Effects of global seawater chemistry on biomineralization: Past, present, and future

Chemical Reviews

Volumn 108, Issue 11, 2008, Pages 4483-4498

  Stanley, Steven M ^a  

^a UNIVERSITY OF HAWAII   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALGAE CONTROL; BIOMINERALIZATION; MARINE BIOLOGY; OCEAN HABITATS; SEAWATER;

CHEMICAL COMPOSITIONS; MARINE ORGANISMS; SEAWATER CHEMISTRIES;

SEAWATER EFFECTS;

CARBON; MAGNESIUM; MINERAL; SEA WATER;

ANIMAL; ARTICLE; BONE MINERALIZATION; CHEMISTRY; METABOLISM; SKELETON;

ANIMALS; CALCIFICATION, PHYSIOLOGIC; CARBON; MAGNESIUM; MINERALS; SEAWATER; SKELETON;

EID: 57349182502     PISSN: 00092665     EISSN: 15206890     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cr800233u     Document Type: Article

References (122)

1. Stanley, S. M.; Hardie, L. A. Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol. 1998, 144, 3-19.
2. Stanley, S. M. Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol. 2006, 232, 214-236.
3. Knoll, A. H. In Biomineralization; Dove, P. M., De Yoreo, J. J., Weiner, S., Eds.; Mineralogical Society of America: Washington, DC, 2003; Vol. 54.
4. Yates, K. K.; Robbins, L. L. Geochim. Cosmochim. Acta 1999, 63, 129-136.
5. Sandberg, P. A. Nature 1983, 305, 19-22.
6. Sandberg, P. A. Am. Geophys. Union Monogr. 1985, 32, 585-594.
7. Folk, R. L. J. Sediment. Petrol. 1974, 44, 40-53.
8. Berner, R. A. Geochim. Cosmochim. Acta 1975, 39, 489-504.
9. Füchtbauer, H.; Hardie, L. A. Geol. Soc. Am. Abstr. Programs 1976, 8, 877.
10. Füchtbauer, H.; Hardie, L. A. Int. Assoc. Sedimentol., Bochum 1980, 167-169.
11. Hardie, L. A. Geology 1996, 24, 279-283.
12. Demicco, R. V,; Lowenstein, T. C.; Hardie, L. A.; Spenser, R. J. Geology 2005, 33, 877-880.
13. Arvidson, R. S.; MacKenzie, F. T.; Guidry, M. Am. J. Sci. 2006, 306, 135-190.
14. Lowenstein, T. K.; Timofeeff, M. N.; Brennan, S. T.; Hardie, L. A.; Demicco, R. V. Science 2001, 294, 1086-1088.
15. Brennan, S.; Lowenstein, T. K. Geochim. Cosmochim. Acta 2002, 66, 2683-2700.
16. Horita, J.; Zimmermann, H.; Holland, H. D. Geochim. Cosmochim. Acta 2002, 66, 3733-3756.
17. Lowenstein, T. K.; Hardie, L. A.; Timofeeff, M. N.; Demicco, R. V. Geology 2003, 31, 857-860.
18. Lowenstein, T. K.; Timofeeff, M. N.; Kovalevych, V. M.; Horita, J. Geochim. Cosmochim. Acta 2005, 69, 1701-1719.
19. Timofeeff, M. N.; Lowenstein, T. K.; da Silva, M. A. M.; Harris, N. B. Geochim. Cosmochim. Acta 2006, 70, 1977-1994.
20. Stanley, S. M.; Hardie, L. A. GSA Today 1999, 9, 2-7.
21. Lowenstam, H. A.; Weiner, S. On Biomineralization; Oxford University Press: New York, 1989.
22. Mann, S. Biomineralization: Principles and Concepts in Bioinorganic Materials Chemistry; Oxford University Press: Oxford, U.K., 2001.
23. Weiner, S.; Dove, P. M. Rev. Mineral. Geochem. 2003, 54, 1-29.
24. Bathurst, R. G. C. Carbonate Sediments and Their Diagenesis; Elsevier: Amsterdam, 1975.
25. Lasemi, Z.; Sandberg, P. A.; Boardman, P. A. Geology 1990, 18, 370-373.
26. Stehli, F. G. Science 1956, 123, 1031-1032.
27. Webb, G. E.; Sorauf, J. E. Geology 2002, 30, 415-418.
28. Dickson, J. A. D. J. Sediment. Res. 2004, 74, 355-365.
29. Ries, J. B. Geology, 2004, 32, 981-984.
30. Chave, K. E. J. Geol. 1954, 62, 266-283.
31. Stanley, S. M.; Ries, J. B.; Hardie, L. A. Proc. Natl. Acad Sci. U.S.A. 2002, 99, 15323-15326.
32. Ries, J. B. Geochim. Cosmochim. Acta 2006, 70, 891-900.
33. Stanley, S. M.; Ries, J. B.; Hardie, L. A. Geology 2005, 33, 593-596.
34. Scholle, P. A. Am. Assoc. Pet. Geol. 1977, 61, 982-1009.
35. Sikes, C. S.; Roer, R. D.; Wilbur, K. M. Limnol. Oceanogr. 1980, 25, 248-261.
36. Winter, A.; Seisser, W. G. In Coccolithophores; Winter, A., Seisser, W. G., Eds.; Cambridge University Press: Cambridge, U.K., 1994.
37. Hulbert, E. M. Deep-Sea Res. 1967, 14, 685-690.
38. Hulbert, E. M. Bull. Mar. Sci. 1983, 33, 197-212.
39. Brand, L. E. In Coccolithophores; Winter, A., Siesser, W. G., Eds.; Cambridge University Press: Cambridge, U.K., 1994.
40. Brand, L. E. Limnol. Oceanogr. 1991, 36, 1756-1771.
41. Martin, J. H.; Coale, K. H.; Johnson, K. S.; Fitzwater, S. E.; Gordon, R. M.; Tanner, S. J.; Hunter, C. N.; Elrod, V. A.; Nowicki, J. L.; Coley, T. L.; Barber, R. T.; Lindley, S.; Watson, A. J.; Van Scoy, K.; Law, C. S.; Liddicoat, M. I.; Ling, R.; Stanton, T,; Stockel, J.; Collins, C.; Anderson, A.; Bidigare, R.; Ondrusek, M.; Latasa, M.; Millero, F. J.; Lee, K.; Yao, W.; Zhang, J. Z.; Friederich, G.; Sakamoto, C.; Chavez, F.; Buck, K.; Kolber, Z.; Greene, R.; Falkowski, P.; Chisolm, S. W.; Hoge, F.; Swift, R.; Yungel, J.; Turner, S.; Nightingale, P.; Hatton, A.; Liss, P.; Tindale, N. W. Nature 1994, 371, 123-129.
42. Franck, V. M.; Brzezinski, M. A.; Coale, K. H.; Nelson, D. M. Deep-Sea Res. 2000, 47, 3315-3338.
43. Davis, K. J.; Dove, P. M.; De Yoreo, J. J. Science 2002, 290, 1134-1137.
44. Nimer, N. A.; Merritt, M. J. J. Phycol. 1996, 32, 813-818.
45. Thierstein, H. R.; Geitenhauer, K. R.; Molfino, K. R. Geology 1977, 5, 400-404.
46. McIntyre, A. Deep-Sea Res. 1970, 17, 187-190.
47. Lowenstam, H. A.; Epstein, S. J. Geol. 1957, 65, 364-375.
48. deBeer, D.; Larkum, A. W. D. Plant, Cell and Environment. 2001, 24, 1209-1217.
49. Ries, J. B. J. Sediment. Res. 2006, 76, 515-523.
50. Ries, J. B. Paleobiology 2005, 31, 445-458.
51. Stanley, S. M. Geol. Soc. Am. Abstr Programs 2005, 37.
52. White, P. J.; Broadley, M. R. Ann. Botany 2003, 92, 487-511.
53. Mankiewicz, C. Coral Reefs 1988, 6, 271-279.
54. Elliott, G. F. Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol. 1984, 48, 163-169.
55. Bentov, S.; Erez, J. Geology 2005, 33, 841-844.
56. Wood, R. A. In The Early Evolution of Metazoa and the Significance of Problematic Taxa; Simonetta, A. M., Conway Morris, S., Eds.; Cambridge University Press: Cambridge, U.K., 1991.
57. Copper, P. SEPM Spec. Publ. 2002, 72, 181-238.
58. Kershaw, S. Oceanography: An Earth Science Perspective; Stanley Thornes: Cheltenham, U.K., 2000.
59. Mallamo, M. P.; Stearn, C. W. Geol. Soc. Am. Abstr. Programs 1991, 23, 164.
60. Rush, P. F.; Chafetz, H. S. J. Sediment. Petrol. 1991, 61, 364-369.
61. Veizer, J.; Wendt, J. Neues Jahrb. Geol. Palaontol. 1976, 22, 558-573.
62. Reitner, J. Geobios 1987, 20, 571-589.
63. Hartman, W. D. Sedimenta 1980, VIII, 193-214.
64. Maliva, R. G.; Knoll, A. H.; Siever, R. Palaios 1990, 4, 519-532.
65. Maldonado, M.; Carmona, M. C.; Uriz, M. J.; Cruzado, A. Nature 1999, 401, 785-788.
66. Cuif, J. P.; Dauphin, Y.; Doucet, J.; Gautret, P.; Zibrowius, H. Geochim. Cosmochim. Acta 1999, 67, 75-83.
67. Ries, J. B.; Stanley, S. M.; Hardie, L. A. Geology 2006, 34, 525-528.
68. Cohen, A. L.; McConnaughey, T. A. In Biomineralization; Dove, P. M., De Yoreo, J. J., Weiner, S., Eds.; Reviews in Mineralogy and Geochemistry, Vol. 54; Mineralogical Society of America: Washington, DC, 2003.
69. Stolarski, J.; Meibom, A.; Przenioslo, R.; Mazur, M. Science 2007, 318, 92-94.
70. Steuber, T. Geology 2002, 30, 259-262.
71. Pochon, X.; Montoya-Burgos, J. I.; Stadelmann, B.; Pawlowski, J. Mol. Phylogenet. Evol. 2006, 38, 20-30.
72. Rucker, J. B.; Carver, R. E. J. Paleontol. 1969, 43, 791-799.
73. Boardman, R. S.; Cheetham, A. H. In Fossil Invertebrates; Boardman, R. S., Rowell, A. H., Eds.; Blackwell Scientific Publications: Palo Alto, CA, 1987.
74. Railsbeck, L. B. Geology 1993, 21, 703-706.
75. Wilbur, K. M. In Chemical Zoology; Florkin, M., Scheer, B. T., Eds.; Academic Press: San Diego, CA, 1972; Vol. 7.
76. Lorens, R. B.; Bender, M. L. Nature 1977, 269, 793-794.
77. Lorens, R. B.; Bender, M. L. Geochim. Cosmochim. Acta 1980, 44, 1265-1278.
78. Addadi, L.; Moradian, J.; Shay, E.; Maroudas, N. G.; Weiner, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 2732-2736.
79. Belcher, A. M.; Wu, X. H.; Christensen, R. J.; Hansma, P. K.; Stucky, G. D.; Morse, D. E. Nature 1996, 381, 56-58.
80. Falini, G.; Albeck, S.; Weiner, S.; Addadi, L. Science 1996, 271, 67-69.
81. Manoli, F.; Koutsopoulos, S.; Dalas, E. J. Cryst. Growth 1997, 182, 116-124.
82. Thompson, J. B.; Paloczi, G. T.; Kindt, J. H.; Michenfelder, M.; Smith, B. L.; Stucky, G. D.; Morse, D. E.; Hansma, P. K. Biophys. J. 2000, 79, 3307-3312.
83. Weiss, I. M.; Tuross, N.; Addadi, L.; Weiner, S. J. Exp. Zool. 2002, 293, 478-491.
84. Marxen, J. C.; Niimtz, M.; Becker, W.; Mann, K. J. Molluscan Stud. 2003, 69, 113-121.
85. Crenshaw, M. A. Biol. Bull. 1972, 143, 506-512.
86. Mount, A. S.; Wheeler, A. P.; Paradkar, R. P.; Snider, D. Science 2004, 304, 297-300.
87. Checa, A. G.; Jiménez-López, C.; Rodríguez-Navarro, A.; Machado, J. P. Mar. Biol. 2007, 150, 819-827.
88. Beniash, E.; Aizenberg, J.; Addadi, L.; Weiner, S. Proc. R. Soc. London 1997, 264, 461-465.
89. Politi, Y.; Arad, T.; Klein, E.; Weiner, S.; Addadi, L. Science 2004, 306, 1161-1164.
90. Weiner, S.; Sagi, I.; Addadi, L. Science 2005, 309, 1027-1028.
91. James, N. P.; Taylor, P. D.; Bone, Y.; Kuklinski, P.; Kyser, T. K. Geol. Soc. Am. Abstr. Programs 2008, 40.
92. Brennan, S.; Lowenstein, T. C.; Horita, J. Geology 2004, 32, 473-476.
93. Bergstrom, J. In Early Life on Earth; Bengton, S., Ed.; Columbia University Press: New York, 1994; Vol. 84.
94. Porter, S. M. Science 2007, 316, 302.
95. Martin, R. E. Global Planet. Change 1995, 11, 1-23.
96. Stanley, G. D. Earth Sci. Rev. 2003, 69, 195-225.
97. Wood, R. A. Biology and Revised Systematics of Some Late Mesozoic Stromatoporoids; Palaeontological Association: London, 1987.
98. Iglesias-Rodriquez, M. D.; Halloran, P. R.; Rickaby, R. E. M.; Hall, I. R.; Colmenero-Hidalgo, E.; Gittins, J. R.; Green, D. R. H.; Tyrell, T.; Gibbs, S. J.; von Dassow, P.; Rehm, E.; Armbrust, E. V.; Boessenkool, K. P. Science 2008, 320, 336-340.
99. Ware, J. R.; Smith, S. V.; Reakakudla, M. L. Coral Reefs 1992, 11, 127-130.
100. Milliman, J. D. Global Biogeochem. Cycles 1993, 7, 927-957.
101. Riebesell, U.; Zondervan, I.; Rost, B.; Tortell, P. D.; Zeebe, R. E.; Morel, F. M. M. Nature 2000, 407, 364-367.
102. Zondervan, I.; Zeebe, R. E.; Rost, B.; Riebesell, U. Global Biogeochem. Cycles 2001, 15, 507-516.
103. Langer, G.; Geisen, M.; Baumann, K.-H.; Kläs, J.; Riebesell, U.; Thoms, S.; Young, J. R. Geochem., Geophys., Geosyst. 2006, 7, Q09006.
104. Spero, H.; Bijma, J.; Lea, D. W.; Bemis, B. E. Nature 1997, 390, 497-500.
105. Bijma, J.; Spero, H.; Lea, D. W. In Uses of Proxies in Paleoceanography: Examples from the South Atlantic; Fischer, G., Wefer, G., Eds.; Springer: 1999.
106. Barker, S.; Elderfield, H. Science 2002, 297, 833-836.
107. Marubini, F.; Thake, B. Limnol. Oceanogr. 1999, 44, 716-720.
108. Marubini, F.; Ferrier-Pages, C.; Cuif, J. P. Proc. R. Soc. London 2003, 270, 179-184.
109. Renegar, D. A.; Riegl, B. M. Mar. Ecol.: Prog. Ser. 2005, 293, 69-76.
110. Langdon, C.; Takahashi, T.; Sweeney, C.; Chipman, D.; Goddard, J.; Marubini, F.; Aceves, H.; Barnett, H.; Atkinson, M. J. Global Biogeochem. Cycles 2000, 14, 639-654.
111. Leclercq, N.; Gattuso, J. P.; Jaubert, J. Limnol. Oceanogr. 2002, 47, 558-564.
112. Demicco, R. V.; Lowenstein, T. C.; Hardie, L. A. Geology 2003, 31.
113. Royer, D. L. Geochim. Cosmochim. Acta 2006, 70, 5665-5675.
114. Broecker, W. S.; Lynch-Stieglitz, J.; Clark, E.; Hajdas, I.; Bonani, G. Geochem., Geophys., Geosyst. 2001, 2, 2001GC000177.
115. Broecker, W. S.; Peng, T.-H. Global Biogeochem. Cycles 1987, 1, 15-29.
116. Barker, S.; Higgins, J. A.; Elderfield, H. Philos. Trans. R. Soc. London 2003, 361, 1977-1999.
117. Glynn, P. W. Coral Reefs 1993, 12, 1-17.
118. Kleypas, J.; Buddemeier, R. W.; Archer, D.; Gattuso, J. P.; Langdon, C.; Opdyke, B. N. Science 1999, 284, 118-120.
119. ostrander, g. k.; armstrong, k. m.; knobbe, e. t.; gerace, d.; scully, e. p. proc. natl. acad. sci. u.s.a. 2000, 97, 5297-5302.
120. Hughes, T. P.; Baird, A. H.; Bellwood, D. R.; Card, M.; Connolly, S. R.; Folke, C.; Grosberg, R.; Hoegh-Guldberg, O.; Jackson, J. B. C.; Kleypas, J.; Lough, J. M.; Marshall, P.; Nyström, M.; Palumbi, S. R.; Pandolfi, J. M.; Rosen, B.; Roughgarden, J. Science 2003, 301, 929-933.
121. Feely, R. A.; Sabine, C. L.; Lee, K.; Berelson, W.; Kleypas, J.; Fabry, V. J.; Millero, F. J. Science 2004, 305, 362-366.
122. Kooistra, W. H. C. F.; Coppejans, G. G.; Payri, C. Molecular Phylogenetics and Evolution 2002, 24, 121-138.