几个世纪以来，研究人员一直对牡蛎如何在不规则形状的沙粒或碎屑周围长出惊人对称的完美圆形珍珠感到困惑。现在，一个团队已经表明，牡蛎、贻贝和其他软体动物使用复杂的过程来生长宝石，这些过程遵循自然界中常见的数学规则。
当刺激物被困在软体动物体内时，珍珠就会形成，而这种动物通过在珍珠周围形成光滑的矿物质和蛋白质层(统称为珍珠层)来保护自己。根据10月19日发表在《美国国家科学院院刊》上的一项分析，在这个不对称中心上建造的每一层新珍珠层都精确地适应了它之前的珍珠层，消除了不规则之处，从而形成了一颗圆形珍珠。
堪培拉澳大利亚国立大学的生物地球化学家劳拉·奥特(LauraOtter)说：“珍珠层是我们在某些贝壳内部或珍珠外部看到的一种非常美丽、呈彩虹色、闪亮的材料。”
Otter和她的同事发现，一颗珍珠在铺设珍珠层时的对称生长依赖于软体动物平衡两种基本能力。它纠正了珍珠形成时出现的生长畸变，防止这些变异在珍珠的许多层上传播。否则，生成的宝石将是不平衡的。
此外，软体动物调节珍珠层的厚度，因此如果一层特别厚，后续层将相应变薄(SN：3/24/14)。这有助于珍珠在其数千层中保持相似的平均厚度，使其看起来完美圆润且均匀。如果没有这种不断的调整，珍珠可能类似于分层的沉积岩，放大了有损其球形的小瑕疵。
研究人员研究了从澳大利亚东部沿海珍珠养殖场的Akoya珍珠贝(Pinctadaimbricatafucata)中采集的keshi珍珠。他们使用金刚石线锯将珍珠切割成横截面，然后使用拉曼光谱抛光和检查宝石，这是一种非破坏性技术，使他们能够表征珍珠的结构。对于论文中展示的其中一颗珍珠，他们计算了2,615层，沉积了548天。
分析表明，珍珠层厚度的波动表现出一种称为1/f噪声或粉红噪声的现象，在这种现象中，看似随机的事件实际上是相互关联的。在这种情况下，不同厚度的珍珠层的形成可能看起来是随机的，但实际上取决于前几层的厚度。同样的现象也在地震活动中起作用：地面的隆隆声看似随机，但实际上与之前最近的地震活动有关。粉红噪音也出现在古典音乐中，甚至在监测心跳和大脑活动时，密歇根大学安娜堡分校的材料科学家和工程师罗伯特霍夫登说。这些现象“属于普遍的行为和物理学类别，”霍夫登说。
这是研究人员首次报告“珍珠质自我修复，当出现缺陷时，它会在几层内自我修复，而无需使用外部支架或模板，”该研究所生物矿化研究的物理学家PupaGilbert说。威斯康星大学麦迪逊分校没有参与这项研究。“珍珠层是一种比我们之前所欣赏的更非凡的材料。”
Otter指出：“这些不起眼的生物正在制造超轻超坚韧的材料，比我们使用所有技术制造的材料更容易、更好。”珍珠质仅由钙、碳酸盐和蛋白质构成，“比制造它的材料坚韧3,000倍”。
霍夫登补充说，这种对珍珠的新认识可能会激发“下一代超级材料”的灵感，例如更节能的太阳能电池板或优化用于航天器的坚韧耐热材料。
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