Cómo un polluelo puede tener la fuerza suficiente para romper su cáscara 🐣
Publicado por Adrien,
Fuente: The Conversation bajo licencia Creative Commons
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Cuando preparas una tortilla, es posible que hayas tenido que intentar varias veces para romper tus huevos, entonces, ¿cómo un polluelo puede tener la fuerza suficiente para salir de su cáscara?
Imagen de ilustración Pixabay
El huevo es una cavidad cerrada que permite el desarrollo de un embrión y del futuro polluelo. Proporciona todos los elementos nutritivos esenciales para el desarrollo del embrión hasta la eclosión. También asegura los intercambios de gases O2 y CO2 para permitir que el embrión respire, y proporciona protección tanto física, siendo la cáscara un ejemplo, como molecular gracias a proteínas antimicrobianas muy eficaces.
El huevo se forma en la gallina en el aparato reproductor que está compuesto por un ovario, donde se pueden observar muchas yemas en formación, y un tubo de aproximadamente 70 cm llamado oviducto, compuesto por diferentes segmentos tisulares, cada uno responsable de una estructura del huevo.
Formación del huevo en el aparato reproductor de la gallina. La yema más grande es ovulada en la parte superior del oviducto y se rodea de los demás componentes del huevo. Desde la ovulación de la yema hasta la puesta, el proceso dura entre 23 y 24 horas.
INRAE, Centro Val de Loira, Proporcionado por la autora
Una vez ovulada, la yema más grande es captada por el primer segmento del oviducto, llamado infundíbulo. Es el sitio de la fertilización y las primeras divisiones celulares del embrión. Luego, el huevo transita por el segundo segmento llamado magnum, responsable del depósito de las proteínas de la clara, y llega al tercer segmento (el istmo), que es responsable del depósito de las membranas internas de la cáscara (pequeñas "pieles" blancas que están adheridas a la parte interna de la cáscara). A continuación, el huevo pasa por el útero, donde se forma la cáscara y donde permanece de 17 a 18 horas dentro de las 24 horas de formación del huevo.
La cáscara de huevo, una cerámica futurista
La cáscara está compuesta por cristales de carbonato de calcio. El arreglo de estos cristales permite que la cáscara de huevo de gallina resista una fuerza de aproximadamente 40 Newtons (el equivalente a 4 kg en presión estática). Los primeros cristales se forman sobre las membranas internas de la cáscara y crecen de manera perpendicular a ellas.Este crecimiento ocurre con una orientación específica gracias a proteínas secretadas en momentos precisos durante la formación de la cáscara en el útero. La estructura de la cáscara de un huevo revela formas comparables a conos alargados cuya base descansa sobre las membranas internas. Algunos de estos conos se fusionan mientras que otros no, creando poros que facilitan los intercambios de gases para permitir que el embrión respire.
Aunque algunos mecanismos de formación de los cristales han sido identificados, la creación natural de tal estructura a baja presión y a baja temperatura (41 °C en las gallinas) sigue ocultando algunos misterios que los ceramistas querrían descubrir para inspirarse en ellos (biomimetismo).
Si la cáscara es tan resistente, ¿cómo la rompe el polluelo?
La cáscara no es "solo" una barrera física de protección. Es también una fuente de minerales, sobre todo de calcio, que es necesario para la constitución del esqueleto del embrión. Durante la segunda mitad del desarrollo del embrión, la cara interna de la cáscara se disuelve progresivamente y se degrada parcialmente a nivel de la base de los conos. Este proceso causa la disolución de los cristales de carbonato de calcio, de manera similar a cómo el vinagre disuelve el sarro.El calcio liberado es reabsorbido y transportado hacia el embrión a través de los vasos sanguíneos para asegurar la mineralización del esqueleto del embrión. Paralelamente, la disolución del calcio de la cáscara debilita esta biocerámica, lo que facilitará la salida del polluelo el día de la eclosión.
Un polluelo musculoso
Dos estructuras específicas también contribuyen a la salida del polluelo. Primero, entre los días 10º y 21º, un poderoso músculo transitorio en el cuello acompaña los movimientos de cabeza del polluelo, que romperán la cáscara. Al mismo tiempo, una estructura dura se deposita en la punta del pico.Esta estructura, conocida como el diamante, será utilizada para romper la cáscara cuando el polluelo se coloque en posición de emergencia. Después de la eclosión, el diamante se cae y el músculo transitorio del cuello degenera. Estas dos estructuras no reaparecen en el adulto.
A partir del día 17º, el polluelo está apretado dentro de la cáscara. Doblándose hacia abajo, apoya su cabeza bajo su ala derecha y orienta el pico hacia la cámara de aire, que perforará en el día 18º mediante movimientos de cabeza provocados por la contracción y extensión del músculo del cuello.
IRM de un embrión después de 17 días de desarrollo. El pico del embrión se posiciona progresivamente hacia la parte superior del huevo. En esta etapa, la clara de huevo ya no es visible porque ha sido completamente absorbida por el embrión de forma oral. INRAE, Centro Val de Loira, Proporcionado por la autora
La respiración pulmonar comienza a funcionar. La demanda de oxígeno del polluelo es cada vez mayor, y los intercambios de gases a través de los poros de la cáscara o por la respiración en la cámara de aire ya no son suficientes. El nivel de CO2 en la sangre del polluelo aumenta gradualmente.
Entre los días 19 y 20, debido a la falta de oxígeno, los músculos realizan contracciones periódicas cada vez más frecuentes y de mayor amplitud. Estos mecanismos provocan la extensión de las patas, lo que impulsa al polluelo hacia arriba dentro de la cáscara, y las contracciones del músculo transitorio del cuello proyectan la cabeza y el pico contra la cáscara.
El diamante, debido a su forma piramidal, desintegra la cáscara al insertarse entre los conos de esta, un trabajo facilitado por la fragilidad de la cáscara. Los movimientos de las patas hacen girar al polluelo, ampliando el agujero en la cáscara. El polluelo empuja con sus patas y se estira, lo que termina por romper la cáscara. Así ocurre la eclosión.