Рис. 3. Строение птичьего яйца
Чтобы увидеть, что задействовано в процессе создания скорлупы, давайте создадим скорлупу птичьего яйца. Мы начнем с того момента, когда «яйцо» добирается до входа в скорлуповую железу. В этой точке «яйцо» напоминает то, которое я вымочил в уксусе, – по сути, это воздушный шарик, частично заполненный водой. Мысленно возьмите его в ладони, сложенные чашечкой, и представьте себе, что на них находятся десятки крошечных аэрозольных разбрызгивателей самого различного устройства. Те из них, которые первыми вступают в дело, мягко выдавливают из себя концентрированный известковый раствор карбоната кальция, который ложится, словно нестойкие порции пены, на поверхности воздушного шарика, и каждая порция высыхает в сгусток вроде десерта безе. Многочисленные – вероятно, их сотни – расположенные рядом друг с другом разбрызгиватели заняты одной и той же работой, так что спустя несколько часов вся поверхность воздушного шарика оказывается покрытой небольшими приземистыми башенками застывшей пены (технически они известны как сосо`чки и названы так за свою форму, напоминающую соски женской груди). Теперь яйцо перемещается из «красной области» яйцевода, чье название говорит само за себя – это область, густо снабженная кровеносными сосудами, – в скорлуповую железу, и здесь другой набор распылителей начинает впрыскивать воду между порциями затвердевшей пены. Вода просачивается сквозь поверхность воздушного шарика – волокнистую оболочку яйца – в белок, лежащий под ней. Этот процесс известен как «набухание», возможно, потому что он заставляет белок увеличиваться в объеме, и, по мере того как происходит этот процесс, воздушный шарик раздувается почти до полного объема. Затем начинает действовать набор распылителей, разбрызгивающих концентрированный раствор карбоната кальция на верхушки пенных капелек
{32}. Это происходит по всей поверхности яйца продолжительными всплесками активности, поэтому примерно через двадцать часов они образуют высокие колонны, тесно прижатые друг к другу, словно частокол забора. Их называют губчатым слоем, который заключает в себе вертикальные кристаллы кальцита (разновидность кристаллического карбоната кальция). Когда эти столбики затвердеют, перед нами почти готовая скорлупа, но это еще не все. В некоторых местах столбики не соприкасаются друг с другом, оставляя крохотные вертикальные пустоты. Они становятся поровыми каналами – воздуховодами, которые соединяют подскорлуповую оболочку с полостью яйцевода, чтобы газы и водяной пар могли просачиваться сквозь скорлупу внутрь и наружу, позволяя эмбриону дышать. Как определяются количество и размер пор в яичной скорлупе – а они заметно различаются от вида к виду, – совершенно неизвестно.
Хотя прошло около двадцати часов с момента, когда дряблый воздушный шарик попал в яйцевод, процесс еще не завершился. В следующие и заключительные два или три часа еще один набор разбрызгивателей приходит в действие и начинает распылять цветные красители. Пигмент смешивается с последними слоями карбоната кальция и создает фоновую окраску поверхности яйца. Как только нанесение фонового цвета оказывается законченным, а иногда еще до этого, другой набор красящих орудий создает на поверхности яйца рисунок из пятен и полос, называемый пигментацией. Как именно красящие орудия производят и наносят пигменты на скорлупу – процесс сложный, и более подробно он будет обсуждаться далее. Последняя часть формирования скорлупы задействует еще одну группу распылителей, которая накладывает заключительный слой, похожий скорее на восковой слой на новом автомобиле. Но это не воск – это липкий белок, и в зависимости от видовой принадлежности самки он может смешаться с каким-либо пигментом, но покрывает всю поверхность скорлупы и высыхает.
Аристотель по какой-то причине полагал, что скорлупа яйца остается мягкой, когда оно снесено, и затвердевает, охлаждаясь при контакте с воздухом
[15]. Как объясняет Уильям Гарвей, с взглядами которого мы познакомимся в следующей главе, Аристотель считал так, думая, что яйцо с мягкой скорлупой не причинит самке боль во время его откладки «по той же самой причине, что яйцо, размягченное в уксусе, можно, как говорят, легко протолкнуть сквозь узкое горлышко бутылки». Гарвей комментирует: «Я соглашался с этим мнением Аристотеля в течение долгого времени, пока не провел собственный, совершенно убедительный опыт. А именно, я установил наверняка, что яйцо в матке почти всегда покрывается твердой скорлупой»
{33}.
В течение двадцати четырех часов, предшествующих снесению первого в кладке яйца, самка очень занята и переживает стресс. Снесение яйца требует большого количества дополнительных питательных веществ, но труднее всего организму самки выработать кальций для скорлупы. Отчасти это происходит из-за того, что многие птицы не носят в своем теле больших запасов резервного кальция и зависят от получения его извне в сжатые сроки. Проблема стоит особенно остро для птиц вроде колибри, танагр и ласточек, чей типичный рацион не содержит большого количества кальция. Мой коллега, который исследовал деревенских ласточек, рассчитал, что в их обычном рационе из летающих насекомых содержится очень мало кальция. Поэтому, если бы у них не было альтернативного источника кальция, самка должна бы – что невозможно – кормиться на протяжении целых тридцати шести часов просто для того, чтобы накопить достаточно этого вещества для образования одного яйца
{34}.
Количество кальция, необходимое для построения скорлупы, различается: оно больше у видов, которые формируют относительно толстую яичную скорлупу или имеют большие кладки, как, например, синица-лазоревка, способная отложить шестнадцать и более яиц. В действительности самка лазоревки вынуждена потреблять для скорлупы своих яиц больше кальция, чем есть во всем их скелете.
Откуда же поступает этот дополнительный карбонат кальция?
Конечно, в итоге он поступает из того, чем птица питается. Если в обычном рационе птицы присутствует много кальция – как у бородачей-ягнятников, значительную часть пропитания которых составляют кости их жертв, и у хищных птиц, сов и морских птиц вроде кайры, которые глотают свою животную добычу целиком, – никаких проблем нет. Проглоченный кальций поступает из кишечника в кровоток, временно в скелет, а затем в скорлуповую железу. Если в рационе достаточное количество кальция отсутствует, то самка может задействовать кальций из своего скелета, но это свойственно лишь немногим видам птиц. Исландский песочник – один из них, но здесь самка располагает запасами кальция, достаточными лишь для двух из четырех яиц ее кладки; остальное поступает из тех кормовых объектов, которые она может найти в те дни, когда в ее яйцеводе происходит образование яичной скорлупы
{35}.
