Aquí hay una pregunta sobre pollos y huevos que quizás no hayas escuchado antes: ¿Cómo es que un huevo puede ser tan difícil de romper desde afuera, pero tan fácil para que un pollito débil lo atraviese desde adentro?
Es una pregunta difícil de resolver. Se cree que las cáscaras de huevo cambian a medida que el polluelo crece dentro. A medida que la criatura se desarrolla, partes de la cáscara de huevo interna se disuelven y el pajarito borroso incorpora algo de ese calcio en sus huesos. Pero no quedó claro cómo este proceso influyó en la microestructura de la cáscara del huevo. Ahora, como informa Nicola Davis en The Guardian, un nuevo estudio en Science Advances sugiere que se trata de la nanoestructura del huevo y cómo se desarrolla con la criatura en crecimiento dentro.
Para descifrar el misterio y estudiar las estructuras de los huevos, los investigadores de la Universidad McGill utilizaron un nuevo haz de iones enfocados que les permitió cortar secciones extremadamente delgadas de cáscara, según un comunicado de prensa. Luego analizaron estas secciones delgadas utilizando un microscopio electrónico para estudiar la estructura de la carcasa.
El equipo examinó las cáscaras de los huevos fertilizados incubados durante 15 días y lo comparó con los huevos fertilizados. Como informa Laurel Hamers en ScienceNews, descubrieron que la clave de la dureza de los huevos parecía ser la formación de microestructuras, guiadas al lugar por las proteínas. Centraron su análisis en una proteína particular llamada osteopontina, que se encuentra en todo el caparazón y se cree que es vital en la organización de la estructura mineral.
Como explica Davis, la osteopontina parece actuar como un "andamio" que guía la estructura y la densidad de los minerales en el caparazón, en particular el calcio. En un huevo desarrollado, los minerales en la capa externa de la cáscara están densamente empacados y ricos en osteopontina. Pero las capas internas del huevo tienen una nanoestructura diferente, que tiene menos osteopontina y una menor densidad de empaque mineral.
En los huevos no incubados, la nanoestructura no cambió. Pero en los huevos fertilizados e incubados, la estructura del huevo interno parecía cambiar con el tiempo. El calcio se transfirió a los polluelos y el interior del caparazón se debilitó, lo que facilitó la penetración de la criatura. La capa interna también se volvió más irregular, lo que los investigadores creen que proporciona más área de superficie para las reacciones químicas que liberan calcio a los polluelos.
"Todo el mundo piensa que las cáscaras de huevo son frágiles ([cuando] tenemos cuidado, 'caminamos sobre cáscaras de huevo'), pero de hecho, por su delgadez son extremadamente fuertes, más duras que algunos metales", dijo el coautor Marc McKee de McGill a Davis. "Realmente estamos entendiendo ahora a escala casi molecular cómo se ensambla una cáscara de huevo y cómo se disuelve".
Como informa Hamers, la osteopontina probablemente interrumpe la formación ordenada de cristales de calcio en la cubierta, creando una cubierta más fuerte. A nanoescala, la introducción de la proteína evita la formación de una estructura cristalina uniforme y lisa. En cambio, hace que la estructura sea más errática, lo que fortalece la capa externa. Esa es la razón por la cual una grieta en un huevo forma un patrón en zig-zag en lugar de abrirse limpiamente: la ruptura tiene que encontrar puntos débiles en su camino a través de la estructura de cristal revuelto.
Para probar sus hallazgos, Davis informa que el equipo creó su propio sustituto de cáscara de huevo en el laboratorio, con y sin osteopontina. "Si no se pone la proteína en el tubo de ensayo, se obtiene un gran cristal de calcita gigante [carbonato de calcio] como si se encontrara en un museo", le dice McKee a Davis. "Si se agrega la proteína, se ralentiza el proceso, se incrusta dentro de ese cristal y genera una propiedad de nanoestructura muy similar en esos cristales sintéticos y tienen una mayor dureza".
Conocer la estructura a nanoescala del huevo podría conducir a nuevos tipos de materiales, dice Lara Estroff, una ingeniera de Cornell que no participó en el estudio, informa Hamers. Los investigadores creen que incluso podría mejorar la seguridad alimentaria de los huevos. Alrededor del 10 al 20 por ciento de los huevos de gallina se agrietan en el transporte, según el comunicado de prensa, lo que podría conducir a la contaminación por salmonella. Comprender por qué algunos huevos son más fuertes que otros podría ayudar a criar pollos con huevos más duros.
