Александр фон Гумбольдт. Вестник Европы

В то время, когда Уолш делал свои наблюдения над электрическими рыбами, гальванизм не был еще известен. Гумбольдт и Бонплан были первые ученые, занявшиеся этим предметом после открытия гальванизма. Так как сооружение вольтова столба последовало в 1799 г., т. е. в год отъезда Гумбольдта в Америку, то последний, не знавший ничего об этом, не мог, конечно, и сделать сравнений между электрическими органами рыб и вольтовым столбом. Впрочем, аппарат этот, несмотря на свое высокое научное значение, вначале более мешал изучению животного электричества, чем облегчал его. Во время спора между Вольтой и Гальвани, из которых первый относил место проявления наблюдаемого явления в точку соприкосновения разнородных металлов, а второй – в организм самого животного, в это время было необыкновенно важно найти аппарат, который действовал бы без всякого посредства животных веществ. Вольтов столб и удовлетворял этому требованию в полной мере; при посредстве его можно было даже различать химические соединения. Внимание физиков сосредоточилось на этом приборе; наблюдения над животными были почти забыты, так что физики почти свыклись с мыслью, что упомянутые выше сокращения лягушек нечто иное, как действие соприкасающихся разнообразных металлов. Теория Вольта одержала верх. Гумбольдт, убедившийся еще до отъезда в Америку, в существовании совершенно независимого от металлического электричества, – электричества животного, издает свое исследование об электрических рыбах, желая подтвердить свои прежние положения. Это и удалось ему впоследствии вполне. Исследования его, сделанные им совместно с Гей-Люссаком в Неаполе над скатами [1819], убедили ученый мир в совершенной аналогии между электрическими органами электрического ската и вольтовым столбом; Фарадей доказал впоследствии ее и относительно электрического угря, что в начале казалось несколько сомнительным. Входить в подробности этих исследований, имеющих свою историю, мы, конечно, не имеем здесь возможности.

Гумбольдт воспользовался прекрасным случаем, представлявшимся ему во время плавания по реке Магдалене, исследовать различные условия дыхания крокодилов. Конечно, при этом не могло быть и речи о дыхании взрослых, так как они достигают длины 20 футов, а опыты были произведены над животными молодыми, дней 15-16 от рождения, длиною от 12 до 16 дюймов. Наловив их при помощи индейцев, отличающихся особенной ловкостью при этой небезопасной охоте, – они держат кусок дерева, за которое крокодилы в злости хватают зубами, и в эту минуту индейцы хватают их за затылок, – Гумбольдт поместил их под стеклянными колпаками, наполненными воздухом, а внизу водой. При этом он употребил особенный прибор в виде креста, сделанного из бамбуса, при посредстве которого крокодилы были так прикреплены, что не могли разбить хвостом колпака и принуждены были держать рыло свое поверх воды. В колпаках находилось 138 кубических сантиметров воздуха. Сначала они дышали, выставленные на солнце, совершенно спокойно, но после истечения часа или часа и 10 минут, начались первые признаки беспокойства. Они старались всеми возможными средствами погрузить головы под воду, как будто старались этим уклониться от вредного действия воздуха, в котором они находились. Дыхание становилось медленнее, они наклоняли голову и затем наступали сильные судороги, во время которых один крокодил разбил даже колпак. Два остальные были вынуты из-под них через 1 час 43 м. от начала опыта. На свежем воздухе они начали сильно вдыхать, глотая его широко разинутой пастью, и скоро оправились. Воздух в обоих колпаках увеличился от 1,000 на 1,124 и 1,154 частей. Составные части его представили средним числом из 5 анализов, сделанных посредством окиси азота, в 1,000 частях: 95 и 82 углекислоты, 60 и 76 кислорода и 845 и 842 азота. Этими данными объясняется беспокойство крокодилов, которое начинается, когда окружающий их в колпаке воздух содержит от 8 до 9% кислорода. При 5 или 6% содержания его животное издыхает. Таким образом, уверение индейцев, что крокодилы могут оставаться под водой по целым дням, ложно. Они не имеют органов, при посредстве которых они могли бы дышать в воде. Впрочем, эти наблюдения касаются только того времени, когда животные эти исполнены жизненных сил. Мы вправе предполагать, что явления изменяются совершенно, когда крокодилы в течение сухих месяцев тропического пояса и холодных умеренного, лежат оцепенелые, зарывшись в глину или ил. Уже Коррадори заметил, что лягушки погибают летом, если их держать минут 40 под водой, хотя они и проводят всю зиму на дне болот.

Количество поглощенного крокодилом воздуха, сравнительно, весьма незначительно. Животное в 3 дециметра длиной поглотило его в течение 1 часа 43 минут не более 20 кубических сантиметров. Это находится в связи с небольшим количеством крови этих животных, в чем Гумбольдт и Бонплан убедились при вскрытии большого экземпляра, а также тем обстоятельством, что молодой крокодил величиной в 6 раз больше лягушки имеет сердце такой же величины, как эта последняя.

Несмотря на то, что Гумбольдт сделал свой анализ выдыхаемого крокодилами воздуха при посредстве не совсем точного метода (с помощью окиси азота, между тем как мы видели выше, он не дает таких точных результатов, как эвдиометр Вольты и фосфор), мы не вправе упрекнуть его в этом. Он пользовался посреди пустынь тропических теми вспомогательными средствами, которыми мог располагать, не забывая ни одной отрасли науки. Конечно, в физиологической лаборатории эти опыты могли быть сделаны тщательнее и вернее, но они до настоящего времени еще не повторены и составляют единственный источник наших сведений по этому предмету.

Из числа животных, в организме которых анатомические исследования показали присутствие кровеносных сосудов, только млекопитающие и птицы дышат от рождения до смерти воздухом.

Между другими классами животных мы встречаем таких, которые всю жизнь, или часть ее, принуждены дышать в воде. Очень незначительно число таких, которые (напр. двуногая сирена и протей) пользуются в течение целой жизни своей возможностью при посредстве особенного устройства органов дыхания дышать на суше и в воде. Число этих амфибий, в настоящем смысле слова, весьма невелико.

С тех пор как Бойль и Мэран (в XVII в.) нашли, что вода может поглощать воздух, последний принимали за главный фактор при дыхании рыб. Против этого положения никто не вооружался. Но с открытием химического состава воды, состоящей из водорода и кислорода, – возникает вопрос: действительно ли необходим для процесса дыхания рыб воздух, поглощаемый водой только в незначительном количестве? Не естественнее ли считать, что одна из химических составных частей воды, т. е. кислород, находящийся в ней в количестве 89%, удовлетворяет процессу дыхания рыб? Но куда девается другая составная часть воды, водород? И на это был готов ответ: на образование жирных веществ этих животных. Кроме того высказано было мнение, что плавательный пузырь играет ту же роль, как легкие в других животных. Правда, уже тогда Пристли и Спалланцани вооружались против этого разложения воды, так как последний уже заметил, что рыбы, подобно другим животным, дышащим воздухом, принимают из воздуха кислород и выдыхают углекислоту и что они погибают в воде, из которой устранен воздух. Естественно, что явление это было бы немыслимо, если бы вода выделяла из своих составных частей необходимый для дыхания рыб кислород.

Так как эвдиометрический метод Спалланцани не удовлетворял всем требованиям науки, то Гумбольдт и Провансаль [47] взялись проверить его опыты и тем дополнить работы Гумбольдта о составе воздуха. Они нашли посредством кипячения воды, что вода принимает в себя 0,0275 частей (по объему) воздуха, если последний проходит через нее постоянной струей. Вода вскипяченная и дистиллированная, оставленная в закрытом пространстве, поглощает воздух гораздо менее. Этот поглощенный водой воздух отличается особенностью: в нем не 21% кислорода, как в воздухе атмосферическом, а до 31%. Точно так же и углекислота представляет иное отношение; процент ее достигает 6-11%. В химически тщательно исследованную воду под колпаком он впускал крепких здоровых линов, оставляя их там от 5 до 17 часов. Анализируя после этого воздух колпака, Гумбольдт и Провансаль находили, что количество его от дыхания рыб уменьшилось и притом уменьшилось содержание кислорода и азота; содержание же углекислоты увеличилось. Это уменьшение и увеличение газов было, однако, в разных опытах не совсем постоянно. Опыты эти убедили еще, что потребность рыб в кислороде незначительна, хотя неоднообразна для разных пород рыб; так, напр., карпы после 20-минутного пребывания в дистиллированной воде, не смешанной с воздухом, издыхали. Дальнейшие опыты показали также, что рыбы прежде всего потребляют кислород воздуха, растворенного в воде, которая в свою очередь поглощает этот газ из находящегося над нею воздуха. Но так как последний процесс совершается со скоростью, неравномерной первому, то рыбы всплывают на поверхность воды, где и поглощают воздух в его эластическом виде. Животные, снабженные жабрами, пользуются преимуществом дышать в воде и в воздухе. Если же мы замечаем, что они на воздухе скоро погибают, то это зависит от того, что в этой среде жабры высыхают и кровообращение в них прекращается.

47

Жан-Мишель Провансаль (Jean-Michel Provencal, 1781-1845) – французский зоолог и анатом, многолетний друг и корреспондент Гумбольдта.

Если же поддерживать их во влажном состоянии (напр. обкладывая их сырым мхом), то рыбы могу жить и в воздухе так же, как и в воде. От присутствия значительного количества водорода или углекислоты в воде рыбы издыхали.

По общераспространенному мнению, роль плавательного пузыря рыб состоит в том, что при его посредстве животные эти могут по произволу опускаться и подниматься на желаемую глубину. Если они при помощи мышц своих сжимают пузырь, то понятно, так как удельный вес их делается от этого тяжелее, что они идут ко дну. Когда пузырь раздается – происходит противное. Впрочем, Гумбольдт заметил, что некоторые лини, у которых он вырезал плавательный пузырь, плавали и без него на разных глубинах, хотя большинство таких рыб находилось всегда на дне сосудов.

Эти опыты Гумбольдта над дыханием двух высших классов животных с холодной кровью были впоследствии дополнены Гей-Люссаком над птицами и млекопитающими.

X

Труды по ботанике – Ботаническая география

Что касается зоологической географии, имеющей предметом познакомить с распространением животных на поверхности земной, то хотя Гумбольдт не оставил нам полного здания этой науки (разработанной гораздо позже Шмардой в Вене в пятидесятых годах), однако он подарил нас фауной экваториальной части Америки и впервые определил точно предмет этой отрасли естествоведения; познакомил с распределением – горизонтальным и вертикальным – многообразнейших видов, которыми изобилует исследованная им страна (см. Relation historique, observations de zoologie).

Хотя, как мы видели выше, Гумбольдт в начале своей ученой деятельности и занимался систематической ботаникой, он, однако, собрав вместе с Бонпланом растительные сокровища центральной Америки, предоставил систематическую разработку их другим, в особенности своему товарищу по путешествию и Кунту. Она составляет шестой отдел его Voyage aux regions equinoxiales, явившийся в свет с 1805 по 1834 г. в 18 томах с 1120 таблицами. Сам Гумбольдт занялся более общими ботаническими вопросами, по преимуществу растительной географией – распределением растений на поверхности земного шара.

Преимущественное внимание ботаников даже истекшего столетия было обращено на ботанику систематическую, хотя и Линней при исчислении растений обращает уже внимание на страны, в которых они произрастают (habitatio), равно как и на место произрастания (statio). Эти бедные заметки положили начало этой отрасли естествознания. Жиро-Сулави [48] в 1780 г. первый употребляет название, под которым она известна и теперь. Линк обращает внимание на зависимость роста некоторых растений от известковой почвы и затем уже Гумбольдт в своих минералогических наблюдениях (1790), в особенности же во флоре Фрайбурга, ставит уже задачи, разрешение которых подлежит этой науке. Штромейер (1800) тоже упоминает об этой науке и сродной ей истории растений. Но все названные труды ограничивались пока одними намеками, указаниями, как приняться за обработку нового предмета. Даже и труд Гумбольдта – Ideen zu einer Physiognomik der Gew"achse [1807] – представляет более поэтический, чем научный образ распределения растений; он останавливается здесь по преимуществу над разнообразием впечатлений, поражающих путешественника в различных местностях вследствие различной флоры их; словом, сообщаемое здесь интересует больше художника, чем ботаника. Первым научным сочинением об этом предмете следует, бесспорно, считать Гумбольдта Essai sur la g'eographie des plantes [1805] (в пятом отделе его Voyage), где он следующим образом определяет эту науку: растительная география рассматривает растения по отношению к распределению их в различных климатах. Так же почти безграничная, как сам предмет, она представляет глазам нашим необозримый растительный покров, который всеоживляющая природа разостлала на нагой поверхности земной коры. Он следует за растительными формами от высот, покрытых вечным снегом, до глубины морей, проникая и под поверхность земли, где в пещерах прозябают совершенно еще неизведанные тайнобрачные растения, равно как и вовнутрь горных пород. Последняя фраза показывает, что он относит к ботанической географии и историю растительного царства.

48

Жан-Луи Жиро-Сулави (Jean-Louis Giraud-Soulavie, 1751-1813) – французский географ, геолог, вулканолог, дипломат и историк. Принимал активное участие в событиях Французской революции, по слухам, автор многочисленных памфлетов. Однако opus magnum Сулави – естественно-научное описание южной Франции в 8 т. Будучи страстным собирателем рукописей, впоследствии занялся публикацией мемуаров и корреспонденции.

Между разными вопросами, разрешение которых подлежит ботанической географии, не последний по связанному с ним научному интересу занимает следующий: существуют ли растения, свойственные всем поясам, то есть встречаются ли в них дикорастущими. Гумбольдт дает на него, на основании своих исследований, положительный ответ для некоторых тайнобрачных – Дикранум метловидный (Discranum scoparium), Кукушин лен (Polytrichum commune), Verrucaria Sanguinea, Verrucaria limitata Scopoli, – растущих под всеми градусами широты и долготы, в тени и в местах влажных, на берегах морей и на высотах Альп. Между явнобрачными, собранными Гумбольдтом и Бонпланом в Америке, нет, напротив, ни одного, которое встречалось бы в Европе дикорастущим. Конечно, мы не хотим этим сказать, что в Америке не попадаются растения, растущие и в других частях света, но они были туда перенесены. Мы знаем, что такие переселения совершаются перенесением семян ветром, течениями, птицами, не говоря уже о происходящих при посредстве человека. Так, греки распространили по Европе виноград, римляне – рожь, аравитяне – хлопчатую бумагу, и в Америке тольтеки – маис по Мексике и в южных странах, горные жители Кундинамарки – картофель. Такой способ распространения этих растений не подлежит сомнению, но зато первоначальная родина многих растений так же спорна и неопределенна, как и родина человеческих пород. Кажется, однако, что местность к югу и востоку от Каспийского моря, берега Окса и долины Курдистана следует считать родиной всех наших плодовых деревьев. Так, Персия подарила нас ореховым и персиковым, Армения – абрикосовым деревом, Малая Азия – сладкими вишнями и каштаном, Сирия – фиговым, гранатовым, оливковым, тутовым деревьями. Этой генеалогией растений наука обязана Гумбольдту.