Тим Беркхед - Самая совершенная вещь на свете [Внутри и снаружи птичьего яйца]

Впоследствии британская птицеводческая отрасль затратила миллионы фунтов в надежде выпускать на рынок яйца, не зараженные сальмонеллой. Была разработана вакцина против этой бактерии. К счастью для жителей Великобритании, производители в этом сильно преуспели. Например, в 1997 г., до начала широкого применения вакцинации, в Великобритании было зарегистрировано 14 700 случаев заражения сальмонеллой, но к 2009 г. их количество снизилось примерно до 600. В настоящее время по-прежнему сохраняется риск со стороны импортированных яиц, поступающих от кур, которые не подвергались вакцинации. В США ежегодно фиксируют свыше 100 000 случаев заражения сальмонеллой – потому что, как утверждают, стоимость вакцины слишком высока {188} 188 https://www.forbes.com/sites/nadiaarumugam/2012/10/25/why-american-eggs-would-be-illegal-in-a-british-supermarket-and-vice-versa/#2960cc584050 . .

А как обстоят дела в популяциях диких птиц? Восприимчивы ли их яйца к вторжению микробов? Положительный ответ кажется весьма вероятным, если не считать, что заражение микробами куриных яиц есть исключительно следствие их массового производства и переработки куриных яиц. Интересно, что заражение куриных яиц микробами через поры было продемонстрировано еще в 1851 г., однако о том, что яйца диких птиц тоже восприимчивы к микробному заражению, мы узнали лишь в самом начале 2000-х гг. {189} 189 Van Wittich ; цит. по: Romanoff, Romanoff , 1949: 495. . Гораздо раньше мы знали, что бактерии и другие микробы присутствуют повсюду и процветают везде, где есть хорошие запасы пищи, в том числе в тканях почти любого живого организма. Животные вроде нас, в том числе и взрослые птицы, защищают себя от нападения микробов посредством иммунной системы. Яйцо – это богатый источник питательных веществ, но иммунной системы оно лишено. Птицы обошли эту специфическую трудность, создав яйца с множеством защитных слоев, среди которых ключевую роль играет белок. Однако ни одна биологическая система не совершенна, и едва яйцо приобретает в ходе эволюции некий способ обуздания заразы, как на микробы сразу начинает давить необходимость найти другой путь проникновения внутрь яйца. Это гонка вооружений между птицами и возбудителями болезней.

Даже после того, как яйцо проходит через отверстие клоаки в момент откладки, на его поверхности мы найдем на удивление мало бактерий. Но они присутствуют в гнездах птиц, поэтому на скорлупе очень скоро появляются бактерии. И если, находясь на поверхности яйца, они не могут причинить большого вреда, то, проникнув внутрь него сквозь поры или едва заметную трещинку на скорлупе, они могут обречь эмбрион на гибель.

Одним из первых, кто понял, что поры в яичной скорлупе представляют собой открытую дверь для микробов, был Джон Дэви, с которым мы уже встречались ранее и который в 1860-х гг. писал, что при вскрытии яйца, которое двадцать два дня находилось под курицей, «обнаружил, что его внутренняя пленка частично покрыта плесенью ( Mucor mucedo ), споры которой проникли предположительно сквозь foramina [поры] в оболочке [скорлупе]» {190} 190 Davy , 1863. .

В 1970-е гг. Рон Борд подтвердил, что самый наружный слой скорлупы яйца – основной барьер, предотвращающий проникновение микробов через поры. Поступив в Бристольский университет в 1950-е гг., он защитил в Эдинбурге докторскую диссертацию по бактериальному заражению куриного яйца, а затем получил должность преподавателя во вновь учрежденном Университете Бата. Представляясь как «деревянный по фамилии, но не по природе» [39] Игра слов: board по-англ. означает «доска». , он считал себя «микробиологом на службе продовольственной безопасности». Это звучит не так уж увлекательно, но на самом деле он очень интересовался зоологией и получал удовольствие от содержания в своем саду декоративной и водоплавающей домашней птицы. Во многих отношениях Рон Борд был воплощением успешного естествоиспытателя 1960-х и 1970-х гг. Он щеголял в твидовом жакете, попыхивая курительной трубкой, и получал удовольствие от научной свободы и щедрого финансирования, которые были специфичным явлением той золотой эры, увенчавшейся в его случае несколькими фундаментальными открытиями, связанными с яйцами диких птиц {191} 191 Другой тип естествоиспытателей, более характерный для той эпохи, описан в книге Малькольма Брэдбери «Историческая личность». . Поворотный момент в карьере Борда настал летом 1973 г., когда он исследовал поверхность нескольких яичных скорлупок с помощью растрового электронного микроскопа.

Сканирующий (растровый) электронный микроскоп (СЭМ), изобретенный в 1930-х гг., до самой середины 1960-х гг. не был из-за своей дороговизны коммерчески доступной и обыденной частью инструментария научных и технических кафедр университетов. СЭМ дает завораживающе красивые и наглядные трехмерные изображения, и Борд легко отвлекся от направления своих исследований.

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} 192 Baudrimont , 1847. . 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} 193 Это впервые было установлено Натузиусом ( Nathusius , 1884, 1887); см.: Tyler , 1964. . 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] Термин используется в англоязычной научной литературе, аналогичного русского термина не существует. (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} 194 Термин ДМС предложен в работе: Board, Scott , 1980. Этот слой состоит из микроскопических сфер диаметром 0,5–3 мкм ( Sparks , 1994). .

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.