Siin on küsimus kanade ja munade kohta, millest te pole võib-olla varem kuulnud: Kuidas on nii, et muna võib olla nii raske murda väljastpoolt, kuid samas on nõrgal väikesel tibul nii lihtne seestpoolt läbi nokkida?
See on raske küsimus. Arvatakse, et munakoored muutuvad, kui tibu sees kasvab. Olendi arenedes lahustuvad sisemise munakoori osad ja hägune väike lind lisab osa sellest kaltsiumist oma luudesse. Kuid jäi ebaselgeks, kuidas see protsess munaraku mikrostruktuuri mõjutas. Nagu Nicola Davis ajakirjas The Guardian teatab, viitab Science Sciencesi uus uuring, et see kõik seisneb muna nanostruktuuri ja selle kujunemises koos kasvava olendiga sees.
Müsteeriumi lahti mõtestamiseks ja munade struktuuride uurimiseks kasutasid McGilli ülikooli teadlased uut fokuseeritud ioonkiirt, mis võimaldas neil lõigata äärmiselt õhukesed koore lõigud, seisab pressiteates. Seejärel analüüsisid nad õhukesi lõike, kasutades elektronmikroskoopi, et uurida kesta struktuuri.
Töörühm uuris viljastatud munade kesta, mida oli inkubeeritud 15 päeva, ja võrreldi seda viljastatud munadega. Nagu Laurel Hamers ajakirjas ScienceNews teatas, avastasid nad, et munade sitkuse võti näib olevat mikrostruktuuride moodustumine, mida juhendavad valgud. Nad keskendusid oma analüüsis ühele konkreetsele valgule nimega osteopontiin, mida leidub kogu koores ja mis arvatakse olevat mineraalstruktuuri korraldamisel ülioluline.
Nagu Davis selgitab, näib osteopontiin toimivat "karkassina", mis juhib koore mineraalide, eriti kaltsiumi, struktuuri ja tihedust. Arenenud munas on koore väliskihis olevad mineraalid tihedalt pakitud ja rikas osteopontiiniga. Kuid munade sisemistel kihtidel on erinev nanostruktuur, millel on vähem osteopontiini ja madalama mineraalpakendi tihedus.
Inkubeerimata munades nanostruktuur ei muutunud. Viljastatud ja inkubeeritud munades näis aga sisemise muna struktuur aja jooksul muutuvat. Kaltsium kanti tibudesse ja koore sisekülg muutus nõrgemaks, muutes kriitika kergemaks läbi pragunemise. Samuti muutus sisemine kest konarlikumaks, mis teadlaste arvates annab tibudele kaltsiumi eraldavate keemiliste reaktsioonide suurema pindala.
"Kõik arvavad, et munakoored on habras - [kui] oleme ettevaatlikud, käime munakooridel kõndimas -, aga tegelikult on nende kõhnus äärmiselt tugev ja kõvem kui mõnel metallil, " räägib McGilli kaasautor Marc McKee Davisile. "Me mõistame nüüd peaaegu molekulaarses mõõtkavas, kuidas munakoor kokku pannakse ja kuidas see lahustub."
Nagu Hamers teatas, häirib osteopontiin tõenäoliselt kestas kaltsiumkristallide korrapärast moodustumist, luues tugevama kesta. Nanomõõtmetes takistab valgu sisseviimine sujuva, ühtlase kristallstruktuuri teket. Selle asemel põhjustab see struktuuri ebakorrektsemat, mis tugevdab välimist kesta. See on põhjus, miks muna lõhe moodustab siksakilise mustri, selle asemel, et see korralikult lahti murda - murdmisel tuleb leida läbi nõrgunud kristallstruktuuri nõrgad kohad.
Nende avastuste kontrollimiseks lõi Davis, et meeskond lõi laboris oma munakoori aseaine koos osteopontiiniga ja ilma. "Kui te ei lisa valku katseklaasi, saate suure hiiglasliku kaltsiidi [kaltsiumkarbonaadi] kristalli nagu muuseumist leida, " räägib McKee Davis'ile. "Kui viskate valku sisse, aeglustab see protsessi, kinnistub selle kristalli sisse ja tekitab nendes sünteetilistes kristallides väga sarnase nanostruktuuri omaduse ja nende kõvadus on suurenenud."
Muna nanoskaala struktuuri tundmine võib viia uut tüüpi materjalideni, ütles Cornelli insener Lara Estroff, kes uuringuga ei tegelenud, teatab Hamers. Teadlaste arvates võib see munade toiduohutust isegi parandada. Pressiteate kohaselt lõheneb veos umbes 10 kuni 20 protsenti kanamunadest, mis võib põhjustada salmonellaga saastumist. Mõistmine, miks mõned munad on teistest tugevamad, võiks aidata kanadel aretada karmimate munadega.
