蛋殼納米結構保護小雞並助其孵化

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【大紀元2018年04月08日訊】(大紀元記者陳曉編譯報導)當小雞在雞蛋裡孵化時,蛋殼的作用舉足輕重。堅硬的蛋殼就像一座堅實的城堡保護著小雞順利成長。可是當小雞孵化完畢要破殼而出時,它們又是如何打破蛋殼的呢?

加拿大的一組科學家近期在《科學進展》雜誌上發表文章說,通過研究蛋殼的納米結構,他們發現鳥類的蛋殼具有完美的構造。在小鳥孵化時,蛋殼具有足夠的堅硬度起到保護作用。而在小鳥成長的過程中,蛋殼的結構也在不斷發生變化,同時給小鳥提供生長必需的鈣質。最終在小鳥要破殼而出時,蛋殼的硬度也降到適當的程度,使小雞可以順利出來。

眾所周知,蛋殼大部份的重量都來源於碳酸鈣。同時還有上百種不同的蛋白,控制著碳酸鈣如何結晶。

為了深入研究蛋殼的微觀結構,科學家們使用聚焦離子束技術,把蛋殼橫切成非常薄的切片,並用電鏡和高分辨率的成像技術對其進行分析。他們發現,那些在低分辨率時看起來是整齊排列的碳酸鈣晶體,在高分辨率的電鏡下觀察,其實是雜亂無章的碎片。有的地方晶體緊密結實,而有的地方則疏鬆易碎。這種無規則的排列可以使蛋殼具有更強的韌性。同時也使蛋殼在破裂時會以鋸齒形的方式裂開。

科學家還發現,一種在骨骼和牙齒中都有的「骨橋蛋白」(osteopontin)會打亂碳酸鈣晶體的形成,從而調控蛋殼的厚度和堅硬度。在只有三分之一毫米厚的蛋殼中,根據骨橋蛋白的多少,其裡層和外層的結構也有所不同。裡層骨橋蛋白較少,晶體結構疏鬆。而外層蛋殼中骨橋蛋白密度更大,碳酸鈣的納米結構也更加緊密,蛋殼也更堅韌。

同時,隨著小雞不斷成長,內層蛋殼也不斷發生著溶解反應,釋放出蛋殼中的鈣質,供給小雞骨骼生長。隨著蛋殼不斷溶解,其質地也越來越粗糙,表面積越來越大,因此也為鈣質溶解提供了更多的反應空間。而在這個過程中,蛋殼也變的越來越薄,最終使小雞可以更容易的破殼而出。◇

責任編輯:朱涵儒

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