i miljontals år har fåglar utvecklats för att göra det perfekta äggskalet. Men hur är äggskal så starka?
av Kate Stone
den som har försökt pressa ett kycklingägg från början till slut vet hur starka äggskal är. Inte mycket i naturen mineraliserar så snabbt som ett fågelägg. Hur kommer det sig att befruktade kycklingägg lyckas motstå sprickor från utsidan medan de samtidigt kan brytas upp från insidan av en liten kyckling? Det är allt i äggskal nanostrukturen, enligt en ny studie ledd av McGill University-forskare och publicerad i tidskriften Science Advances.
i miljontals år har fåglar utvecklats för att göra det perfekta äggskalet. Resultatet är en tunn, skyddande, biomineraliserad tillväxtkammare som innehåller alla näringsämnen som krävs för utvecklingen av en fågelunge. Skalet är inte för starkt, inte för svagt och motstår att bryta tills det är dags för kläckning.
hur är skal så perfekta?
för att ta reda på det tog ett team av forskare från flera olika områden, inklusive teknik och tandvård, en mycket nära titt på molekylär nanostruktur och mekaniska egenskaper hos det otroliga ägget.
”äggskal är notoriskt svåra att studera med traditionella medel, eftersom de lätt bryts när vi försöker göra en tunn skiva för avbildning genom elektronmikroskopi”, säger Marc McKee från McGill University.
” tack vare ett nytt fokuserat jonstrålesnittningssystem som nyligen erhållits av McGills anläggning för Elektronmikroskopiforskning kunde vi noggrant och tunt skära provet och avbilda det inre av skalet.”
det visar sig att äggskal är gjorda av både oorganiskt och organiskt material. De innehåller kalciumhaltiga mineraler och rikliga proteiner. Den fantastiska styrkan hos ägg kommer från ett nanostrukturerat mineral associerat med osteopontin, ett protein som också finns i sammansatta biologiska material som våra ben.
inuti otroliga äggskal
när de först läggs och under ruvning är äggskal tillräckligt hårda för att skydda dem från brott. När kycklingen växer inuti ägget behöver den kalcium för att bilda sina ben. Den växande kycklingen får det kalciumet från sitt skal. Under ägginkubation upplöses den inre delen av skalet för att ge denna mineraljontillförsel samtidigt som det försvagar skalet tillräckligt för att brytas av kläckningsfågeln.
i andra experiment kunde forskarna återskapa en nanostruktur som liknar den som de upptäckte i äggskal genom att tillsätta osteopontin till mineralkristaller odlade i labbet.
denna forskning finansierades av bidrag från Natural Sciences and Engineering Research Council och Canadian Institutes of Health Research.
relaterade: Kolisotop anomali i djuphavet
