Een kippenei lijkt ondoorzichtig, maar voor licht is het dat veel minder dan gedacht. Onderzoekers van het Nederlandse bedrijf HatchTech en het Politecnico di Milano beschrijven in het tijdschrift Newton (Cell Press) hoe je met licht informatie uit een intact ei kunt halen.
De eierschaal als spiegelpaleis
De kern van de ontdekking: wanneer licht een intacte eierschaal binnenkomt, schiet het niet netjes recht door het ei. In plaats daarvan kaatst het keer op keer heen en weer tegen de binnenkant. De schaal gedraagt zich daarmee als wat natuurkundigen een 'integrating sphere' noemen: een soort optisch spiegelpaleis dat licht binnenhoudt en alle kanten op stuurt.
Het verrassende gevolg is dat fotonen, de kleinste lichtdeeltjes, binnen een ei van slechts zo'n vier centimeter een afstand van wel twee meter afleggen voordat ze er weer uit komen. Juist doordat het licht zo lang onderweg is, komt het langs veel meer van de inhoud van het ei en draagt het meer informatie mee over wat er binnenin gebeurt.
Hoe de techniek werkt
De onderzoekers gebruiken optische spectroscopie met zichtbaar en nabij-infrarood licht. Door korte lichtpulsen op een ei te schijnen en te meten hoe lang het licht erover doet om weer naar buiten te komen, kun je iets afleiden over de samenstelling en structuur binnenin. Om het gedrag te begrijpen vulden ze lege schalen met gedocumenteerde vloeistoffen en volgden ze daarnaast hoe het licht zich gedroeg terwijl een embryo zich over acht dagen ontwikkelde.
Naarmate het embryo groeit en de inhoud van het ei verandert, verandert ook de manier waarop het licht wordt geabsorbeerd en verstrooid. Die 'optische vingerafdruk' zou in principe kunnen verraden of een ei bevrucht is, hoe de kwaliteit van de inhoud is, en mogelijk zelfs het geslacht van het embryo.
Waarom dit ertoe doet
De grootste belofte ligt bij vroege geslachtsbepaling. In de eierindustrie zijn mannelijke kuikens van legrassen niet rendabel: ze leggen geen eieren en groeien te traag voor de vleesproductie. Daarom worden volgens de onderzoekers in Europese broederijen jaarlijks meer dan 300 miljoen mannelijke kuikens kort na het uitkomen gedood. Een betrouwbare manier om het geslacht al vroeg in het ei vast te stellen, zonder de schaal te breken, zou dit op grote schaal overbodig kunnen maken.
Nog geen kant-en-klare oplossing
Belangrijk: dit is fundamenteel onderzoek, nog geen apparaat dat morgen in de broederij staat. De onderzoekers benadrukken dat de optische eigenschappen van eieren complex en ongebruikelijk zijn en verder onderzoek vereisen om de gevoeligheid op te voeren. Of de methode ook echt betrouwbaar het geslacht kan bepalen, en hoe vroeg in de ontwikkeling dat lukt, moet vervolgonderzoek uitwijzen. De volgende stap is om de hele groeifase en afzonderlijke onderdelen van het ei in kaart te brengen.
