Evo pitanja o pilićima i jajima koje možda niste čuli prije: Kako je moguće da se jaje tako teško može razbiti izvana, a opet tako lako da će se mala mala pilić izbiti iznutra?
Teško je raspasti pitanje. Smatra se da se jajašca mijenjaju kako pilić raste unutra. Kako se stvorenje razvija, dijelovi unutarnje ljuske jaja se rastvaraju i neizrazita ptica ugrađuje dio tog kalcija u svoje kosti. No, ostalo je nejasno kako je taj proces utjecao na mikrostrukturu jajeta. Kao što Nicola Davis iz The Guardiana izvještava, novo istraživanje u časopisu Science Advances sugerira da je riječ o nanostrukturi jajašca i kako se ona razvija kod rastućeg stvorenja iznutra.
Kako bi razriješili misteriju i proučavali strukture jaja, istraživači sa Sveučilišta McGill upotrijebili su novu zraku s fokusiranim ionima koja im je omogućila rezanje izuzetno tankih dijelova školjke, navodi se u priopćenju za javnost. Zatim su analizirali ove tanke presjeke pomoću elektronskog mikroskopa za proučavanje strukture ljuske.
Tim je pregledao školjke oplođenih jajašaca koja se inkubira 15 dana i uspoređivale su ga s neplodnim jajima. Kako izvještava Laurel Hamers iz ScienceNews- a, otkrili su da je ključ čvrstine jajašca u stvaranju mikrostrukture, vođenih proteinima na mjestu. Svoju analizu usredotočili su na jedan protein nazvan osteopontin, koji se nalazi u cijeloj ljusci i za koji se vjeruje da je od vitalne važnosti u organizaciji mineralne strukture.
Kao što objašnjava Davis, čini se da osteopontin djeluje kao "skela" koja upravlja strukturom i gustoćom minerala u ljusci, posebno kalcija. U razvijenom jajetu su minerali u vanjskom sloju školjke gusto pakirani i bogati osteopontinom. Ali unutarnji slojevi jaja imaju različitu nanostrukturu koja ima manje osteopontina i manju gustoću mineralnog pakiranja.
U neinkubiranim jajima nanostruktura se nije promijenila. No, čini se da se u oplođenim i inkubiranim jajima struktura unutarnjeg jajeta vremenom mijenjala. Kalcij se prenosio pilićima, a unutrašnjost školjke je slabila, što je omogućilo da se životinja probije. Unutarnja ljuska također je postala lomljivija, za koju istraživači vjeruju da pruža veću površinu za kemijske reakcije koje piliće oslobađaju kalcij.
"Svi misle da su ljuske jaja krhke - (kad smo oprezni, hodamo po ljusci jaja" - ali u stvari, zbog njihove su tankoće oni izuzetno snažni, tvrđi od nekih metala ", kaže Davis, koautor Marc McKee iz McGilla. "Sada stvarno razumijemo na gotovo molekularnoj skali kako se sastavlja ljuska jajeta i kako se rastvara."
Kako izvještava Hamers, osteopontin vjerojatno narušava pravilno stvaranje kalcijevih kristala u ljusci, stvarajući jaču ljusku. U nano-skali, unošenje proteina sprječava stvaranje glatke, jednolike kristalne strukture. Umjesto toga, uzrokuje da struktura bude gušća, što jača vanjsku ljusku. To je razlog zašto pukotina u jajetu tvori cik-cak uzorak, a ne da se otvori čisto - loma mora pronaći slabe točke na putu kroz isklesanu kristalnu strukturu.
Da bi testirao svoja otkrića, Davis izvještava da je tim stvorio vlastitu zamjenu za ljuske jajašca u laboratoriju, sa i bez osteopontina. "Ako ne unesete protein u epruvetu, dobit ćete veliki džinovski kristal kalcita [kalcijev karbonat] kakav ćete naći u muzeju, " McKee kaže Davisu. "Ako ubacite protein, on usporava proces, on se ugrađuje u taj kristal i on stvara vrlo slična svojstva nanostrukture u tim sintetičkim kristalima i oni imaju povećanu tvrdoću."
Poznavanje strukture nanocjevčice jaja moglo bi dovesti do novih vrsta materijala, kaže Lara Estroff, Cornellova inženjerka koja nije bila uključena u studiju, javlja Hamers. Istraživači misle da bi to čak moglo poboljšati sigurnost hrane za jaja. Oko 10 do 20 posto pilećih jaja pukne u prijevozu, navodi se u priopćenju za javnost, što bi moglo dovesti do kontaminacije salmonelom. Razumijevanje zašto su neka jaja jača od drugih mogla bi pomoći uzgoju pilića s jačim jajima.
