al miljoenen jaren evolueren vogels om de perfecte eierschaal te maken. Maar hoe zijn eierschalen zo sterk?
door Kate Stone
iedereen die geprobeerd heeft een kippenei van begin tot eind te persen, weet hoe sterk eierschalen zijn. Niet veel in de natuur mineraliseert zo snel als een vogelei. Hoe komt het dat bevruchte kippeneieren erin slagen om breuken van buitenaf te weerstaan, terwijl ze tegelijkertijd van binnenuit kunnen worden opengebroken door een klein kuiken? Het is allemaal in de eierschaal nanostructuur, volgens een nieuwe studie onder leiding van McGill University wetenschappers en gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances.Sinds miljoenen jaren evolueren vogels naar de perfecte eierschaal. Het resultaat is een dunne, beschermende, biomineraliseerde groeikamer die alle voedingsstoffen bevat die nodig zijn voor de ontwikkeling van een babyvogel. De schelp is niet te sterk, niet te zwak, en is bestand tegen breken totdat het tijd is om uit te komen.
hoe zijn schelpen zo perfect?
om erachter te komen, heeft een team van onderzoekers uit verschillende vakgebieden, waaronder techniek en tandheelkunde, de moleculaire nanostructuur en mechanische eigenschappen van de incredible egg grondig onderzocht.
“eierschalen zijn notoir moeilijk te bestuderen met traditionele middelen, omdat ze gemakkelijk breken wanneer we proberen om een dun plakje te maken voor beeldvorming door elektronenmicroscopie,” zegt Marc McKee van McGill University.
“dankzij een nieuw, onlangs door McGill’ s Facility for Electron Microscopy Research verkregen systeem voor het scheiden van gerichte ionenbundels, konden we nauwkeurig en dun het monster en het beeld van de binnenkant van de schaal snijden.”
het blijkt dat eierschalen gemaakt zijn van zowel anorganisch als organisch materiaal. Ze bevatten calciumhoudende mineralen en overvloedige eiwitten. De verbazingwekkende kracht van eieren komt uit een nanogestructureerd mineraal geassocieerd met osteopontine, een eiwit ook gevonden in samengestelde biologische materialen zoals onze botten.
in ongelooflijke eierschalen
wanneer ze voor het eerst worden gelegd en tijdens het broeden, zijn eierschalen hard genoeg om ze te beschermen tegen breuk. Als het kuiken in het ei groeit, heeft het calcium nodig om zijn botten te vormen. Het groeiende kuiken krijgt dat calcium uit zijn schil. Tijdens de ei-incubatie lost het binnenste gedeelte van de schaal op om deze minerale ionentoevoer te leveren, terwijl tegelijkertijd de schaal voldoende verzwakt wordt om door de broedvogel te worden gebroken.
in andere experimenten konden de onderzoekers een nanostructuur reconstrueren die vergelijkbaar was met die welke ze in eierschalen ontdekten door osteopontine toe te voegen aan minerale kristallen die in het lab werden gekweekt.
dit onderzoek werd gefinancierd door subsidies van de Natural Sciences and Engineering Research Council en de Canadian Institutes of Health Research.
gerelateerd: Koolstofisotoopanomalie in de diepzee
