Tukaj je vprašanje o piščancih in jajcih, ki jih morda še niste slišali: kako je mogoče, da se jajce tako težko razbije od zunaj, a tako enostavno, da lahko šibek mali piščanček pokuka od znotraj?
To je težko vprašanje. Menijo, da se jajčne lupine spreminjajo, ko piščanec raste v notranjosti. Ko se bitje razvija, se deli notranje jajčne lupine raztopijo in mehka ptica vgradi del tega kalcija v svoje kosti. Toda še vedno ni jasno, kako je ta postopek vplival na mikrostrukturo jajčne lupine. Kot poroča Nicola Davis iz The Guardian, nova študija Science Advances kaže, da gre za nanostrukturo jajčeca in kako se razvija pri rastočem bitju v notranjosti.
Za razkritje skrivnosti in preučevanje jajčnih struktur so raziskovalci z univerze McGill uporabili nov snop s fokusiranim ionom, ki jim je omogočil rezanje izjemno tankih odsekov lupine, piše v sporočilu za javnost. Nato so analizirali te tanke odseke z uporabo elektronskega mikroskopa za preučevanje strukture lupine.
Skupina je pregledala lupine oplojenih jajc, ki so bile inkubirane 15 dni, in primerjala z neoplonjenimi jajci. Kot poroča Laurel Hamers iz ScienceNews, so odkrili, da je ključ do žilavosti jajc v tem, da nastanejo mikrostrukture, ki jih vodijo njihovi proteini. Svojo analizo so osredotočili na en protein, imenovan osteopontin, ki ga najdemo po celotni lupini in naj bi bil pomemben pri organizaciji mineralne strukture.
Kot pojasnjuje Davis, se zdi, da osteopontin deluje kot "ogrodje", ki vodi strukturo in gostoto mineralov v lupini, zlasti kalcija. V razvitem jajcu so minerali v zunanji plasti lupine gosto pakirani in bogati z osteopontinom. Toda notranje jajčne plasti imajo drugačno nanostrukturo, ki ima manj osteopontina in nižjo gostoto pakiranja mineralov.
V neinkubiranih jajcih se nanostruktura ni spremenila. Toda v oplojenih in inkubiranih jajčecih se je struktura notranjega jajčeca sčasoma spreminjala. Kalcij se je prenašal na piščance, notranjost lupine pa je postajala šibkejša, kar je bistveno olajšalo, da se jeclja prebil. Tudi notranja lupina je postala branik, za katero raziskovalci verjamejo, da zagotavlja več površine za kemične reakcije, ki piščancem sproščajo kalcij.
"Vsi mislijo, da so lupine jajc krhke ([ko] smo previdni, hodimo po lupinah jajc), toda v resnici so za njihovo tankost izjemno močni, trši od nekaterih kovin, " je za Davis povedal soavtor Marc McKee iz McGilla. "Na skoraj molekularnem merilu zdaj razumemo, kako je sestavljena jajčna lupina in kako se raztopi."
Kot poroča Hamers, osteopontin verjetno moti pravilno tvorbo kalcijevih kristalov v lupini, kar ustvarja močnejšo lupino. V nanoskali vnos beljakovine prepreči nastanek gladke, enotne kristalne strukture. Namesto tega povzroči, da je struktura bolj napak, kar krepi zunanjo lupino. To je razlog, da razpoka v jajcu tvori cikcak vzorec, namesto da bi se čisto odprl - prelom mora najti šibke točke na svoji poti skozi raztreseno kristalno strukturo.
Davis preizkuša svoje ugotovitve in poroča, da je ekipa v laboratoriju ustvarila svoj nadomestek jajčne lupine, z osteopontinom in brez njega. "Če v epruveto ne vložite beljakovin, dobite velik velikanski kristal kalcita [kalcijev karbonat], kot bi ga našli v muzeju, " McKee pove Davisu. "Če vstavite beljakovine, upočasni postopek, se vdela v notranjost tega kristala in v teh sintetičnih kristalih ustvari zelo podobno lastnost nanostrukture in imajo povečano trdoto."
Poznavanje nanoskastne strukture jajčeca bi lahko privedlo do novih vrst materialov, pravi Lara Estroff, Cornellova inženirka, ki ni bila vključena v raziskavo, poroča Hamers. Raziskovalci menijo, da bi lahko celo izboljšala varnost hrane za jajca. Glede na sporočilo za javnost v prometu poči približno 10 do 20 odstotkov piščančjih jajc, kar bi lahko privedlo do kontaminacije s salmonelo. Razumevanje, zakaj so nekatera jajca močnejša od drugih, bi lahko pomagala pri vzreji piščancev s trdnejšimi jajci.
