Скорость, с которой органические вещества изменяют свой внутренний состав, неодинакова. Кровь животных изменяется скорее, чем питательные соки растений; грибы переходят гораздо легче в гниение, чем листья; мышцы легче, чем кожа. Напротив, кожа, волосы, древесина, шелуха на плодах и прочее уже во время жизни приближаются к тому состоянию, которое они представляют после отделения от целого организма. Поэтому Гумбольдт выводит закон, по которому чем выше степень жизненности или способность раздражительности какого-нибудь живого вещества, тем скорее изменяется, после отделения его от целого, его внутренний состав.
Идеи эти приводят нас к одной из самых трудных глав физиологии – к понятию об индивидуальности, не в смысле эмпирической психологии, а в смысле эмпирических естественных наук. Разделим, например, плоский глист (Taenia), вьюнок (Nais) или кактус по длине их, каждый из них умирает; ни одна из их частей не остается живой, каждый изменяет свои составные части и предается гниению. Но попробуем разделить эти составные твари в ширину, по сочленениям, что мы видим? Все части их остаются живыми, не разлагаются, сохраняя тот же состав, который они представляли до разделения. Опыт этот не изменяет упомянутого выше определения живых и неоживленных веществ. Он показывает, что не при каждом произвольном разделении сохраняется равновесие элементов. Где же, напротив, подобное разделение, мешающее изменению составных частей, возможно, в тех случаях не подлежит сомнению, что мы имеем дело с организмом сложным; в таких случаях органы сплочены механически. Здесь мы имеем критерий для определения индивидуальности, но критерий далеко не полный. Мы прибегаем к опыту, который, если он удастся, может служить доказательством сложности организма, но если он не удастся, то не служит еще доказательством противного. Наблюдая за расположением растений посредством листьев, мы убеждаемся, что лавровое дерево представляет почти такой же агрегат особей, как и Cactus. Напротив, нам никак не удастся взрастить ясколку (Cerastium) из отдельных листьев этого растения, несмотря на то, что оно и лавровое дерево соединены между собой целой цепью сходных типов.
Мы остановились на этой части деятельности Гумбольдта в особенности потому, что изложенные здесь взгляды его дают нам понятие об отношении его к вопросу, который в последнее время занимал ученый мир, разделившийся относительно его на два лагеря. Одни смотрят на жизнь и ее проявления как на непрерывный ряд химических и физических процессов, т. е. с той же точки зрения, как и Гумбольдт в только что изложенном взгляде своем, между тем как другие принимают жизненную силу, которую признавал и Гумбольдт, но от которой, как мы видели, отказался впоследствии.
Обратимся к исследованиям его о питании и дыхании растений. Давно уже было распространено мнение, что источниками первого были почва и вода, но какие части их они воспринимают в себя, – об этом не было речи. В VII в. врач ван Гельмонт старается решить этот вопрос. Он посадил иву в точно взвешенное количество земли, которую через 5 лет опять взвесил. Ива выросла значительно, а вес земли почти не уменьшился. Из этого ван Гельмонт выводит заключение, что почва не питает растений, а служит только местом прикрепления для них; питает же их исключительно вода, доставляющая им все необходимые составные части, твердые и жидкие. К этому выводу он пришел потому, что в течение 5 лет ива его получала извне только воду.
Теория эта могла держаться до тех только пор, пока не было обращено внимания на действия удобрения и различных составных частей почвы и пока современная химия проповедовала, что вода может превратиться в вещества сгораемые и твердые. Когда последнее положение (что вода заключает вещества твердые) рушилось, естествоиспытатели (в особенности Мальпиги, Перро, Мариотт и Грин) стали утверждать, что питание растений обусловливается солями, растворенными в дождевой воде и почве, которые путем любимого химиками XVII в. процесса, брожением, превращаются в составные части растений.
Около 1750 г. Бонне заметил, что листья, положенные в свежую воду, покрываются днем бесчисленным множеством воздушных пузырьков, которые при наступлении темноты опять исчезают. Пузырьки эти не показывались в отварной воде, а равно не видно было их и тогда, когда листья пролежали уже несколько дней в воде. Бонне объяснял явление это просто тем, что пузырьки эти – воздух, прежде механически заключенный в клетчатке и сосудах растений. Двадцать лет спустя Пристли, воспитывая растения под стеклянным колпаком, заметил, что они могут очищать нечистый воздух и что они даже гораздо лучше растут в последнем, чем в совершенно чистом; он нашел притом, что пузырьки эти заключают в себе совершенно иной газ, чем атмосферный воздух, более чистый (по теперешним нашим понятиям, более богатый кислородом). Так как здесь под испорченным воздухом понимается такой, который, поддерживая некоторое время горение и дыхание, становился наконец к этому негодным, то это замечание открывало путь к уразумению этого процесса. Прингл, в речи, произнесенной им в ноябре 1773 г., ставит уже положение, что растения очищают воздух, испорченный дыханием, питаясь им, а так как они сами служат пищей для животных, то оба царства природы взаимно себя обусловливают: животные насыщают воздух флогистоном, растения же уменьшают его количество в нем, питаясь им и вместе делая воздух опять годным для дыхания.
Быстрые открытия в области химии, следовавшие одно за другим в конце истекшего столетия повели и к изменению понятий о питания растений. Между тем как прежде предполагали, что соли растений соединены в отдельных органах последних с гипотетическим флогистоном, теперь поставили положение, что углерод составляет главную составную часть их; что он переходит в них из атмосферы, в которой он наполняется от дыхания животных, вознаграждающих этот расход его путем питания. Таким образом дыхание растений и животных есть не что иное, как переход углерода из одного царства природы в другое и в воздух.
Учение это, принятое с восторгом, вскоре нашло противников. Оказалось, что дело было не так просто, как казалось на первый взгляд. Шееле, повторяя опыты Пристли с бобами, получил совершенно противоположный результат, чем последний. Растения его выдыхали углерод и принимали в себя кислород, между тем как Пристли утверждал противное. Таким образом, по опытам Шееле, влияние дыхания растений на атмосферу оказывалось точно таким же, как и дыхание животных. Пристли повторяет свои опыты в 1778 г. Результат их был так неутешителен для его теории, что он готов был отказаться от нее. В это время Ингенхауз находит причину противоречий; он обратил внимание на обстоятельство, упущенное из виду обоими учеными, именно на громадное влияние, оказываемое при этом процессе, светом. При влиянии его зеленые части растений выдыхают кислород и вдыхают углекислоту, как утверждает Пристли, а в темноте происходит противное, как нашел Шееле. Незеленые части растений, по наблюдениям Ингенхауза, вдыхают постоянно кислород и выдыхают углекислоту. Окончательный результат процесса зависит от того, которая часть его значительнее. Если растения вдыхают более углекислоты (состоящей, как известно, из углерода и кислорода), чем выдыхают, то они удержат часть ее; при выдыхании кислорода углекислота разлагается на составные части, углерод, составляя часть растений, накопляется в них, чем и обусловливается их рост. Противоположные явления приводят и к противоположному результату.
Если растения воспринимают углекислоту из воздуха, то последний должен содержать в себе достаточное количество ее. Лавуазье не отыскал однако ее в атмосфере; но позднейшие исследователи доказали, что количество ее в атмосфере очень незначительно, так что некоторые предполагали, что углерод растений отлагается в них из воды, которую они принимают в себя, другие же прибегали к тому объяснению, что углерод их получается ими из почвы.
В таком положении находился этот вопрос, когда Гумбольдт издал свои «Афоризмы» [1794]. Из того обстоятельства, что углерод, водород и кислород суть составные части растений, он заключает, что эти же элементы составляют и пищу их. Он полагает, что вода и углекислота разлагаются на свои составные части пока растительное тело живет, причем большая часть их отлагается в сосудах, между тем как остальная, меньшая, испаряется наружу путем листьев и корней. При этом он вооружается против мнения, что углерод растений происходит из воды; он показывает, что количество его, выделяемое дыханием людей и животных, а также происходящее от постоянного горения каменноугольных залежей, совершенно достаточно для питания растений. Если же в воздухе находится недостаточное, по-видимому, количество его, то это обусловливается живостью процесса вдыхания углерода растениями, составляющими его только небольшое количество свободным в атмосфере. Последняя содержит, смотря по местности и погоде от 1/64 до 1/10 углекислоты, которая, вследствие значительной тяжести своей, опускается на поверхность земли, где она в соединении с водой проникает в растения. Кроме того, рост растений обусловливается углеродом; чем сильнее потребность растения в нем, тем медленнее оно растет. Углекислота, найденная Соссюром на вершинах Альп, по мнению Гумбольдта, была растворена в водяных парах, вместе с которыми она и поднялась наверх.
