Εδώ είναι μια ερώτηση σχετικά με τα κοτόπουλα και τα αυγά που μπορεί να μην έχετε ακούσει πριν: Πώς είναι ότι ένα αυγό μπορεί να είναι τόσο δύσκολο να σπάσει από το εξωτερικό, όμως τόσο εύκολο για ένα αδύναμο μικρό γκόμενα να πεταχτεί από μέσα;
Είναι μια δύσκολη ερώτηση να σπάσουμε. Τα κελυφικά σκεύη πιστεύεται ότι αλλάζουν καθώς η γκόη μεγαλώνει μέσα. Καθώς το πλάσμα αναπτύσσεται, τμήματα του εσωτερικού κελύφους των αυγών διαλύονται και το ασαφές μικρό πουλί ενσωματώνει μερικά από αυτό το ασβέστιο στα οστά του. Αλλά παρέμεινε ασαφές πώς αυτή η διαδικασία επηρέασε τη μικροδομή του κελύφους αυγών. Τώρα, όπως αναφέρει ο Nicola Davis στο The Guardian, μια νέα μελέτη στο Science Advances δείχνει ότι πρόκειται για τη νανοδομή του αυγού και πώς αναπτύσσεται με το αναπτυσσόμενο πλάσμα μέσα.
Για να ξεδιπλώσουν τις δομές των μυστηρίων και των αυγών της μελέτης, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου McGill χρησιμοποίησαν μια νέα δέσμη εστιασμένων ιόντων που τους επέτρεψε να κόβουν εξαιρετικά λεπτά τμήματα κελύφους, σύμφωνα με δελτίο Τύπου. Στη συνέχεια αναλύθηκαν αυτά τα λεπτά τμήματα χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο για να μελετήσουν τη δομή του κελύφους.
Η ομάδα εξέτασε τα κελύφη των γονιμοποιημένων αυγών που επωάστηκαν για 15 ημέρες και συγκρίθηκε με τα ωοτοκία που χρησιμοποιήθηκαν. Όπως αναφέρει ο Laurel Hamers στο ScienceNews, ανακάλυψαν ότι το κλειδί για την ανθεκτικότητα των αυγών φαίνεται να είναι ο σχηματισμός μικροδομών, καθοδηγούμενων από πρωτεΐνες. Επικέντρωσαν την ανάλυσή τους σε μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη που ονομάζεται οστεοποντίνη, η οποία βρίσκεται σε όλο το κέλυφος και πιστεύεται ότι είναι ζωτικής σημασίας για την οργάνωση της ορυκτής δομής.
Όπως εξηγεί ο Ντέιβις, η οστεοποντίνη φαίνεται να δρα ως «ικρίωμα» που καθοδηγεί τη δομή και την πυκνότητα των ορυκτών στο κέλυφος, ιδιαίτερα το ασβέστιο. Σε ένα αναπτυγμένο αυγό, τα ορυκτά στο εξωτερικό στρώμα του κελύφους είναι πυκνά συσκευασμένα και πλούσια σε οστεοποντίνη. Αλλά τα εσωτερικά στρώματα αυγών έχουν διαφορετική νανοδομή, η οποία έχει λιγότερη οστεοποντίνη και χαμηλότερη πυκνότητα ορυκτών συσκευασιών.
Στα μη επωασμένα αυγά, η νανοδομή δεν άλλαξε. Αλλά στα γονιμοποιημένα και επωασμένα αυγά, η δομή του εσωτερικού αυγού φάνηκε να μετατοπίζεται με την πάροδο του χρόνου. Το ασβέστιο μεταφέρθηκε στις νεοσσοί και το εσωτερικό του κελύφους έγινε ασθενέστερο, καθιστώντας ευκολότερο το σκασμό να σπάσει. Το εσωτερικό κέλυφος έγινε επίσης πιο πυκνό, το οποίο οι ερευνητές πιστεύουν ότι παρέχει περισσότερη επιφάνεια για χημικές αντιδράσεις που απελευθερώνουν ασβέστιο στις νεοσσοί.
"Όλοι πιστεύουν ότι τα κελύφη των αυγών είναι εύθραυστα - όταν είμαστε προσεκτικοί, περπατάμε στα κελύφη των αυγών - αλλά στην πραγματικότητα, λόγω της λεπτότητάς τους, είναι εξαιρετικά ισχυροί, σκληρότεροι από μερικά μέταλλα", λέει ο Davis ο συνάδελφος Marc McKee του McGill. "Γνωρίζουμε τώρα σχεδόν σε μοριακή κλίμακα πώς συναρμολογείται ένα κελύφος και πώς διαλύεται".
Όπως αναφέρει ο Hamers, η οστεοποντίνη πιθανόν να διαταράξει τον ομαλό σχηματισμό κρυστάλλων ασβεστίου στο κέλυφος, δημιουργώντας ένα ισχυρότερο κέλυφος. Στη νανοκλίμακα, η εισαγωγή της πρωτεΐνης εμποδίζει τον σχηματισμό ομαλής, ομοιόμορφης κρυσταλλικής δομής. Αντ 'αυτού, η δομή είναι πιο ακανόνιστη, πράγμα που ενισχύει το εξωτερικό κέλυφος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μια ρωγμή σε ένα αυγό σχηματίζει ένα ζιγκ-ζαγκ μοτίβο αντί να σπάσει ανοιχτά καθαρά - το διάλειμμα πρέπει να βρει αδύνατα σημεία στο δρόμο του μέσω της κωδικοποιημένης κρυσταλλικής δομής.
Για να ελέγξουν τα ευρήματά τους, ο Davis αναφέρει ότι η ομάδα δημιούργησε το δικό τους υποκατάστατο αυγών στο εργαστήριο, με και χωρίς οστεοποντίνη. "Εάν δεν βάζετε την πρωτεΐνη στο δοκιμαστικό σωλήνα, θα πάρετε ένα μεγάλο γιγάντιο ασβεστίτη [ανθρακικό ασβέστιο] όπως θα βρείτε σε ένα μουσείο", λέει ο McKee Davis. "Εάν ρίξετε την πρωτεΐνη, επιβραδύνει τη διαδικασία κάτω, παίρνει ενσωματωμένο μέσα σε αυτό το κρύσταλλο και παράγει μια πολύ παρόμοια ιδιότητα νανοδομής σε αυτά τα συνθετικά κρύσταλλα και έχουν αυξημένη σκληρότητα".
Η γνώση της δομής νανοκλίμακας του αυγού θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέα είδη υλικών, λέει η Lara Estroff, μηχανικός του Cornell που δεν συμμετείχε στη μελέτη, αναφέρουν οι Hamers. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι θα μπορούσε να βελτιώσει ακόμη και την ασφάλεια των τροφίμων για τα αυγά. Περίπου το 10 με 20 τοις εκατό των αυγών κοτόπουλο ραγίζουν στη μεταφορά, σύμφωνα με το δελτίο Τύπου, η οποία θα μπορούσε να οδηγήσει σε μόλυνση από σαλμονέλα. Η κατανόηση του γιατί ορισμένα αυγά είναι ισχυρότερα από άλλα θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην αναπαραγωγή κοτόπουλων με αυστηρότερα αυγά.
