Реклама на портале
породыуходразведение покупки общениеконкурсы отдых литература энциклопедия
породыуходразведение покупки общениеконкурсы отдых литература энциклопедия
в мире животных
2003, № 3
2003, № 4
2003, № 6
2003, № 7
2008
2009
Бланк подписки
О журнале
№ 1, 2001
№ 10, 2000
№ 11-12, 2000
№ 2, 2001
№ 3, 2001
№ 7-8, 2000
№ 9, 2000
затерянный мир
между кошкой и собакой
чудеса
анекдоты
астрология
сонник
творчество читателей
охотничьи рассказы
animal_style
на досуге



на главную страницуновостикарта сайта пишите нам




   Поводок | Литература | "В мире животных" | 2003, № 3 |

  Яйцо — дом для зародыша



Константин Михайлов
кандидат биологических наук

В двух предыдущих номерах мы говорили о различных «обстоятельствах» развития яйца у яйцекладущих животных — амфибий, рептилий и птиц. Вы познакомились с такими странными явлениями как яйцеживорождение (у рептилий) и ложное живорождение (у амфибий), узнали, что не только птицы, но и рептилии строят разнообразные гнезда, дабы создать удобную «колыбель» для своего потомства. Но главное «обстоятельство» развития эмбриона — это само яйцо. Это и есть та ближайшая среда, в которой развивается эмбрион. Это его дом. И устроен он далеко не так просто, как может показаться на первый взгляд. Это чудо самоорганизации и саморазвития. Совершенный «механизм», из тех, что заставляли глубоко задуматься Чарлза Дарвина. Часто ли мы вспоминаем об этом, когда собираемся утром приготовить яичницу?

Любители птиц не устают восхищаться птичьими яйцами. Какое разнообразие в окраске! А форма? От почти сферической, как пинг-понговый шарик, до причудливо грушевидной. Наконец, размеры — от крошечного яйца колибри весом в один грамм до полуторакилограммового яйца африканского страуса. Вымершие же в пятнадцатом веке страусоподобные птицы эпиорнисы, жившие на острове Мадагаскар, откладывали яйца объемом до 7—10 литров. Такими яйцами вполне можно пользоваться как сосудами. Но это все, так сказать, внешние признаки. А что там, внутри яйца, и как оно «живет»? Чтобы познакомиться с этим, откроем холодильник и возьмем в руки обычное куриное яйцо, содержимое которого мы столько раз с аппетитом выскребывали ложечкой из его твердого «футляра», называемого скорлупой.

Разобьем скорлупу куриного яйца. Под скорлупой обнаруживаем плотную, как пергамент, белую пленку. Это подскорлуповая оболочка, та самая, что не позволяет нам обойтись одной чайной ложкой при «уничтожении» яйца за завтраком. Приходится расковыривать пленку вилкой или ножом, на худой конец пальцами. Под пленкой — студенистая масса белка, сквозь которую просвечивает желток. С желтка, собственно, все и начинается. Созревшая в яичнике птицы яйцеклетка, накопившая в себе желток (ее называют фолликулом), прорывает оболочку и выпадает в широкую воронку яйцевода, где происходит ее оплодотворение. Далее желток отправляется в долгий путь продолжительностью в 24 часа, за которые он поочередно покроется белком, растяжимой подскорлуповой оболочкой (даже двумя) и, наконец, твердой скорлупой. Как только скорлупа сформировалась, яйцо готово к тому, чтобы быть отложенным и начать самостоятельную жизнь. А жизнь эта не проста, так как развитие зародыша — сплошные проблемы.

Прежде всего для построения своего тела эмбриону необходимы строительный материал и энергия. В качестве стройматериалов выступают белки, углеводы и жиры, заключенные в желтке. Это своего рода «руда», из которой растущий организм черпает строительные кирпичики — аминокислоты и сахара. Из них он строит свои собственные белки и углеводы. Но чтобы строить, нужна энергия. «Топливом» выступают те же жиры и углеводы желтка. Но топливо нужно сжигать. Значит, нужен кислород. А где его взять, если будущий птенец замурован внутри скорлупового панциря? Сама по себе скорлупа газы не пропускает, но она пронизана многочисленными узкими трубочками — поровыми, или дыхательными, каналами попросту порами.

Пор в яйце тысячи, и в этом нетрудно убедиться, если погрузить яйцо в воду. Его поверхность покроется микроскопическими пузырьками — это воздух выходит из поровых каналов. Через них и осуществляет газообмен с внешней средой развивающийся птенец. Кислород поступает в яйцо, а вредный углекислый газ выводится наружу. Просто так отверстия поровых каналов на поверхности яйца не увидишь, так как они прикрыты тончайшей органической пленкой, или кутикулой. Но если покипятить немного яйцо, то кутикула разрушится и поры можно будет увидеть даже невооруженным глазом. Если же вооружимся 2—4-кратной лупой, то сможем разглядеть их в деталях.

Но это еще не все. В самом яйце масса причуд, которые устраивает из своих собственных тканей развивающийся птенец. Например, есть здесь свой особый «мусорный» мешочек (по научному — аллантоис), куда зародыш отправляет все образующиеся в процессе обмена веществ «шлаки». Так сказать, захоранивает токсичные вещества прямо в яйце. Кроме этого, эмбрион быстро обрастает тонкой пленкой (называется — амнион), которая постепенно заполняется жидкостью. Таким способом будущий птенец образует внутри яйца свою собственную «водную» прослойку, которая защищает его от всевозможных сотрясений и механических повреждений. Не перестаешь удивляться, как премудро все устроено. Яйцо — это настоящий дом, где начинает свою жизнь любая птица, от страуса до колибри. В доме есть и печка, и топливо. Есть здесь и форточки (поры), а на форточках — фрамуги или заслонки. Зачем? Это особый вопрос.

Гнездо черепахи с яйцами

Гнездо черепахи с яйцами


Поровый канал — это простая полая трубка с расширением (воронкой) у самой поверхности скорлупы. Если поры ничем не прикрыты сверху, то поровые каналы работают как капилляры и вода легко проникает в яйцо. Это может быть дождевая вода или вода, принесенная на оперении птицей. А с водой в яйцо попадают микробы — начинается гниение. Лишь некоторые птицы, из тех, что гнездятся в дуплах и других укрытиях, например попугаи и голуби, могут позволить себе иметь поры без «заслонок». У большинства птиц скорлупа покрыта сверху органической кутикулой. Капиллярную воду кутикула не пропускает, а молекулы кислорода и пары воды проходят сквозь нее беспрепятственно. В частности, покрыта кутикулой и скорлупа яиц курицы. Но у кутикулы есть свой враг. Это плесневые грибки. Грибок пожирает «органику» кутикулы, и тонкие нити его мицелия проникают по поровым каналам в яйцо. С этим в первую очередь приходится считаться тем птицам, которые не поддерживают чистоту в гнездах (цапли, бакланы, пеликаны), а также тем, кто делает гнезда в богатой микроорганизмами среде, например на воде, в жидкой илистой грязи или в преющих кучах растительности. Так устроены плавающие гнезда чомги и других поганок, грязевые конусы фламинго и гнезда-инкубаторы сорных кур.

У этих птиц скорлупа имеет своеобразную «противоплесневую» защиту в виде особых поверхностных наслоений неорганического вещества, богатого карбонатом и фосфатом кальция. Из-за такого аморфного покрытия поверхность яиц этих птиц выглядит тусклой, как бы без пигмента, и легко пропитывается (и окрашивается) окружающей гнездо грязью. Первоначально «покрытие» выглядит этакой белой корочкой, и натуралисты иногда принимают его за испражнения птицы. Такое покрытие хорошо защищает дыхательные каналы не только от воды и плесени, но и от грязи, которая может забить поры и препятствовать нормальному дыханию эмбриона. Воздух же это покрытие пропускает, так как оно испещрено микротрещинками.

Но, допустим, все обошлось. Ни бактерии, ни плесень не проникли в яйцо. Птенец нормально развился и готов появиться на свет. И снова проблема. Разлом скорлупы — ответственный период, проходящий в напряженной работе. Готовый вылупиться птенец обладает так называемым яйцевым зубом, или бугорком (роговым выростом на надклювье), которым он разрывает подскорлуповую оболочку, а затем проламывает скорлупу. Но делают это птенцы разных птиц по-разному. Птенцы одних птиц, например голубей и сов, прокалывают многочисленные крошечные отверстия по периметру яйца у его широкого полюса и потом, поднажав, выдавливают намеченный участок скорлупы. При этом птенцу, как оказалось, приходится усиленно вертеться внутри яйца. Птенцы других птиц, например страусов и кур, пробивают в скорлупе всего несколько отверстий (вертятся мало), и скорлупа трескается, как фарфоровая чашка. Все зависит от ее механических свойств, а последние — от деталей внутреннего строения. От твердой «фарфоровой» скорлупы освободиться труднее, чем от вязкой, но у нее есть и ряд преимуществ. В частности, такая скорлупа может выдержать большие статические нагрузки — попробуйте равномерно сдавить по окружности казалось бы хрупкую хрустальную рюмку — легко ли она вам поддастся? В этом качестве есть необходимость, когда яиц в гнезде много и лежат они кучей, одно на другом, а вес насиживающей птицы не мал, как у многих куриных, уток и особенно страусов.

Птенцы многих длинноклювых куликов (веретенников, кроншнепов, шилоклювки), кайр, чистиков и чаек, а также зимородков и дятлов совсем не вертятся в яйце, а разламывают скорлупу клювом в одном месте. И уж совсем оригинальны австралийские сорные куры. Их птенцы поступают наоборот по сравнению с другими птицами: лежат в яйце головой к узкому, а не широкому полюсу и разламывают скорлупу не клювом, а когтями лап. К слову сказать, освобождение от скорлупы занимает иногда много времени — у таких крупных птиц, как бородач и белоголовый орлан, соответственно, 50 и 70 часов.

Теперь представим себе, как трудно было появиться на свет молодому эпиорнису (те самые мадагаскарские «страусы», кости которых вдохновили арабов на легенды о птице Рух), если он был замурован внутри «капсулы» с полуторасантиметровой броней. Такую скорлупу и руками-то разломить нелегко. Но есть одна тонкость. В яйце эпиорниса поровые каналы внутри скорлупы ветвятся, причем в одной плоскости, параллельно продольной оси яйца. На поверхности яйца образуется цепочка узких желобков, куда и открываются поровые каналы. Такая скорлупа треснет по рядам насечек при резком ударе, намеченном изнутри яйцевым бугорком. Не так ли поступаем и мы, когда наносим алмазным резаком насечки на поверхности стекла, облегчая его раскол вдоль намеченной линии?

Поверхность скорлупы яйца страуса со сложным узором поровых каналов, увеличение в 100 раз

Поверхность скорлупы яйца страуса со сложным узором поровых каналов, увеличение в 100 раз


Остается сказать несколько слов о скорлупе яйца. Оказывается, это не просто корочка минерала (карбоната кальция), но своего рода сложная бесклеточная ткань. Полоска скорлупы представляет собой как бы частокол крупных вертикальных кристаллов, каждый из которых состоит из множества микрокристаллов. Каждый микрокристалл микронной величины одет в тончайший чехол из органического вещества (органической матрицы). Подобным образом устроенные вещества химики называют композиционными материалами. Такими веществами являются не только скорлупа, но и раковины моллюсков, а также наши с вами кости и зубы. Большой кристалл начинает расти из множества кристаллических зародышей, разбросанных на невероятно большом (по сравнению с их размерами) расстоянии друг от друга. И все же стыковка всех фрагментов единой мозаики роста оказывается идеальной. Все происходит так же, как и в случае построения сот пчелами: разные работники начинают свое дело с разных концов, а шестигранники в конце концов идеально стыкуются. Просто чудеса какие-то.

Скорлупа яйца птицы (попугая) на поперечном сколе в сканирующем электронном микроскопе

Скорлупа яйца птицы (попугая) на поперечном сколе в сканирующем электронном микроскопе


Чтобы объяснить эти «чудеса», ученые, изучающие биоминерализацию, то есть развитие кристаллов в тканях живых организмов, предположили существование «дальнего порядка» в системе биологической минерализации. Как считают, трехмерная структура решетки минералов соответствует таковой у белков и ДНК, которые на самом деле являются жидкими кристаллами. Остается только сожалеть, что о таком уникальном явлении, как жидкие кристаллы, еще ничего не говорят в школе. Ибо жидкие кристаллы — это основа основ для понимания связи живой и неживой природы, развития ткани и принципов построения всего нашего организма. К слову сказать, соответствие между структурой «твердых» кристаллов (апатита, кальцита, арагонита), из которых слагаются скорлупа яйца, раковины моллюсков и наши с вами кости, и структурой ДНК, коллагена и других белков оказалось настолько высоким, что выражается на точном языке математики. Это не может быть случайностью и отражает какое-то фундаментальное единство живой и неживой природы. Еще более поразительно, что в основе этого соответствия, как оказалось, лежит идеально гармоничная пропорция — «золотое сечение», хорошо известное математикам, архитекторам и музыкантам. Получается, что в каком-то смысле мир построен на одном числе. Математиков это заключение приводит в священный трепет.

Использованы рисунки из книг К.Уэлти, ДЖ.Сторера и др. «Птицы» (М. ,Мир, 1983), С.Паркера «Расцвет динозавров» (Лик Пресс, 1994); фото автора и др.

Полная версия статьи со всеми иллюстрациями:
Яйцо — дом для зародыша / Константин Михайлов // В мире животных. — 2003. — № 3. — С. 2—7.


   30.05.2003
Ссылки по теме
Бланк подписки на журнал «В мире животных»
О журнале «В мире животных»
ВСЕ СТАТЬИ РАЗДЕЛА



ПОИСК
По сайту
В конференции
В энциклопедии
Кроме конференций
 
Вступайте в Клуб Много.ру и получайте подарки за товары для ваших питомцев и ветеринарные услуги!
ЧИТАТЬ ЕЩЕ
Весна в субтропиках
Сурикаты, веселый маленький народец
Материнские хлопоты
Вся жизнь — игра
Весенняя терапия
Птичьи гнезда
Русская голубая кошка
АНОНС
Сельский зоопарк...
АНОНС
Обыкновенный филин — самая крупная сова в мире,а белый аист — птица красивая и грациозная...
АНОНС
Чему соответствуют надклювье и подклювье, если сравнивать птиц с другими позвоночными...
породыуходразведение покупки общениеконкурсы отдых литература энциклопедия
  © 2000 - 2014 Lavtech.Com Corp. Project of Lavtech.Com Corp.