FLORIST

EURAXESS

ATP

Wyniki badań nad składem pierwiastkowym skorup jaj ptaków w obrębie plam pigmentu i tła opublikowane w Scientific Reports (IF 3.998)


Rozwijający się zarodek ptaków wchłania mikroelementy (wapń i inne pierwiastki chemiczne) z wewnętrznej warstwy skorupy jaja, powodując jej ciemnienie i ogólne zmiany w składzie chemicznym. Jednak dotychczas niezbadanym aspektem było określenie lokalnych różnic w składzie pierwiastkowym w obrębie plam pigmentu i przyległych obszarów tła skorupy jaja w trakcie embriogenezy (w momencie składania jaj i po zakończeniu wzrostu embrionalnego). Aby rozwiązać ten problem, dr hab. Grzegorz Orłowski, prof. IŚRiL wraz z zespołem zastosowali optyczną spektrometrię emisyjną z plazmą sprzężoną indukcyjnie (ICP-OES) w celu ustalenia składu pierwiastkowego w skorupach jaj reprezentujących kolor tła i obszary plam pigmentu u głuszca Tetrao urogallus i cietrzewia Tetrao tetrix. Następnie powiązali oni te dane z etapem rozwoju jaj i ich pochodzeniem (ptaki dzikie vs. ptaki żyjące w niewoli). Wyniki badań wykazały wyraźne różnice w składzie chemicznym pomiędzy plamą pigmentu a sąsiednimi regionami koloru tła skorupy. Stężenia większości pierwiastków były istotnie wyższe w plamkach pigmentu, a różnice te stawały się mniej widoczne w skorupkach jaj po wykluciu. Trendy zmian stężeń pierwiastków w następstwie embriogenezy były sprzeczne i zróżnicowane między dwoma badanymi gatunkami.

 news orlowski luty2021

Wykresy prezentują stosunki stężeń różnych pierwiastków zmierzonych w plamce pigmentu i tła skorupy w jajach reprezentujących dwa skrajne etapy rozwoju zarodkowego ptaków, definiowane jako jaja bez zarodków (non-embryonated) oraz po wykluciu (post-hatched) u cietrzewia Tetrao tetrix (górny wykres) i głuszca Tetrao urogallus. Czerwona linia (stosunek = 1) oznacza brak różnicy w stężeniu pierwiastków pomiędzy plamą pigmentu a obszarem koloru tła.

Postawiono hipotezę, że wyjaśnienie tych różnic międzygatunkowych może wynikać ze zmiennego składu chemicznego (głównie Ca i Mg), które są wynikiem zmiennej grubości poszczególnych warstw skorupy, zwłaszcza, że względna różnica w grubości skorupy w plamach pigmentu i sąsiednim tle była mniejsza w jajach cietrzewia. Badania wskazują, że plamkowanie skorup jaj ptaków odgrywa funkcjonalną rolę w fizjologicznej dezaktywacji pierwiastków śladowych poprzez włączenie ich do mniej uwapnionej zewnętrznej warstwy skorupy nie biorącej udziału w resorpcji mikroelementów. Głównym wniosek płynący z tych analiz to potrzeba wprowadzenia znormalizowanych procedur pobierania próbek skorup w celu ujednolicenia ich zabarwienia i statusu embrionalnego.

Orłowski, G., Niedzielski, P., Merta, D., Pokorny, P., Proch., J. 2020. Quantifying the functional disparity in pigment spot-background egg colour ICP-OES based eggshell ionome at two extremes of avian embryonic development. Sci. Rep. 10, 22107. https://doi.org/10.1038/s41598-020-79040-4 (open access)