Ezt a cikket az angol Creation 40(4) számából fordítottuk.
Hasonló cikkekért rendelj a magazinokból!
Tökéletesen megtervezett tojáshéj
A tojáshéj nanoszerkezete tudatos tervezettségre utal
Mi volt előbb: a tyúk vagy a tojás? Ez a kérdés már évezredek óta foglalkoztatja az embert.1 Pedig, ha elolvassuk a Teremtés könyvét, egyértelmű, hogy a helyes válasz: a tyúk (vagy pontosabban a baromfi), amelyet Isten az 5. napon teremtett, és amely később tojást rakott.
David Attenborough, aki híres evolucionistaként elutasítja, hogy Istennek bármi szerepe lett volna a tojás megtervezésében, „a természet csodájának”, illetve „kitűnő életvédelmi rendszernek” nevezi a tojást.2 A tojáshéj nem csupán védelmet nyújt a belsejében fejlődő fióka számára, hanem egyúttal féligáteresztő hártyaként is működik, amely kb. 7000 póruson keresztül szabályozza a levegő és a nedvesség ki- és beáramlását. Ezáltal tud a fióka a tojásban lélegezni anélkül, hogy ezalatt a túlzott folyadékvesztés következtében kiszáradna.3
Napjaink nanoszerkezeti vizsgálatai során bebizonyosodott, hogy a házityúk (Gallus gallus domesticus) tojáshéjának felépítése annak alakját, működését, valamint oldódását tekintve egyaránt kiváló.4
A McGill Egyetem kutatóinak sikerült a tojáshéjat nagy precizitással igen vékony szeletekre vágni, és „megállapították, hogy a héj szilárdságát egy nanoszerkezetű anyagnak köszönheti, amely a tojáshéjban található oszteopontin nevű fehérje egyik alkotóeleme”.5 Felfedezték, hogy az oszteopontin egyfajta kötőanyag szerepét tölti be, amely elősegíti a tojáshéj szuperszerkezetének kialakítását, szabályozza a vázszerkezet felépítését, valamint a kalciumkarbonát héjon belüli eloszlását. Az oszteopontin aránya a külső rétegben magasabb, ez zártabb és tömörebb szerkezetet eredményez, ami lehetővé teszi, hogy a héj kívülről kellő védelmet nyújtson a csibe számára, amíg az felkészül a kikelésre. Viszont a belső réteg jóval kevesebb oszteopontint tartalmaz. Ennek köszönhetően itt ritkásabb, lazább nanoszerkezetet figyeltek meg, ezáltal a kalciumkarbonát itt könnyebben hozzáférhető, vagyis a belső rétegek sokkal könnyebben oldhatóak. *
* Annak személtetésére, hogy az oszteopontin (OPN) miként befolyásolja a nanoszerkezetet mesterségesen létrehozott kalciumkarbonátban, kalcitkristályokat fejlesztettek a jelenlétében. Az A, B és C ábrákon látható, hogy a mesterségesen előállított kalciumkarbonát mintához először nulla, majd kis-, végül nagy mennyiségű oszteopontint adtak. Megfigyelhető, hogy az alacsony oszteopontin-koncentráció esetén mért nanoszerkezeti forma a mesterséges kalciumkarbonátban hasonlóan alakult a tojáshéj belső felületében megfigyelhető szerkezethez, míg a magas oszteopontin-koncentráció a tojáshéj külső felületéhez hasonló nanoszerkezetet eredményezett.
Az oldhatóság kettős funkciója
A tojáshéjkutatás csúcspontja természetesen a kikelés. A nanoszerkezet bepillantást enged abba, hogy ennek csodálatosan tervezett kettős funkciója miként teszi lehetővé a csibe kikelését. A héj belső rétege az embrió növekedésével és fejlődésével párhuzamosan változik. A csibe csontozatának fejlődéséhez kalciumra van szükség, ehhez pedig a legbelső héjréteg oldódása révén jut hozzá.
Ez az oldódási folyamat mindazonáltal nemcsak a csontfejlődés elősegítésében játszik szerepet, hanem egyúttal a tojáshéj belső felületének gyengülését is eredményezi, ezáltal segítve a kifejlődött csibét a kikelésben, rendszerint a 21. napon.
E folyamatok nanoszerkezeti szintű megfigyelése érthetőbbé tette számunkra a tojáshéj tervezett tulajdonságait. A kutatók kiemelték, hogy „az ehhez hasonló folyamatok lehetővé teszik a héj általános rétegszerkezetének megtartása, egyúttal bizonyos mértékű vékonyodás és szilárdságvesztés mellett olyan tulajdonságok kialakítását, amelyek elengedhetetlenek ahhoz, hogy a csibe a kikelés során át tudja törni a héjat”.
Lehetséges előnyök
Az utóbbi nanoszerkezeti kutatási eredmények jó szolgálatot tettek a biológiai ihletettségű fejlesztések számára, pl. új anyagszerkezetek tervezésében vagy erősebbé tételében, valamint a biológiai szerkezetek oldhatóságának jobb megértésében. E felfedezések az agrár-élelmiszeripari termelési szektor szempontjából is rendkívül jelentősek, ti. „a baromfiágazatban a tojáshéjminőség jelenti az egyik legnagyobb gondot, ugyanis a törött vagy repedt tojások aránya 13 és 20 százalék között változik (utat nyitva a kórokozók számára).6 Dr. Mark McKee, egy másik tanulmány szerzője kifejti, „Annak megértése, hogy az ásványi anyagok nanostruktúrája hogyan erősíti a tojáshéj szerkezetét, segítségünkre lehet abban, hogy a tojótyúk-állomány specifikus genetikai szelekciója révén egyenletesen keményebb héjú tojásokat termeljünk a nagyobb élelmiszerbiztonság érdekében.”5
Van-e erre evolucionista magyarázat?
A kutatók még a tojáshéj immár szinte nyilvánvalóan tervezett szerkezeti tulajdonságainak birtokában, sőt, még egyes ilyen tulajdonságok lemásolásában rejlő lehetőségek láttán is a szokásos tisztelettel adóznak az evolúciónak. McKee így vélekedik erről: „Ha jól meggondoljuk, az a legjobb, ha magunk is a természet és a biológia által ihletett anyagokat állítunk elő, hiszen nemigen tudnánk felülmúlni a többszázmillió éves evolúció tökéletesre csiszolt eredményeit.”7 Viszont az említett tanulmány említést sem tesz arról, hogy vajon a gyakorlatban mi módon alakulhatott ki többszázmillió év alatt lépésről lépésre történő evolúció által egy ilyen csodálatos biológiai ásványszerkezet a fejlődő élet védelmére. Ha valamit leírunk, az már úgy is van? Mintegy varázsütésre?
[A tojáshéj] csodálatos biológiai ásványszerkezet a fejlődő élet védelmére.
Ám a tojás évmilliókon át zajló, véletlenszerű változások sorozatával történő kifejlődése számos ellentmondásba ütközik. Ennek a meglehetősen bonyolult szerkezeti és erőegyensúlynak ugyanis különböző módon kellett volna kialakulnia, az egyes fejlődési szakaszoknak megfelelően. Csakhogy egy kívülről nem eléggé kemény tojáshéj nem védi meg a csibét. Ha pedig a belső oldódási folyamat nem megy végbe, akkor nem állna rendelkezésre elegendő kalcium a csontozat fejlődéséhez, sőt, nem is tudna kikelni a csibe, mivel nem tudná feltörni a héjat. Ha pedig a héj elvékonyodása korán történik, azzal veszélybe kerülne annak védelmi szerepe. Hogyan szaporodhattak a mai baromfik ősei többmillió éven át úgy, hogy ez a folyamat még nem volt tökéletes? Hogy keletkezhettek így újabb és újabb generációk?
Az említett kutatás csupán töredékét vizsgálta annak a számos mechanizmusnak, amely a tojáshéj szerkezetében és működésében részt vesz. Megemlíthetjük többek között azokat a fehérjéket, amelyek szerepéről még igen keveset tudunk. Azt leszögezhetjük, hogy a tojáshéj tökéletes tervezettségéért8 nem az evolúciót illeti dicséret, hanem a teremtő Istent, akiről így ír a Biblia: „Méltó vagy, Urunk és Istenünk, hogy tied legyen a dicsőség, a tisztesség és a hatalom, mert te teremtettél mindent, és minden a te akaratodból lett és teremtetett” (Jel 4:11).
Tojáshéj és parányi fogacskák
Jenny Arms
A tojáshéj ilyen bámulatos, céltudatos tervezettsége mellett a kiscsibéknek van egy zseniális eszközük, ami a kinti világba való kiszabaduláshoz kell – ez pedig a tojásfog. Ez egy szarududor a felső csőrkáva csúcsán, ami az embrionális szakasz 7. napján indul fejlődésnek.
A csibe a kikelés előtt nagyjából három nappal már egyre nehezebben jut elegendő oxigénhez a tojáshéj pórusain keresztül, ezért a „fogas” csőre segítségével elkezd lyukat fúrni a hártyán a légzsákhoz, amely a tojás tompa végén helyezkedik el. Az ebben található levegő többletoxigénhez juttatja a csibét, hogy az képes legyen megbirkózni a „kitörés” közelgő feladatával.
A megfelelő időben a csibe nyaka mögött található egyik izom elkezd összehúzódni, arra ösztönözve a csibét, hogy az apró „fogával” átüsse a külső membránt, majd magát a héjat. Többezer ütést mér a héjra, miközben az óramutatóval ellentétes irányban körbe-körbe forog a tojás tompa felén. Ez az óriási feladat megkívánja, hogy többórás pihenőket tartson az egyes mozgássorozatok között.
Végre megtörténik! Szabad levegő! Sikerült! Egy nagy ütéssel a csibe „megszületik”. Kimerülten, nedvesen és ragacsosan. A tojásfog fokozatosan leszárad, végül leesik ennek a tervszerű folyamatnak a befejezéseként, amelynek genetikai információi a DNS-be mindig is bele voltak programozva.
Jenny Arms nyugalmazott ausztrál középiskolai tanár. Világi és egyházi intézményekben egyaránt tanított. Jelenleg az USA-beli Victoria államban él.
Fordította: Sebestyénné Preska Ágnes
Lektorálták: dr. Hecker Kristóf és Királyné Lilla
Hivatkozások és megjegyzések
1. Fabry, M., Now you know: which came first, the chicken or the egg?, time.com, 21 September 2016.
2. Attenborough, D., Attenborough’s Wonder of Eggs, screened on BBC 2, 31 March 2018.
3. Science Buddies, Porous science: How does a developing chick breathe inside its egg shell? scientificamerican.com, 3 May 2012.
4. Athanasiadou, D., and 14 others, Nanostructure, osteopontin, and mechanical properties of calcitic avian eggshell, Science Advances 4(3) eaar3219, 2018 | doi: 10.1126/sciadv.aar3219.
5. McGill University, Cracking eggshell nanostructure: New discovery could have important implications for food safety, phys.org, 30 March 2018.
6. Chien, Y.C., and 3 others, Ultrastructural matrix-mineral relationships in avian eggshell, and effects of osteopontin on calcite growth in vitro, J. Structural Biology, 163(1):84–99, 2008 | doi: 10.1016/j.jsb.2008.04.008.
7. Davis, N., Scientists solve eggshell mystery of how chicks hatch, theguardian.com, 30 March 2018.
8. Catchpoole, D., What’s in an Egg? Unscrambling the mysteries, Creation 24(3):41–43, 2002; creation.com/egg.
