Стирающаяся окраска скорлупы

На этом снимке изображено три яйца большого ани (Crotophaga major) — кукушки, обитающей в Центральной и Южной Америке. Слева — только что снесенное яйцо, в центре — яйцо в конце периода инкубации, а справа — яйцо, с которого искусственно удален беловатый верхний слой (это можно сделать, просто потерев яйцо пальцами). Что это за тонкий слой, который легко стирается, и зачем он нужен?

Большой ани (Crotophaga major). Фото с сайта sapayoa.com

Начнем с того, что такая особенность имеется не у всех птиц. К настоящему времени «стирающийся слой» описан только для двух групп — это олуши и змеешейки (отряд олушеобразные, Suliformes) и некоторые кукушки (отряд кукушкообразные, Cuculiformes).

Скорлупа птичьего яйца состоит из карбоната кальция. В природе карбонат кальция встречается в виде трех минералов — кальцита, арагонита и ватерита. Самый стойкий из них кальцит, а ватерит наименее устойчив. Поэтому чаще всего в природе встречается именно кальцит. Из него в основном и состоит скорлупа птичьего яйца, а также, например, раковины моллюсков.

А вот белый «налет» на яйце большого ани представляет собой редкую разновидность карбоната кальция — ватерит. Слой ватерита на свежеснесенном яйце имеет толщину всего 20 нм (толщина кальцита под ним — 300 нм). Ватерит на скорлупе присутствует в виде неравномерно распределенных наносфер.

Микрофотографии фрагмента поверхности скорлупы только что снесенного яйца (а) и яйца, слой ватерита с которого был искусственно удален смоченной в воде ватной палочкой (b). На фото слева хорошо заметны белые гранулы ватерита. Фото из статьи S. J. Portugal et al., 2017. A rare mineral, vaterite, acts as a shock absorber in the eggshell of a communally nesting bird

Пока ученые лишь выдвигают гипотезы о возможной функции ватерита. Предполагается, например, что он может играть роль амортизатора. Дело в том, что птицы периодически двигают яйца в гнезде, при этом те неизбежно ударяются друг о друга. Слой ватерита может дополнительно амортизировать такие столкновения, оберегая находящуюся под ним основную часть скорлупы из кальцита. Твердость и эластичность ватерита почти такие же, как у кальцита, а глубина поверхностной деформации, вызванная контактом, как показали расчеты механики контакта яиц, намного меньше толщины слоя ватерита.

Впрочем, эта гипотеза не объясняет, почему ватерит на скорлупе есть не у всех птиц, а только у некоторых. Ведь яйца в гнезде так или иначе перемещают все пернатые.

Фото из статьи Steven J. Portugal et al., 2017. A rare mineral, vaterite, acts as a shock absorber in the eggshell of a communally nesting bird.

Алексей Опаев