przez miliony lat ptaki ewoluowały, aby stworzyć idealną skorupkę jajka. Ale dlaczego skorupki jaj są tak silne?
autor: Kate Stone
każdy, kto próbował wycisnąć jajko kurze od końca do końca, wie, jak silne są skorupki jaj. Niewiele w przyrodzie mineralizuje tak szybko jak ptasie jajo. Jak to się dzieje, że zapłodnione jaja kurze są odporne na pękanie z zewnątrz, a jednocześnie mogą zostać otwarte od wewnątrz przez maleńkie pisklę? To wszystko w nanostrukturze skorupki jaja, zgodnie z nowym badaniem prowadzonym przez naukowców z Uniwersytetu McGilla i opublikowanym w czasopiśmie Science Advances.
od milionów lat ptaki ewoluują, aby stworzyć idealną skorupkę jaja. Rezultatem jest cienka, ochronna, biomineralizowana komora wzrostu, która zawiera wszystkie składniki odżywcze niezbędne do rozwoju małego ptaka. Skorupka nie jest zbyt mocna, nie za słaba i odporna na pękanie, dopóki nie nadejdzie czas wylęgu.
dlaczego muszle są tak doskonałe?
aby się tego dowiedzieć, zespół naukowców z kilku różnych dziedzin, w tym inżynierii i stomatologii, przyjrzał się bardzo dokładnie nanostrukturze molekularnej i właściwościom mechanicznym niesamowitego jaja.
„skorupki jaj są notorycznie trudne do badania tradycyjnymi metodami, ponieważ łatwo się łamią, gdy próbujemy zrobić cienki plasterek do obrazowania za pomocą mikroskopii elektronowej”, mówi Marc McKee z McGill University.
„dzięki nowemu systemowi segmentacji wiązki jonów uzyskanemu niedawno przez McGill’ s Facility for Electron Microscopy Research, byliśmy w stanie dokładnie i cienko wyciąć próbkę i zobrazować wnętrze powłoki.”
okazuje się, że skorupki jaj zbudowane są zarówno z materii nieorganicznej, jak i organicznej. Zawierają minerały zawierające wapń i obfite białka. Niesamowita siła jaj pochodzi z nanostrukturalnego minerału związanego z osteopontyną, białkiem występującym również w złożonych materiałach biologicznych, takich jak nasze kości.
wewnątrz niesamowitych skorupek jaj
po pierwszym złożeniu i podczas rozmyślania skorupki są wystarczająco twarde, aby chronić je przed złamaniem. Gdy pisklę rośnie wewnątrz jaja, potrzebuje wapnia, aby utworzyć jego kości. Rosnące pisklę otrzymuje wapń z muszli. Podczas inkubacji jaj, wewnętrzna część skorupki rozpuszcza się, aby zapewnić dostarczanie jonów mineralnych, jednocześnie osłabiając skorupkę na tyle, aby została złamana przez wylęgającego się ptaka.
w innych eksperymentach naukowcy byli w stanie odtworzyć nanostrukturę podobną do tej, którą odkryli w skorupkach jaj, dodając osteopontynę do kryształów mineralnych hodowanych w laboratorium.
badania te zostały sfinansowane z grantów z Natural Sciences and Engineering Research Council i kanadyjskich instytutów badań nad zdrowiem.
podobne: Anomalia izotopów węgla w głębinach morskich
