تمكن العلماء أخيرا من فك لغز كيف يمكن للفرخ الصغير كسر قشرة البيضة من الداخل، وذلك بعد التقريب المجهري بدرجة غير مسبوقة على بنية قشرة بيض دجاجة من الداخل لفحص مكوناتها، حيث اكتشفوا أن القشرة تغير مكوناتها لتسمح للطائر الصغير بالفقس والخروج إلى الحياة.

فقبل وضع البيض، يشكل بيض الطيور قشرة صلبة غنية بالكالسيوم مع ثلاث طبقات رئيسية. وفي حين أنه كان معروفا بالفعل أن هذه الطبقات تزيد رقتها كلما اتجهنا للداخل مع نمو الفرخ تمهيدا للفقس -حيث يندمج كالسيوم القشرة في الهيكل العظمي للفرخ- فإن ما يحدث على المستوى الجزيئي ظل ينتابه شيء من الغموض.

والآن، يقول العلماء إنهم اكتشفوا أن قشور البيض لها بنية نانوية، ويبدو أنها تلعب دورا رئيسيا في مدى صلابة القشرة.

يقول المؤلف المشارك بالدراسة من جامعة مكجيل في كندا البروفيسور مارك ماكي "يعتقد الجميع أن قشور البيض هشة، لكن في الحقيقة فإنها بالنسبة لنحافتها قوية جدا، وأصلب من بعض المعادن". وأضاف "بتنا نفهم حقا الآن على المستوى الجزيئي كيف تتكون قشرة البيض وكيف تتحلل".

وكتب ماكي وزملاؤه في دورية "ساينس أدفانسز" يصفون كيف اكتشفوا ذلك بالتركيز على دور بروتين معروف باسم "أوستيوبونتين" والذي يوجد في جميع أرجاء قشر البيض، وكان يُعتقد بالفعل أنه مهم في تنظيم تركيبة المعادن في الجسم.

وباستخدام عدد من تقنيات الفحص المجهري وكذلك طريقة متطورة تعرف باسم الشعاع الأيوني المُركز لإعداد أقسام رقيقة من قشر البيض، وجد الفريق أن جميع طبقات القشرة تبدو وكأنها تشكلت من مصفوفة من المناطق الصغيرة جدا المليئة ببلورات حاوية لمعدن الكالسيوم.

كما وجد أن تلك المناطق أصغر، ومرتبة أقرب إلى بعضها في الطبقة الخارجية، وأن البنية النانونية تصبح أكبر بالاتجاه نحو الطبقات الداخلية. واكتشفوا أن الأوستيوبونتين يكون في أدنى مستوياته في الطبقة الداخلية الأقرب إلى مركز البيضة.

ويقول الفريق العلمي إن النتيجة هي أن الأوستيوبونتين يبدو وكأنه شكل ما يشبه السقالات التي تحدد ترتيب المعدن المحتوي على الكالسيوم، مما يولد بنية نانوية تؤثر على صلابة قشرة البيض.