Многое из того, что мы знаем о строении яичной скорлупы, пришло к нам из исследований, которые впервые предпринял живший в XIX в. немец по имени Вильгельм фон Натузиус – человек, технически изобретательный, но в биологии не сведущий. Родившийся в 1821 г. в богатой аристократической семье, он обучался химии в Париже с намерением устроиться на семейный фарфоровый завод. Однако позже он предпочел заняться сельским хозяйством и, получив в управление одно из семейных поместий в Магдебурге на реке Эльбе, провел остаток своей активной жизни, развивая новые методы сельского хозяйства. Он опубликовал много работ на сельскохозяйственную тему и за свои усилия был в 1861 г. возведен прусским королем в рыцарское достоинство. Яичные скорлупки были его хобби, но биологические взгляды Натузиуса были далеки от принятых в его время. Он входил в группу немецких биологов, которые не принимали теорию Дарвина и отвергали недавнее новаторское открытие Матиаса Шлейдена и Теодора Шванна, утверждавших, что все организмы построены из клеток, растительных и животных, так что они являются основой жизни.

Старомодные взгляды Натузиуса не помешали ему провести сравнительное исследование скорлупы птичьих яиц настолько детальное, что оно остается непревзойденным до сих пор. Он жил далеко от какого-либо из университета, работал скорее всего в одиночку в собственной лаборатории и был необычайно изобретателен в разработке новых методов микроскопии. Применив множество едких химикатов, цветных красителей и величайшую изобретательность, Натузиус открыл способы анализа и описания тонкого строения яичной скорлупы не менее чем шестидесяти различных видов птиц, среди которых страусы, киви, удоды, вертишейки, журавли и кайры, все из его коллекций. Но подход Натузиуса был на удивление узким, поскольку он полагал, что наука должна включать лишь немногие описания. Он отверг теоретические построения Дарвина, Шлейдена и Шванна именно на том основании, что считал их идеи не подкрепленными фактическим материалом{29}.

В 1960-е гг. другой исследователь яичной скорлупы, Сирил Тайлер, биологиз Университета Рединга в Великобритании, перевел на английский язык тридцать статей Натузиуса и обобщил их содержание в едином обзоре. Тайлер был поражен достижениями Натузиуса и одновременно огорчен его многословием и множеством повторений одного и того же. Тайлер комментирует жалобы Натузиуса на то, как трудно было издавать его работы. Это вряд ли удивительно, если принять во внимание узость его биологических взглядов: Натузиус был противником Фридриха Куттера – президента Германского орнитологического общества, который значительно лучше разбирался в науке и был к тому же дарвинистом. Для меня Натузиус – интересный пример человека, который значительно обогатил фактами одну из областей науки, несмотря на отсутствие какого-либо теоретического знания биологии, – все равно что хирург, который может блестяще оперировать, ничего не зная о том, как эволюция создавала тела, которые он вскрывает и лечит{30}.

Давайте же посмотрим на путь яйца вниз по яйцеводу, когда оно добирается до того его участка, где должно начаться формирование скорлупы, примерно через шесть часов после того, как оно покинуло яичник и произошло оплодотворение.

В это время на входе в скорлуповую железу (часто именуемую маткой[12]) «яйцо» покрыто лишь мягкой перепонкой, оно эластично на ощупь. Вы очень легко можете воссоздать для себя эту стадию формирования яйца (подойдет куриное), поместив его на ночь в банку от варенья с разведенным уксусом. Воспользовавшись сочно-зеленым яйцом кайры, которое я нашел брошенным в трещине, я поступил таким образом и наблюдал, как на поверхности скорлупы появились тысячи крошечных пузырьков углекислого газа – результат реакции уксусной кислоты, содержащейся в уксусе, с карбонатом кальция скорлупы. Пузырьки увеличивались, затем отрывались и всплывали на поверхность жидкости. Это напоминало наблюдение за таблеткой «Алкозельцер» в воде в сильно замедленной киносъемке. Через сорок восемь часов скорлупа исчезла полностью, а когда я вынул яйцо из уксуса, его поверхность оказалась мягкой и морщинистой. Яйцо, теперь уже без скорлупы, лежало у меня в руке влажное и дряблое – прямая противоположность тому, с которым я начал опыт, но в данном случае по-прежнему зеленое и с некоторым количеством темных отметин, первоначально испещрявших его поверхность. Положив яйцо в емкость с водой, я был удивлен, увидев, что кожистая перепонка сохраняла точно такую же форму яйца, как в то время, когда у него была настоящая скорлупа.

Уксус всего лишь обратил вспять процесс формирования скорлупы, разъев карбонат кальция с наружной стороны. Часть уксуса может фактически проникать в толщу скорлупы сквозь поры (о которых немного позже), но я в этом не уверен.

Так вот, именно так выглядит «яйцо» в тот момент, когда оно добирается до входа в скорлуповую железу: желток, окруженный тонким слоем очень вязкого белка, содержащийся внутри яйцевидного мешочка – подскорлуповой оболочки – и поддерживаемый ею.

Рис. 2. Яичник птицы и яйцевод. Отмечены области, в которых протекают различные этапы процесса образования яйца. Это схематическое представление – в действительности яйцевод сильно скручен

Фактически двухслойная пленка состоит главным образом из белка, смешанного с небольшим количеством коллагена. Она образуется в той области, которая именуется перешейком яйцевода, прямо перед скорлуповой железой.

Иногда, когда вы очищаете сваренное вкрутую куриное яйцо от скорлупы, можно увидеть фрагменты пленки, прилипшей к внутренней части скорлупы. Внешне и на ощупь она похожа на очень тонкий пергамент, но под микроскопом видно, что она представляет собой переплетение волокон. Эти волокна были выдавлены – словно в игрушке «Глупая ниточка»[13] – из тысяч крохотных желез в районе перешейка яйцевода и образовали то, что под микроскопом напоминает покров кокосового ореха. Эта рыхло сотканная структура позволит пленке растягиваться, когда чуть позже белок разбухнет от воды. Подскорлуповая оболочка однородна по толщине и у большинства видов птиц чрезвычайно тонка, хотя в крупных яйцах она толще: около 5 мк[14] в яйце зебровой амадины; 6 мк у курицы; добрых 100 мк в яйце кайры и 200 мк – в яйце страуса. Для сравнения: у обычного листа бумаги для принтера (80 г/м²) толщина около 90 мк{31}.