如果原核生物能够参与硅的生物矿化，这就出现了一个新问题：新元古代硅质海绵出现之前，生物，尤其是微生物是否参与了地球上硅的生物地球化学循环？
硅元素与生物地球化学循环
Silicon and biogeochemical cycling
硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%，仅次于氧（49.4%）。在自然界，硅广泛存在于土壤和岩石中。大陆硅酸盐的风化作用可以移除大气CO2，将硅和溶解的无机碳迁移至海洋。这被认为是调节二氧化碳水平，控制地球气候的关键机制。
图6 硅元素（Si）是地壳中第二丰富的元素（图片修改自网络）
在真核生物出现前，早期地球上硅质岩被认为主要是化学沉淀引起的。属于真核生物的硅藻、硅质海绵、放射虫等生活在海洋中。它们以海水中的可溶性硅作为营养元素，将其转化成自己的二氧化硅细胞骨架或者躯壳。这些真核生物死亡后，其遗骸埋藏进沉积物中，形成硅质岩。生物矿化大大促进了海水中硅的沉淀，构成了显生宙以来硅循环的重要过程。其中硅藻贡献了约40%的全球海洋初级生产力，对大气CO2含量有重要调节作用，同时可能造成海水中可溶性硅浓度仅有早期地球的百分之一。
图7 硅藻（电子显微镜下照片）
如果原核生物能够参与硅的生物矿化，地球早期的硅循环过程将需要被重新评估。
趋磁细菌也会合成二氧化硅？
Silica synthesized by magnetotropic bacteria?
2017年，中国科学院地质与地球物理研究所生物地磁学研究团队从陕西西安未央湖采了一些沉积物。这些样品被带回实验室，研究趋磁细菌生物矿化和磁学性质。
趋磁细菌是一类起源于太古代并广泛分布于各种水体环境中的，能在细胞内合成纳米磁性晶体颗粒（也被称为磁小体，化学成分为Fe3O或Fe4 3S4）的原核生物。磁小体可以感知地磁场，使趋磁细菌沿磁力线方向游泳，从而迅速找到最适合生存的微环境。它们在地质记录中形成磁小体化石。
通过跨学科交叉研究，中国科学院地质与地球物理研究所生物地磁学研究团队在近期的研究发现，除了磁铁矿（Fe3O）或胶黄铁矿（Fe4 3S4）的晶体颗粒，不同趋磁细菌类群可以在细胞内合成不同的有机颗粒物和生物矿物。一些特殊种类的趋磁细菌可以在细胞内同时合成其它类型的矿物，如磷酸铁、磷酸钙、碳酸钙，甚至一些富含Ca/Ba的未知矿物。自然环境中的趋磁细菌死亡裂解后，这些复杂多样的有机颗粒物和生物矿物也可以像磁小体一样，被埋藏并保存在沉积物中。是生物矿化、生物地磁学和古地磁学研究的理想对象。
图8 李金华研究员（左）和硕士研究生张衡（右）在陕西西安未央湖采集湖底沉积物样品
研究人员对一类独特的硝化螺旋菌门趋磁球菌WYHC-5进行了详细的分析。这类趋磁球菌能在细胞内合成近百个弯曲的子弹头形的纳米磁小体。磁小体在细胞内被组装成数条松散的链束状结构（图9）。
