊瑚从在二叠纪末灭绝中幸存下来的非矿化海葵辐射出来（）。软体动物的灭绝程度较温和，虽然一些节肢动物灭绝了（尤其是三叶虫），但其他一些动物，包括甲壳类十足目动物的祖先，不仅在危机中幸存下来，而且还辐射到中生代海洋中（）。

火山引起的环境变化的情景也可以应用于三叠纪末的大规模灭绝（），具有相似的生物选择性（)，并可能有助于解释整个显生宙()中的其他珊瑚礁危机，包括21世纪的珊瑚礁危机。大堡礁的实地实验表明，预计21世纪后期的二氧化碳水平会导致整个珊瑚礁生态系统的净钙化显着减少（、）。

有大量证据表明：不同物种对海洋酸化的反应差异很大（、）；对于珊瑚（、、）尤其如此。现代和二叠纪末选择性的讨论最初集中在以海洋酸化为标志的海洋生物矿化的据称成本上，但Frieder等人的实验。()和斯伯丁等人。()表明能源限制可能不是21世纪或二叠纪末环境变化的主要脆弱性来源。

更有可能的是，不同的脆弱性与CF的基本物理化学和不同生物在海洋酸化条件下调节CF组成的能力的变化以及pCO2快速增加的其他后果（包括变暖和高碳酸血症）有关。

与此一致，一些珊瑚能够调节CF中的pH值和钙，从而在预测的21世纪后期条件下最大限度地减少骨骼增生的破坏（、、）。

预测海洋CaCO3生物矿化剂对海洋酸化的恢复能力的一个关键组成部分是了解骨骼部分的生物矿化机制。图3中的模型强调了生物矿化永远不会发生在与海水直接接触的情况下，而是总是在特权隔间中发生。特权空间对海水的开放程度决定了每种生物矿物在古代、现代和未来的海洋中对酸化和溶解的脆弱程度（68）。

对环境破坏及其对CaCO3生物矿化的影响的古代和现代研究之间的持续对话有望为两个社区带来红利，图3中模型的整合也是如此与进化史。

关键是无定形钙

光合作用和钙化之间的相互作用不包括在图3的综合模型中，因为本综述主要