Самая совершенная вещь на свете. Внутри и снаружи птичьего яйца

Прежде чем описывать результаты работы Борда, нам следует вернуться в начало пути и задержаться на поверхности яйца. Исследования 1840-х гг. показали, что внешний тонкий слой на скорлупе куриного яйца образован органическим материалом, который позже назвали кутикулой{192}. Похожая органическая кутикула белкового строения встречается на яйцах других птиц вроде тинаму, киви и якан. В противоположность им поверхность яиц морских птиц, в том числе олуш, бакланов и пеликанов, а также кукушек гуира, фламинго и поганок, состоит из неорганического материала, в том числе солей кальция{193}. В действительности же существует два типа кальция: растворимая форма карбоната кальция, известная как фатерит, и более устойчивый фосфат кальция. Поскольку самый наружный покров яйца может быть либо органическим (как кутикула), либо неорганическим (соли кальция), для обозначения обоих этих типов покрова было решено использовать термин «дополнительный материал скорлупы»[40] (shell accessory material; ДМС/SAM). Независимо от того, является ли этот внешний покров органическим или неорганическим, толщина слоя ДМС, которая варьирует от 30 мкм у змеешейки до 60 мкм у олуши, составляет около 11 % от общей толщины скорлупы{194}.

Борд исследовал яичную скорлупу у самых разнообразных видов птиц и заметил, что у тех из них, которые откладывают и высиживают яйца во влажных или загрязненных местах, вроде поганок и фламинго, поверхность яиц необычна. Используя возможности сильнейшего увеличения СЭМ, удалось установить, что она покрыта массой крошечных сфер, каждая диаметром всего лишь около половины микрона.

Уже тогда было известно, что на скорлупе яиц разных водяных птиц имеется необычный налет – иногда порошкообразный, иногда меловой, а иногда восковой, – и в 1960-х гг. один из моих орнитологических кумиров, Дэвид Лэк, директор Института полевой орнитологии имени Эдварда Грея в Оксфорде, предположил, что назначение этих наслоений состоит в том, чтобы сделать поверхность яиц водоотталкивающей. Однако, как заметил Борд, Лэк не сумел объяснить, почему водоотталкивающие свойства могли быть важными в этих условиях{195}.

На самом деле Дэвид Лэк должен был понимать, что эмбрион не сможет дышать, если поры в скорлупе покрыты или заполнены водой. Чего он знать не мог, это того, как именно приобретались водоотталкивающие свойства, поскольку это как раз то, что открыл Борд. По его словам, «никто, по-видимому, не писал о том, что погружение яиц в воду приводит к удушью эмбрионов, но опыт промышленного птицеводства не оставляет сомнений: попадание в несколько пор загрязненной воды – это первый шаг в процессе, приводящем к порче яиц»{196}.

Здесь мы видим намек на то, что потенциально опасным для водяных птиц было не просто удушье. Опасность представляло также заражение яиц микробами. В одной из своих первых статей Борд изложил суть проблемы: яйца могут быть инфицированы бактериями, и их путь внутрь пролегает сквозь поры яйца. Микроорганизмы успешнее всего переносятся водой, поэтому именно водоотталкивающие свойства яичной скорлупы не позволяют микробам проникнуть внутрь. Однако яйцо должно приобрести водоотталкивающие свойства таким способом, который позволил бы эмбриону дышать внутри него (весьма похоже на биологический вариант ткани гортэкс[41]). Борд выяснил, что это достигается путем покрытия отверстий пор дополнительным материалом, и успешнее всего – слоем микроскопических сфер. Как мы видели в главе 2, в результате формируется поверхность, которая благодаря своей физической природе оказывается несмачиваемой.

Борд знал, что яйца обладают второй линией обороны, помимо кутикулы. Это пленка подскорлуповой оболочки, ультратонкая сетчатая структура, которая, как считается, действует наподобие сети для ловли бактерий{197}. Подскорлуповая оболочка – не непреодолимый барьер: некоторым бактериям удается проделывать отверстия в этой волокнистой оболочке, проникая через которые они получают доступ к следующему слою – белку, окружающему зародыш. Это хороший пример продолжающейся гонки вооружений между микробами и структурами, призванными защищать от них птичьи яйца.