Ето въпрос за пилета и яйца, които може би не сте чували преди: Как е възможно едно яйце да бъде толкова трудно да се счупи отвън, но все пак толкова лесно, че слабата малка мацка може да кълве отвътре?
Труден въпрос е да се пропука. Смята се, че яйчните черупки се променят, докато мацката расте вътре. Докато съществото се развива, части от вътрешната черупка на яйцата се разтварят и размитата малка птичка включва част от този калций в костите си. Но не беше ясно как този процес влияе върху микроструктурата на яйчната черупка. Както съобщава Никола Дейвис от The Guardian, ново проучване в Science Advance предполага, че всичко е свързано с наноструктурата на яйцето и как се развива с растящото същество вътре.
За да разгадаят мистерията и да изучат структурите на яйцата, изследователите от университета Макгил използват нов лъч с фокусиран йон, който им позволява да изрежат изключително тънки участъци от черупки, според съобщение в прессъобщението. След това те анализираха тези тънки участъци с помощта на електронен микроскоп за изследване на структурата на обвивката.
Екипът изследва черупките на оплодените яйца, инкубирани в продължение на 15 дни и сравнява тази с неоплодени яйца. Както съобщава Лоръл Хамерс от ScienceNews, те откриха, че ключът към здравината на яйцата изглежда е образуването на микроструктури, ръководени на мястото им от протеини. Те съсредоточиха анализа си върху един конкретен протеин, наречен остеопонтин, който се намира в цялата обвивка и се смята, че е жизненоважен за организацията на минералната структура.
Както обяснява Дейвис, остеопонтинът изглежда действа като "скеле", което ръководи структурата и плътността на минералите в черупката, в частност на калция. В развито яйце минералите във външния слой на черупката са плътно опаковани и богати на остеопонтин. Но вътрешните яйчни слоеве имат различна наноструктура, която има по-малко остеопонтин и по-ниска плътност на минералните опаковки.
При неинкубираните яйца наноструктурата не се промени. Но в оплодените и инкубирани яйца структурата на вътрешното яйце изглежда се променя с времето. Калцият се прехвърля върху пилетата, а вътрешността на черупката става по-слаба, което улеснява пробиването на съществото. Вътрешната обвивка също се превърна в неравномерно, което според изследователите осигурява повече повърхност за химически реакции, които отделят калций на пилетата.
"Всички мислят, че яйчените черупки са крехки - [когато] внимаваме, ние ходим по черупките на яйцата", но всъщност, за тяхната тънкост те са изключително силни, по-твърди от някои метали ", казва съавторът Марк Макки от McGill пред Дейвис. "Наистина разбираме в почти молекулярния мащаб как се сглобява черупка от яйца и как се разтваря."
Както съобщава Хамерс, остеопонтинът вероятно нарушава правилното образуване на калциеви кристали в черупката, създавайки по-здрава обвивка. При наноразмер, въвеждането на протеина предотвратява образуването на гладка, еднородна кристална структура. Вместо това, тя кара структурата да бъде по-нестабилна, което укрепва външната обвивка. Това е причината една пукнатина в яйцето да образува зигзагообразен модел, вместо да се разруши чисто - почивката трябва да намери слаби места по пътя си през скандалната кристална структура.
За да тества своите открития, Дейвис съобщава, че екипът е създал свой заместител на яйчни черупки в лабораторията, със и без остеопонтин. „Ако не сложите протеина в епруветката, получавате голям гигантски кристал от калцит [калциев карбонат], какъвто бихте намерили в музей“, казва Макки на Дейвис. "Ако хвърлите протеина, той забавя процеса, той се вгражда вътре в този кристал и той генерира много подобно свойство наноструктура в тези синтетични кристали и те имат повишена твърдост."
Познаването на наноразмерната структура на яйцето може да доведе до нови видове материали, казва Лара Естроф, инженер от Корнел, който не е участвал в изследването, съобщава Хамерс. Изследователите смятат, че това може дори да подобри безопасността на храните за яйца. Около 10 до 20 процента от пилешките яйца се напукват в транспорта, според прессъобщението, което може да доведе до замърсяване със салмонела. Разбирането защо някои яйца са по-силни от други, би могло да помогне за отглеждането на пилета с по-твърди яйца.
