Что же, теперь-то кажется, все проблемы решены? Только кажется. Развитие зародыша – сплошные проблемы, решение одной тут же порождает другую. Например, поры в скорлупе позволяют зародышу получать кислород. Но через поры же будет испаряться (и испаряется) драгоценная влага. Что делать? Изначально запасать ее в белке с избытком, а из неизбежного процесса испарения постараться извлечь какую-нибудь пользу. Например, благодаря потерям воды свободное пространство в широком полюсе яйца, которое называют воздушной камерой, к концу инкубации значительно расширяется. К этому времени птенцу уже недостаточно для дыхания одного хориалантоиса, необходимо переходить на активное дыхание легкими. В воздушной камере накапливается воздух, которым птенец впервые наполнит легкие после того, как прорвет клювом подскорлуповую оболочку. Кислород здесь еще смешан со значительным количеством углекислого газа, так что собирающийся начать самостоятельную жизнь организм как бы постепенно привыкает к дыханию атмосферным воздухом.

И все же проблемы газообмена на этом не заканчиваются.

2.3. Поры в скорлупе

Итак, яйцо птицы «дышит» благодаря порам в скорлупе. Кислород поступает в яйцо, а пары воды и углекислый газ выводятся наружу. Чем больше пор и шире поровые каналы, тем быстрее проходит газообмен, и напротив, чем длиннее каналы, т.е. чем толще скорлупа, тем газообмен идет медленнее. Однако интенсивность дыхания эмбриона не может быть ниже определенной пороговой величины. И скорость, с которой воздух поступает в яйцо (ее называют газовой проводимостью скорлупы), должна этой величине соответствовать.

Казалось бы, чего проще, - пусть пор будет как можно больше, и они будут как можно шире – и кислорода будет всегда хватать, и углекислый газ будет отлично выводиться. Но не будем забывать про воду. За все время инкубации яйцо может потерять воды не более чем 15-20% от своего первоначального веса, иначе эмбрион погибнет .Говоря другими словами, существует и верхний предел для увеличения газовой проводимости скорлупы. Кроме того, яйца разных птиц, как известно отличаются по размерам – от менее чем1г. у колибри до 1,5кг. У африканского страуса. А у вымерших в XV в. родственных страусам мадагаскарских эпиорнисов объем яйца достигал аж 8-10л. Естественно, чем больше яйцо, тем быстрее должен поступать в него кислород. И вновь проблема – объем яйца (и, соответственно, масса эмбриона и его потребности в кислороде), как у любого геометрического тела, пропорционален кубу, а площадь поверхности – квадрату его линейных размеров. Например, увеличение длины яйца в 2 раза будет означать увеличение потребности в кислороде в 8 раз, а площадь скорлупы, через которую осуществляется газообмен, увеличится только в 4 раза. Следовательно, придется увеличивать еще и величину газовой проницаемости.

Исследования подтвердили, что газовая проницаемость скорлупы при увеличении размеров яйца действительно возрастает. При этом длина поровых каналов, т.е. толщина скорлупы, не уменьшается, а тоже увеличивается, хотя и медленнее.

Приходится «отдуваться» за счет числа пор. В 600-граммовом яйце страуса нанду пор в 18 раз больше, чем в курином яйце весящем 60г.

2.4. Птенец вылупляется

Существуют у птичьих яиц и другие проблемы. Если поры в скорлупе ничем не прикрыты, то поровые каналы работают как капилляры и вода легко проникает по ним в яйцо. Это может быть дождевая вода, принесенная на оперении насиживающей птицы. А с водой в яйцо попадают микробы – начинается гниение. Лишь некоторые птицы, из тех, что гнездятся в дуплах и других укрытиях, например попугаи и голуби, могут позволить себе имеет яйца с ничем не прикрытыми порами. У большинства птиц скорлупа яйца покрыта тонкой органической пленкой – кутикулой. Капиллярную воду кутикула не пропускает, а молекулы кислорода и пары воды проходят сквозь нее беспрепятственно. В частности, покрыта кутикулой и скорлупа яиц курицы.

Но у кутикулы есть свой враг. Это плесневые грибки. Грибок пожирает «органику» кутикулы, и тонкие нити его мицелия успешно проникают по поровым каналам в яйцо. С этим в первую очередь приходится считаться тем птицам, которые не поддерживают чистоту в гнездах (цапли, бакланы, пеликаны), а также тем, кто делает гнездо в богатой микроорганизмами среде, например на воде, в жидкой илистой грязи или в преющих кучах растительности. Так устроены плавающие гнезда чомги и других поганок, грязевые конусы фламинго и гнезда-инкудаторы сорных кур. У таких птиц скорлупа имеет своеобразную «противовоспалительную» защиту в виде особых поверхностных наслоений неорганического вещества, богатого корбанитом и фосфоритом кальция. Такое покрытие хорошо защищает дыхательные каналы не только от воды и плесени, но и грязи которая может препятствовать нормальному дыханию зародыша. Воздух же оно пропускает, так как испещрено микро трещинками.

Но, допустим, все обошлось. Ни бактерии, ни плесень не проникали в яйцо. Птенец нормально развился и готов появиться на свет. И снова проблема. Разлом скорлупы – очень ответственный период, настоящая напряженная работа. Даже прорезать тонкую, но упругую волокнистую оболочку бесскорлупового яйца пресмыкающегося – непростая задача. Для этого у эмбрионов ящериц и змей имеются специальные «яйцевые» зубы, сидящие как положено зубам, на челюстных костях. Этими зубами детеныши змеи прорезают оболочку яйца как лезвием, так что на ней остается характерный по форме разрез. Готовый вылупиться птенец, конечно, не имеет настоящих зубов, но обладает так называемым яйцевым бугорком (роговым выростом на надклювье), которым он скорее разрывает, чем разрезает подскорлуповую оболочку, а затем уже и проламывает скорлупу. Исключение – австралийские сорные куры. Их птенцы разламывают скорлупу не клювом, а когтями лап.

Но и те, кто пользуется яйцевым бугорком, как стало известно относительно недавно, делают это по-разному. Птенцы одних групп птиц прокладывают многочисленные крошечные отверстия по периметру у намеченного участка широкого полюса яйца и потом, поднажав, выдавливают его. Другие пробивают в скорлупе всего одно-два отверстия – и она трескается, как фарфоровая чашка. Тот или Инной путь определяется механическими свойствами скорлупы, особенностями ее строения. От «фарфоровой» скорлупы освободиться труднее, чем от вязкой, но и у нее есть ряд преимуществ. В частности, такая скорлупа может выдержать большие статические нагрузки. В этом есть необходимо, когда яиц в гнезде много и лежат они «кучей»,одно на другом, а вес насиживающей птицы не мал как у многих куриных, уток и особенно страусов.

А как же появились на свет молодые эпиорнисы, если они были замурованы внутри «капсулы» с полуторасантиметровой броней? Такую скорлупу и руками-то разломить нелегко. Но есть одна тонкость. В яйце эпиотнисапоровые каналы внутри скорлупы ветвились, причем в одной плоскости, параллельно продольной оси яйца. На поверхности яйца образовалась цепочка узких желобков, куда и открывались поровые каналы. Такая скорлупа трескалась по рядам насечек при ударе изнутри яйцевым бугорком. Не так ли поступаем и мы, когда наносим алмазным резаком насечки на поверхности стекла, облегчая его раскол вдоль намеченной линии?