Жұмыртқа қабығының құрылысы мен қызметі

Кіріспе

Жұмыртқаның сыртқы қорғанысы

Жұмыртқа қабығы – қатты қабықты жұмыртқалардың және жұмсақ сыртқы қабықты жұмыртқалардың кейбір түрлерінің сыртқы жабыны болып табылады.

Қалқан жұмыртқалары

Нематод жұмыртқалары екі қабатты құрылымға ие: сыртқы қабаты хитиннен тұрады, ол механикалық тұрақтылықты қамтамасыз етеді, ал ішкі қабаты липидтерге бай болып, жұмыртқа қуысын өткізбейді.

Жәндік жұмыртқалары

Жәндіктер және басқа да буынтұқымдылар әртүрлі пішіндегі және түріндегі жұмыртқалар туады. Олардың кейбіреулерінің жәлді немесе терідей жамылғылары болады, ал енді біреулерінің жұмыртқа қабығы қатты болады. Жұмсақ қабықшалар көбінесе ақуыздан тұрады. Ол талшықты немесе толығымен сұйық болуы мүмкін. Кейбір буынтұқымдылардың жұмыртқаларында қабық болмайды, олардың сыртқы жабындысы ішкі қабаттарды қорғайтын ең сыртқы эмбриондық мембрана – хороид болып табылады. Бұл күрделі құрылым болуы мүмкін және әртүрлі қабаттардан тұруы мүмкін, соның ішінде экзохорион деп аталатын сыртқы қабат. Құрғақ жағдайда сақталуы тиіс жұмыртқалар көбінесе қатты қабыққа ие болады, ол көбінесе сусыздалған немесе минералданған ақуыздардан жасалған және тыныс алу үшін тесіктер жүйесімен жабдықталған. Буынтұқымдылардың жұмыртқаларының сыртқы бетінде әртүрлі әшекейлер болуы мүмкін.

Балық, қосмекенділер және жыртқыш жануарлардың жұмыртқалары

Балықтар мен қосмекенділер көбінесе экстраэмбрионалды мембраналармен қоршалған жұмыртқалар туады, бірақ осы мембраналардың айналасында қатты немесе жұмсақ қабық пайда болмайды. Кейбір балықтар мен қосмекенділердің жұмыртқалары қалың, былғары қабықпен жабылған, әсіресе олар физикалық күштерге немесе кебуге төтеп беруі керек болса. Мұндай жұмыртқалар өте кішкентай және нәзік болуы мүмкін. Көптеген бауырымен жорғалаушылар иілгіш, кальцийленген қабықтары бар жұмыртқалар салады, бірақ кейбіреулері қатты қабықпен жабылған жұмыртқалар туады. Жыландардың жұмыртқалары көбінесе былғары қабықпен жабылған және бір-біріне жабысып тұрады. Түрлеріне байланысты, тасбақалар мен қуыстар қатты немесе жұмсақ қабықтары бар жұмыртқалар салады. Кейбір түрлердің жұмыртқаларын құстың жұмыртқаларынан ажырату қиын.

Құс жұмыртқалары

Құс жұмыртқасы – сарының бетінде орналасқан және жұмыртқаның ақ жамылғысымен қоршалған ұрықтандырылған (немесе кейбір құстарда, мысалы тауықтарда, мүмкін ұрықтандырылмаған) гамета. Албумен екі қабық мембранасымен (ішкі және сыртқы мембраналар) және содан кейін жұмыртқа қабығымен қоршалған. Тауық жұмыртқасының қабығы 95-97% кальций карбонаты кристалдарынан тұрады, олар белок матрицасымен тұрақтандырылады. Құс жұмыртқа қабығының құрылымы мен құрамы жұмыртқаны зақымданудан және микробиалды ластанудан қорғайды, құрғаудың алдын алады, эмбриондық газ және су алмасуды реттейді және эмбриогенез үшін кальциймен қамтамасыз етеді. Жұмыртқа қабығының қалыптасуы үшін бірнеше сағат ішінде грамм мөлшерінде кальций жиналуы қажет, ол тауықтың рационы арқылы берілуі керек. Талшықты қабық мембраналары жұмыртқа жолының проксимальді (ақ) бөлігінде қосылады. Маммиллалар протеогликанға бай және кальцификацияны бақылайды деп саналады. Қабық безінде (сүтқоректілердің жатырына ұқсас) минералдану маммиллаларда және сыртқы мембрана талшықтарының айналасында басталады. Қабық безі сұйықтығында кальций және бикарбонат иондарының өте жоғары деңгейі болады. Жұмыртқа қабығының қалың кальцийленген қабаты маммилла құрылымдарынан бағандар түрінде қалыптасады және палисада қабаты деп аталады. Бұл бағандардың арасында жұмыртқа қабығын кесіп өтетін, газ алмасуына мүмкіндік беретін тар тесіктер бар. Кутикула жұмыртқа қабығының соңғы, сыртқы қабатын құрайды. Жұмсақ органикалық талшықты мембрананың қатты кальцит қабыққа жабысуы, балапанның дұрыс эмбриондық дамуы мен өсуі үшін (хориоаллантоикалық мембрананың байланысын қамтамасыз ету және жұмыртқаның кең бөлігінде ауа қуысының қалыптасуына мүмкіндік беру арқылы) маңызды. Бұл әртүрлі материалдардың байланысы микродеңгейде әр маммиллаға талшықтардың енуі арқылы, ал нанодеңгейде минералдардың талшықтарға тікелей интерфейсте кіруі арқылы жеңілдетіледі. Бұл ақуыздар кристалдануға әсер етеді, ал ол өз кезегінде жұмыртқа қабығының құрылымына әсер етеді. Жұмыртқа қабығының ақуыздарының концентрациясы жұмыртқа туатын тауықтың өмірі бойы төмендейді, сондай-ақ жұмыртқа қабығының беріктігі де төмендейді. Орташа жұмыртқа туатын тауықта қабық қалыптасу процесі шамамен 20 сағатқа созылады. Пигментация жұмыртқа жолын жабатын папиллярлар арқылы қабыққа қосылады, оны түрлеріне байланысты әртүрлі түстерге және өрнектерге бояйды. Жұмыртқалар көбінесе кең ұшымен төмен қарай салынатындықтан, осы ұшы өту кезінде ең көп қысымға ұшырайды және демек, ең көп түске ие болады. Құстардың жұмыртқа қабықтарының құрамында негізінен кальций карбонаты болғандықтан, олар әртүрлі қышқылдарда, соның ішінде пісіруде қолданылатын сірке суында да ериді. Еріген кезде жұмыртқа қабығындағы кальций карбонаты қышқылмен әрекеттесіп, көмірқышқыл газын түзетіп шығарады.

The bird egg is a fertilized gamete (or, in the case of some birds, such as chickens, possibly unfertilized) located on the yolk surface and surrounded by albumen, or egg white. The albumen in turn is surrounded by two shell membranes (inner and outer membranes) and then the eggshell. The chicken eggshell is 95 97% calcium carbonate crystals, which are stabilized by a protein matrix. The structure and composition of the avian eggshell protects the egg from damage and microbial contamination, prevents desiccation, regulates embryonic gas and water exchange and provides calcium for embryogenesis. Eggshell formation requires gram amounts of calcium being deposited within hours, which must be supplied via the hen's diet. The fibrous chicken shell membranes are added in the proximal (white) isthmus of the oviduct. The mammillae are proteoglycan rich and are thought to control calcification. In the shell gland (similar to a mammalian uterus), mineralization starts at the mammillae and around the outermost membrane fibers. The shell gland fluid contains very high levels of calcium and bicarbonate ions. The thick calcified layer of the eggshell forms in columns from the mammillae structures, and is known as the palisade layer. Between these palisade columns are narrow pores that traverse the eggshell and allow gaseous exchange. The cuticle forms the final, outer layer of the eggshell. Attachment of the soft organic fibrous membrane to the hard calcite shell is essential for proper chick embryonic development and growth (via ensuring association of the chorioallantoic membrane, and in allowing for air sac formation at the blunt end of the egg). This attachment between dissimilar materials is facilitated by a structural interdigitation of fibers into each mammillae at the microscale, and reciprocally, at the nanoscale, mineral spiking into fibers directly at the interface These proteins affect crystallization, which in turn affects the eggshell structure. The concentration of eggshell proteins decreases over the life of the laying hen, as does eggshell strength. In an average laying hen, the process of shell formation takes around 20 hours. Pigmentation is added to the shell by papillae lining the oviduct, coloring it any of a variety of colors and patterns depending on species. Since eggs are usually laid blunt end first, that end is subjected to most pressure during its passage and consequently shows the most color. As they contain mainly calcium carbonate, bird eggshells dissolve in various acids, including the vinegar used in cooking. While dissolving, the calcium carbonate in an eggshell reacts with the acid to form carbon dioxide.

Қоршаған орта мәселелері

АҚШ-тың азық-түлік өнеркәсібі жылына 150 000 тонна қабық қалдықтарын шығарады. Көптеген полигондар бұл қалдықтарды қабылдауға құлшынбайды, себебі қабықшалар мен оған жабысқан мембраналар зиянкестерді тартады. Бөлінбеген жағдайда, кальций карбонатынан тұратын жұмыртқа қабығы мен ақуызға толы мембрананың ешқандай пайдасы жоқ. Жақындағы жаңалықтар жұмыртқа жару өнеркәсібіне қабықшаны мембранадан бөліп алуға мүмкіндік берді. Жұмыртқа қабығының көп бөлігі кальций карбонатынан құралған, ал мембрана құнды ақуыз болып табылады. Екеуі де бөлек пайдаланылғанда, түрлі салаларда қолданысқа ие.

сүтқоректілердің жұмыртқалары

Монотремалар – жұмыртқа салатын сүтқоректілер, олар бауырымен жорғалаушыларға ұқсас жұмсақ қабықшалы жұмыртқалар туады. Қабықша жатыр ішінде жұмыртқаға қабат-қабат етіп түседі. Осы процесте жұмыртқа сұйықтық сіңіріп, көлемі ұлғаяды, ал ең соңғы, берік қабаты жұмыртқа толық пісіп, көлемі жеткен соң ғана түседі.

Жұмыртқа тістері

Жұмыртқадан жасырынатын құстар, екімекенділер және жұмыртқа туатын бауырымен жорғалаушылардың барлығында жұмыртқа қабығын жару үшін жұмыртқа тісі болады.

Қолданылуы

Жұмыртқа қабығының қалдықтары негізінен кальций карбонатынан құралған және әк өндірісінде шикізат ретінде қолданылуы мүмкін.

Дәрілік заттар

Кальций карбонатына бай қабықша адамдар мен жануарларда кальций тапшылығын емдеуде қолданылады. Бір жұмыртқа қабығының массасы 6 граммға тең, және ол шамамен 2200 мг кальций береді (6000 мг × 0,95 × 0,4 = 2280 мг). Жұмыртқа қабығының ұнтақтары тіс пастасында тас пайда болуына қарсы зат ретінде қолданылады.

Басқа

Жұмыртқа қабығы жерді жақсарту үшін тыңайтқыштарға қосылған. Олар мал азығына да қосымша ретінде қолданылған. Жақында ғалымдар тауық жұмыртқасының қабығын биотолтырғыш ретінде пайдаланып, оның сезімталдық қасиеттерін арттыру үшін өткізгіш полимермен қолданып жатыр. Көбінесе жұмыртқа қабығы аммиак газын анықтау үшін полианилин матрицасында биотолтырғыш ретінде пайдаланылды. Жұмыртқа қабығы мен полианилин арасындағы ең тиімді арақатынас осы сенсордың өлшеуін жақсарта алады. Африканың оңтүстігіндегі аңшы-жинаушылар страус жұмыртқасының қабығын пайдаланған. Мысалы, Джуǀʼхоанси тайпасы оларды су тасымалдауға және олардан әшекей бұйымдар жасауға қолданған.