Voici une question sur les poulets et les œufs que vous n'avez peut-être jamais entendue auparavant: comment se fait-il qu'un œuf puisse être si difficile à casser de l'extérieur, alors qu'il est si facile à un petit poussin faible de picorer de l'intérieur?
C'est une question difficile à résoudre. On pense que les coquilles d'œufs changent à mesure que le poussin grandit à l'intérieur. À mesure que la créature se développe, des parties de la coquille interne se dissolvent et le petit oiseau flou incorpore une partie de ce calcium dans ses os. Mais on ne sait toujours pas comment ce processus a influencé la microstructure de la coquille d’oeuf. Maintenant, comme le rapporte Nicola Davis au Guardian, une nouvelle étude de Science Advances suggère qu'il est uniquement question de la nanostructure de l'œuf et de son développement avec la créature en croissance à l'intérieur.
Selon un communiqué de presse, des chercheurs de l'Université McGill ont utilisé un nouveau faisceau d'ions focalisés leur permettant de couper des sections extrêmement minces de la coquille pour résoudre le mystère et étudier les structures d'oeufs. Ils ont ensuite analysé ces sections minces à l'aide d'un microscope électronique pour étudier la structure de la coquille.
L'équipe a examiné les coquilles d'œufs fertilisés incubés pendant 15 jours et les a comparées à des œufs non fertilisés. Comme le rapportent Laurel Hamers de ScienceNews, ils ont découvert que la clé de la résistance des œufs semblait être la formation de microstructures, guidées en place par des protéines. Ils ont axé leur analyse sur une protéine particulière appelée ostéopontine, que l’on trouve dans l’ensemble de la coquille et qui est considérée comme essentielle à l’organisation de la structure minérale.
Comme l'explique Davis, l'ostéopontine semble agir comme un "échafaudage" qui guide la structure et la densité des minéraux dans la coquille, en particulier du calcium. Dans un œuf développé, les minéraux de la couche externe de la coquille sont très concentrés et riches en ostéopontine. Mais les couches d'œufs internes ont une nanostructure différente, qui contient moins d'ostéopontine et une densité de garnissage minérale plus faible.
Dans les œufs non incubés, la nanostructure n'a pas changé. Mais dans les œufs fécondés et incubés, la structure de l'œuf interne semblait changer avec le temps. Le calcium a été transféré aux poussins et l'intérieur de la coquille s'est affaibli, ce qui a permis à la bestiole de se fendre plus facilement. L'enveloppe interne est également devenue plus bosselée, ce qui, selon les chercheurs, offre une plus grande surface pour les réactions chimiques libérant du calcium dans les poussins.
"Tout le monde pense que les coquilles d'oeufs sont fragiles (quand on fait attention, on marche sur des coquilles d'oeufs), mais en réalité, ils sont extrêmement forts, plus durs que certains métaux", a déclaré le co-auteur Marc McKee de McGill. "Nous comprenons vraiment maintenant, à l'échelle presque moléculaire, comment une coquille d'oeuf est assemblée et comment elle se dissout."
Comme le rapporte Hamers, l'ostéopontine perturbera probablement la formation ordonnée de cristaux de calcium dans la coque, créant une coque plus solide. À l'échelle nanométrique, l'introduction de la protéine empêche la formation d'une structure cristalline lisse et uniforme. Au lieu de cela, cela rend la structure plus erratique, ce qui renforce la coque extérieure. C'est la raison pour laquelle une fissure dans un œuf forme un motif en zig-zag au lieu de se fendre proprement - la rupture doit trouver des points faibles sur son chemin à travers la structure cristalline brouillée.
Pour tester leurs conclusions, Davis rapporte que l'équipe a créé son propre substitut de coquille d'œuf en laboratoire, avec et sans ostéopontine. «Si vous ne mettez pas la protéine dans l’éprouvette, vous obtenez un gros cristal de calcite [carbonate de calcium] géant, comme dans un musée», a-t-il déclaré à Davis. "Si vous ajoutez la protéine, elle ralentit le processus, elle s'incruste dans ce cristal et génère une propriété de nanostructure très similaire dans ces cristaux synthétiques et leur dureté est accrue."
Connaître la structure nanométrique de l'œuf pourrait conduire à de nouveaux types de matériaux, explique Lara Estroff, une ingénieure de Cornell qui n'a pas participé à l'étude, rapporte Hamers. Les chercheurs pensent que cela pourrait même améliorer la sécurité alimentaire des œufs. Selon le communiqué de presse, environ 10 à 20% des œufs de poule se cassent lors du transport, ce qui pourrait conduire à une contamination par salmonelles. Comprendre pourquoi certains œufs sont plus forts que d’autres pourrait aider à reproduire des poules avec des œufs plus dures.
