Почему птенец не задыхается внутри яйцевой скорлупы?

Газообмен обычно ассоциируется с периодическим вдыханием подвижной среды (воздуха или воды), в составе которой к капиллярам легких или жабр доставляется кислород и при каждом выдохе уносится двуокись углерода. Скорость движения среды через жабры и лёгкие зависит от интенсивности работы специальных мышц, находящихся под контролем нервной системы, и определяющейся метаболическими потребностями организма. Однако для яиц птиц и других животных (например, насекомых, паукообразных, амфибий и рептилий) дыхательные движения не характерны; в них отсутствуют потоки воздуха, которые могли бы доставлять кислород к капиллярам зародыша. Тем не менее, яйца птиц «дышат», и «дыхание» это осуществляется за счёт диффузии газов через тысячи микроскопических пор в скорлупе.

Яйца птиц представляют собой замкнутые системы жизнеобеспечения развивающихся зародышей. В только что снесённом яйце содержатся все необходимые питательные вещества, минеральные соли, источники энергии и вода, так что оно нуждается только в обогреве и периодическом вращении, препятствующем прилипанию зародыша к подскорлуповым оболочкам. В яйце недостаёт только одного важнейшего компонента обмена - кислорода, который необходим для протекания в клетках зародыша метаболических процессов, являющихся основой нормального развития. Каким же образом зародыш в яйце получает из окружающей атмосферы кислород и выделяет наружу углекислый газ, иными словами: как дышит яйцо?

Газообмен обычно ассоциируется с периодическим вдыханием подвижной среды (воздуха или воды), в составе которой к капиллярам легких или жабр доставляется кислород и при каждом выдохе уносится двуокись углерода. Скорость движения среды через жабры и лёгкие зависит от интенсивности работы специальных мышц, находящихся под контролем нервной системы, и определяющейся метаболическими потребностями организма. Однако для яиц птиц и других животных (например, насекомых, паукообразных, амфибий и рептилий) дыхательные движения не характерны; в них отсутствуют потоки воздуха, которые могли бы доставлять кислород к капиллярам зародыша. Тем не менее, яйца птиц «дышат», и «дыхание» это осуществляется за счёт диффузии газов через тысячи микроскопических пор в скорлупе.

Эти поры были впервые обнаружены в 1863 г . членом ЭКО

Движение газов через поры описывается законами пассивной диффузии: из области с высокой концентрацией молекулы стремятся переместиться в области с низкой концентрацией данного вещества. Диффузия протекает только за счёт кинетической энергии молекул газа и не требует от зародыша непосредственных затрат энергии; более низкая концентрация кислорода внутри яйца заставляет молекулы устремляться внутрь через поры из атмосферы, где парциальное давление этого газа выше. И наоборот, значительное содержание внутри яйца двуокиси углерода приводит к противоположно направленному потоку молекул углекислого газа. Интенсивность процессов диффузии зависит от длины и общей площади сечения пор, а также от разности концентраций диффундирующих газов внутри яйца и в атмосфере.

Концентрация водяных паров в воздушной камере внутри яйца выше, чем снаружи, и молекулы воды (по размеру они меньше молекул кислорода) тоже диффундируют наружу. У животных в процессе эволюции выработались многочисленные при для сохранения воды, яйца же птиц выделяют её с контролируемой скоростью. Источником энергии для развивающегося зародыша служат главным образом жиры, запасенные в желтке, а при расщеплении каждого грамма жира высвобождается почти такое же количество воды. Поэтому если вода не будет выводиться из яйца, её относительное содержание в ходе инкубации возрастёт. Для того чтобы относительное содержание воды в момент вылупления было равно содержанию её в только что отложенном яйце, в виде водяных паров должно теряться около 15% исходной массы яйца. Специалистам по разведению домашней птицы хорошо известно, что потеря такого количества воды необходима для нормального вылупления.

Три яйцевые оболочки - скорлуповая и две подскорлуповые - известны каждому, кто хоть раз чистил вареное яйцо. Все три оболочки формируются менее чем за 24 часа, пока яйцо движется по яйцеводу курицы в «матку». Самый наружный слой скорлуповой оболочки яйца носит название кутикулы (у некоторых видов отсутствует) и представляет собой тонкую плёнку органического вещества, часто с трещинами, сквозь которые собственно скорлупа. Скорлупа состоит из карбоната кальция, представленного колонками кристаллов кальцита, и небольшого количества органических веществ. Вследствие неточной подгонки колонок друг к другу между ними остаются пустоты, пронизывающие всю толщу скорлупы и образующие микроскопические поры.

Поры в скорлупе - это единственный возможный путь для газообмена между тканями зародыша и окружающей средой. Они имеют цилиндрическую форму и в местах выхода на поверхность часто скрыты частицами секретированных органических и неорганических веществ. Если скорлупу осторожно протравить кислотой и затем окрасить, то поры можно увидеть глазом: в скорлупе куриного яйца их насчитывается до 10000. Размеры и число пор определяются ещё в скорлуповой железе и в дальнейшем не меняются. Как будет видно из последующего изложения, форма и размеры пор, а также их количество различны у разных видов птиц, а возможности газообмена через скорлупу определяются именно геометрией пор.

. Если проницаемость будет слишком высокой, то потребности зародыша в кислороде будут полностью удовлетворены, но излишняя потеря воды может привести к дегидратации яйца; если слишком низкой - зародыш погибнет либо от недостатка кислорода, либо от избытка образующихся в результате метаболизма двуокиси углерода и воды.

себе видели самое важное)

Объяснение: