po miliony let se ptáci vyvíjejí, aby vytvořili dokonalou skořápku. Ale jak jsou skořápky tak silné?
od Kate Stone
každý, kdo se pokusil vytlačit kuřecí vejce od začátku do konce, ví, jak silné jsou skořápky. Ne moc v přírodě mineralizuje tak rychle jako ptačí vejce. Jak je možné, že oplodněná slepičí vejce dokáží odolat zlomenině zvenčí a zároveň mohou být zevnitř rozbita malým kuřetem? Podle nové studie vedené vědci z McGill University a zveřejněné v časopise Science Advances je to všechno ve skořápce nanostruktury.
po miliony let se ptáci vyvíjejí, aby vytvořili dokonalou skořápku. Výsledkem je tenká, ochranná biomineralizovaná růstová komora, která obsahuje všechny živiny potřebné pro vývoj dítěte. Skořápka není příliš silná, není příliš slabá a odolává lámání, dokud není čas na vylíhnutí.
jak jsou mušle tak dokonalé?
Chcete-li zjistit, tým vědců z několika různých oborů, včetně strojírenství a stomatologie, se velmi podrobně podíval na molekulární nanostrukturu a mechanické vlastnosti neuvěřitelného vejce.
„vaječné skořápky jsou notoricky obtížné studovat tradičními prostředky, protože se snadno rozbijí, když se pokusíme vytvořit tenký plátek pro zobrazování elektronovou mikroskopií,“ říká Marc McKee z McGill University.
„díky novému systému dělení paprsků zaměřeného na ionty, který nedávno získal McGill‘ s Facility for Electron Microscopy Research, jsme byli schopni přesně a tence snížit vzorek a zobrazit vnitřek pláště.“
ukázalo se, že skořápky jsou vyrobeny z anorganické i organické hmoty. Obsahují minerály obsahující vápník a bohaté bílkoviny. Úžasná síla vajec pochází z nanostrukturovaného minerálu spojeného s osteopontinem, proteinem, který se také nachází v kompozitních biologických materiálech, jako jsou naše kosti.
uvnitř neuvěřitelných skořápek
při prvním položení a během napjatosti jsou skořápky dostatečně tvrdé, aby je chránily před rozbitím. Jak kuřátko roste uvnitř vajíčka, potřebuje vápník k vytvoření kostí. Rostoucí kuřátko dostane tento vápník ze své skořápky. Během inkubace vajec se vnitřní část skořápky rozpouští, aby poskytla tento přísun minerálních iontů, a zároveň oslabila skořápku natolik, aby mohla být zlomena násadovým ptákem.
v jiných experimentech byli vědci schopni znovu vytvořit nanostrukturu podobnou té, kterou objevili ve skořápkách vajec přidáním osteopontinu k minerálním krystalům pěstovaným v laboratoři.
tento výzkum byl financován z grantů Rady pro přírodní vědy a technický výzkum a kanadských ústavů pro výzkum zdraví.
související: Anomálie izotopů uhlíku v hlubokém moři
