Dołącz do czytelników
Brak wyników

Pomysł na lekcję

28 marca 2019

NR 32 (Marzec 2019)

Biolog przed wielkanocą, czyli jajko w pytaniach uczniów

0 38

Jak co roku, przed Świętami Wielkiej Nocy, uczniowie poruszają temat jajek. Czas ku temu jest odpowiedni. Ich symbolika, jako zalążka nowego życia, atrybut zmartwychwstania jest dla wszystkich chrześcijan zrozumiała. O tym często mówi się na lekcjach religii. Na plastyce uczniowie patrzą na jajko jak na dzieło sztuki. Któż z nas nie zna pięknych i niebotycznie drogich jajek Fabergé, drapanek (podczas wykonywania, których zdziera się, aby uzyskać pożądany wzór, fragment zabarwionej skorupki), czy pisanek (na które rysunek nanosi się woskiem). A na biologii? Temat jajka poruszany jest przy omawianiu zagadnień dotyczących ptaków. Zapoznajemy wtedy uczniów z budową jaja kurzego. Tłumaczymy rolę tarczki zarodkowej, żółtka, białka, chalaz i komory powietrznej. Na tym się zwykle kończy. Jednak bardziej dociekliwi uczniowie na lekcjach lub kole biologicznym potrafią zadać szereg niesłychanie ciekawych pytań. Są one na tyle interesujące, że pozwoliłam sobie je zaprezentować i omówić. Niektóre mnie zaskoczyły, rozbawiły, a inne zmusiły do holistycznego spojrzenia na temat jajka. Oto one.
 

1. Pytanie: Co było pierwsze jajko czy kura?

To chyba klasyk wśród pytań dotyczących jajka. Zadawane jest ono ad hoc, bez przygotowania, jako pierwsze skojarzenie. W przypadku tak sformułowanego problemu, spodziewamy się logicznego wywodu. Aby istniała kura musi być wcześniej jajko, ale żeby to jajko zostało zniesione musiała wcześniej istnieć kura. I tak koło się zamyka i nie jesteśmy w stanie wskazać początku procesu. Tylko dlaczego nikt nie pyta o koguta? Co prawda w przyrodzie znane jest zjawisko partenogenezy, ale zachodzi ono u nielicznych gatunków. Z ewolucyjnego punktu widzenia kura domowa to podgatunek sztucznie wyselekcjonowany przez człowieka. Jego pochodzenie nie jest do końca wyjaśnione. Sądzi się, że dzikim przodkiem jest ptak o nazwie kur bankiwa, ewentualnie jest to krzyżówka dwóch ptaków: kura bankiwa i kura siwego. Istniały więc wcześniej dorosłe osobniki, będące „ojcem i matką” jajka, z którego wylęgła się pierwsza kura domowa. Z tego punktu widzenia jajko było pierwsze. Jednak na proces można spojrzeć szerzej. Jeśli mamy tu szukać ciągu przyczynowo – skutkowego, to pamiętajmy, że jajko można traktować jak komórkę jajową. Jest to specyficzna komórka, powstająca w jajniku samic, z której po zapłodnieniu rozwija się zygota, a później zarodek. W oocycie, tak jak w innych komórkach jest jądro z materiałem genetycznym, mitochondria, aparat Golgiego, siateczka śródplazmatyczna. Dokonując bardzo dużego skrótu myślowego, możemy powiedzieć, że aby w toku ewolucji powstały komórki rozrodcze, wcześniej musiały istnieć organizmy macierzyste posiadające zdolność ich wytwarzania. To one, jako dorosłe osobniki, inicjowały proces „powstawania potomstwa”. Już u najprostszych organizmów jednokomórkowych, w pewnym momencie ich funkcjonowania, ciało ich staje się komórką rozrodczą. Aby więc powstało potomstwo, wcześniej musiał istnieć organizm dorosły (czytaj: aby powstało jajko, wcześniej musiała istnieć kura). I tak pytanie o pierwszeństwo nadal pozostaje otwarte.  

2. Pytanie: Dlaczego jajko ma kształt jajka? 

Na kształt jajka wpływa kilka czynników. Po pierwsze podczas powstawania i znoszenia musi się ono przesuwać przez jajowód kury. Jeśli będzie ono węższe z jednej strony to ułatwi to proces przemieszczania. Nasuwa się logiczne pytanie: „To dlaczego jajko nie ma kształtu torpedy?” Wtedy jeszcze sprawniej by się poruszało. Musimy pamiętać, że proces powstawania jajka zaczyna się w jajniku. W nim powstaje żółtko, a ono ma kształt kuli. Dopiero później dobudowywane są kolejne warstwy. Następuje to w jajowodzie. Kształt jajka to więc kompromis między kulistą strukturą, którą wymusza żółtko, a opływową elipsą, na którą wpływ ma aerodynamika ruchu. Dlatego jajka różnych ptaków mają odmienny kształt. Bywają nieco bardziej okrągłe (np. u myszołowa, puchacza), stożkowate (np. u nura, brodźca) oraz dwustożkowe (np. u perkoza). Po drugie jajko musi być wytrzymałe. Samica (lub u niektórych gatunków ptaków również samiec) wysiadując jajko naciskają na nie. Podlega ono również różnego rodzaju uderzeniom, gdy rodzic wychodzi z gniazda. Patrząc na to zagadnienie z punktu wiedzenia fizyki, okazuje się, że niektóre przedmioty o kształcie brył geometrycznych wykazują większą, a inne mniejszą odporność na takie czynniki. Walec i kula, ze względu na duże naprężenia w ścianach, są mało odporne na działające na nie siły. Nieco lepiej wytrzymują obciążenia ciała w kształcie stożka. Najodporniejsze okazują się przedmioty o kształcie elipsy. Jak wytrzymałe jest jajko możemy przekonać się wykonując następujące doświadczenie. Kilka jajek (np. dwa lub trzy) ustawiamy w wytłaczance węższą końcówką do góry. Kładziemy na nie niewielki kawałek szkła, a na nim stopniowo układamy książki (fot. 1).
 

Fot. 1. Badanie wytrzymałości jajek książki ustawione na jajkach



W ten sposób sprawdzamy jaką masę mogą utrzymać jajka zanim pękną. Uczniowie są zaskoczeni wynikami takiego badania. Rzadko kto sądzi, że skorupka jest aż tak odporna na zgniatanie. Już dawno zaobserwowano, że ciała o kształcie elipsy są bardzo wytrzymałe. Postanowiono więc wykorzystać tę właściwość w architekturze. Tak zaprojektowano kopułę. Zastosowanie takiego sklepienia w budynku zwiększa jego kubaturę. Staje się on bardziej przestrzenny i nabiera wizualnej lekkości. Problemem była tylko stabilność konstrukcji. Kopuła nie ma na środku podparcia, więc cały ciężar spoczywa na ścianach. Gdy sklepienie próbowano wykonać ze zwykłych, prostopadłościennych cegieł, bardzo szybko zapadało się. Dopiero wykorzystanie cegieł lub ciosanych kamieni w kształcie klinu (tzw. klińców) rozwiązało problem. Dzięki temu możliwa była budowa pięknych katedr np. Bazylika Świętego Piotra w Watykanie (fot. 2).

 

Fot. 2. Bazylika św. Piotra



3. Pytanie: Jeżeli jajko jest tak wytrzymałe to jak pisklę się z niego wydostaje?

Skorupka jajka kurzego ma grubość ok. 0,2 – 0,5 mm. Składa się ona głównie z węglanu wapnia (94%), białka (3%)...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy