De Gids. Jaargang 30

[p. 125]

Lucht en leven.

Gemakkelijk is het, de opmerking te maken en die in vele gevallen bevestigd te vinden, dat de taal van het dagelijksch leven dikwijls hare begrippen en bepalingen te eng opvat, te veel beperkt; zoodat ze onder een zekere rubriek alleen een zekere klasse van verschijnselen begrijpt, zonder andere verschijnselen, die er toch evenzeer toe behooren, daaronder te rekenen. Gelijk van andere wetenschappen geldt dit ook van de natuurwetenschap, en hier is het zeker in de eerste plaats daaraan toe te schrijven, dat de dagelijksche taal zich hoofdzakelijk bezig houdt met de meer tastbare verschijnselen, en diegene welke minder in 't oog vallen (al zijn ze dan ook van even groot of nog grooter belang) of geheel veronachtzaamt of ten minste ze niet in dezelfde mate wil laten gelden.

Bij voorbeeld: het woord levensmiddel in den zin waarin 't gewoonlijk gebruikt wordt, beteekent, niet een middel waardoor wij ons leven onderhouden, maar een stof waarmede wij ons voeden. In verreweg de meeste gevallen zou men als levensmiddelen alleen opnoemen: brood, vleesch, meel, enz., m.a.w. alleen voedingsmiddelen, en daardoor die beide begrippen stilzwijgend voor identisch verklaren. Nu zijn wel is waar al die stoffen wel degelijk levensmiddelen; alle voedingsmiddelen zijn levensmiddelen, maar niet alle levensmiddelen zijn voedingsmiddelen. Dus: de dagelijksche taal vat het begrip levensmiddel in te engen zin op; 't is als of zij redeneerde: alle vogels zijn dieren, dus zijn alle dieren vogels.

Wat toch is een voedingsmiddel?

Stofverlies gaat onafscheidelijk gepaard met leven; zal 't leven voortgaan dan moet dat stofverlies worden aangevuld. Die stoffen nu, waardoor wij de door 't leven verloren gegane be-

[p. 126]

standdeelen van ons lichaam vervangen zijn onze voedingsmiddelen. Iedere stof die dat, hetzij in haar oorspronkelijken toestand of door de spijsvertering veranderd, niet kan doen is geen voedingsmiddel.

Maar tot leven behoort meer dan voeding. Er zijn dus nog andere levensmiddelen, dat geen voedingsmiddelen zijn. De meeste planten b.v. kunnen zonder licht niet leven; evenzoo is 't licht een vereischte voor 't gezonde leven van de meeste hoogere dieren; toch laat het zich moeielijk beweren dat planten of dieren zich voeden met licht. Maar het levensmiddel bij uitnemendheid voor plant en dier is de lucht. Een banale stelling, niet waar? Om daartoe te komen was de gansche voorafgaande redenering wel overbodig?... Toch niet zoo geheel; want zie, zoover is 't er van daan, dat levensmiddel en voedingsmiddel identische begrippen zijn, woorden van dezelfde beteekenis, dat juist dat essentieele levensmiddel, de lucht, dat stofverlies hetwelk wij door ons voedsel moeten herstellen, veroorzaakt, De lucht breekt ons lichaam af en doet ons juist door het afbreken leven, mits ons voedsel telkens weer 't afgebrokene opbouwt. Wie geen voedsel neemt wordt door de lucht gesloopt. Penelope's weefsel werd steeds weer ontrafeld en steeds weer nieuw geweven, en juist daardoor bleef zij weven.

Hoe dat ontraaflen toegaan zou?

Gelijk Odysseus trouwe gemalin, doet ook onze weefster, de natuur, dat in 't geheim. Toch is aan enkele stoutere minnaars een blik op dien arbeid gegund.

Welke rol speelt de lucht in de levensverschijnselen? Hoe leven wij van de lucht? Wij zullen die vragen zoo goed mogelijk trachten te beantwoorden.

I.

Zeer verschillend is in verschillende tijden het antwoord geweest op de vraag: wat is de lucht? hoe is zij zamengesteld?

In den tijd, toen men nog bijna uitsluitend de eigenschappen en niet de samenstelling der dingen bestudeerde, formuleerden de natuuronderzoekers bij monde van Aristoteles hun antwoord

[p. 127]

op die vraag ongeveer aldus: lucht is een element¹ d.w.z. een van de vier essentieele stoffen in de natuur, de type van alles waaraan warmte en vochtigheid tevens waarneembaar zijn. En lang bleef die definitie in stand, ten gevolge van het hoog gezag der Aristotelische philosophie in de middeleeuwen, dat elke afwijking van het systeem als doemwaardige ketterij brandmerkte en niet alleen met de pen, maar ook dikwijls te vuur en te zwaard vervolgde. Vooral de scheikundige studie der lucht bleef lang in haar onvolkomen toestand; toen reeds de arbeid van Galilei en Torricelli de grondslagen had gelegd voor een degelijke bestudering van de natuurkundige eigenschappen der lucht, was het onderzoek van hare samenstelling nog altijd een braakliggend veld, waarop men nog weinig verder was dan ten dage van Aristoteles. Toch vinden wij in de tweede helft der zeventiende eeuw de eerste sporen van een beter inzicht op dit gebied. Nicolas le Fèvre (1660) en John Mayow (1674) stelden ieder voor zich, uitgaande van het reeds door Jean Rey (1630) waargenomen feit, dat de metalen door 't gloeien aan de lucht zwaarder worden, hunne theorien op, welke hierin overeenkomen dat zij een bestanddeel in de lucht aannamen (esprit universel, spiritus igno-aëreus of hoe zij 't dan ook noemden) dat zich met die gegloeide metalen verbond en in 't algemeen de hoofdoorzaak was van verbrandings- en ademhalingsverschijnselen, een beschouwing die de latere wetenschap voor volkomen juist heeft verklaard. Doch bijna onopgemerkt gingen die scherpzinnig uitgedachte en gesteunde hypothesen haars weegs op de baan der wetenschap, eensdeels omdat zij geen overtuigend wicht van argumenten met zich brachten, anderendeels omdat de algemeene richting van 't onderzoek meer op physische dan op chemische verschijnselen uit was. Het maakt een eigenaardigen indruk van bewondering en medegevoel, bewondering voor zijn theorie, medegevoel met het lot er van, als men den genialen Mayow stellingen hoort uitspreken, waarin slechts de namen behoeven veranderd te worden om geheel thuis te zijn in de

1 Van belang is het, wel te onderscheiden tusschen de beteekenis die de vroegere wetenschap aan het woord element hechtte, en den zin dien het tegenwoordig heeft. Thans noemen wij element een stof die wij met de ons ten dienste staande middelen niet in verschillende bestanddeelen kunnen ontbinden. IJzerroest b.v. is geen element, omdat wij ijzer en zuurstof als de bestanddeelen er van kunnen aantoonen; ijzer daarentegen kunnen wij niet verder ontleden en noemen het daarom een element.

[p. 128]

wetenschap van ruim een eeuw later. Want zoo lang duurde het nog eer de man opstond, die door zijn ontdekking van de samenstelling der lucht, de stichter werd van de geheele hedendaagsche chemie, Lavoisier (1777). Uitgaande van de proeven van Rey en le Fèvre constateerde hij, dat vele stoffen als zij in aanraking met de lucht verhit worden, aan gewicht toenemen en dat wel omdat zij dan een bestanddeel van de lucht opnemen, zich er mee verbinden. Nu kwam het er op aan, dat bestanddeel nader te omschrijven en met dit doel volvoerde Lavoisier de eerste analyse van de lucht. Eenige dagen lang verhitte hij kwik in aanraking met een bepaalde afgesloten hoeveelheid lucht. En wat was hiervan het gevolg? Reeds den tweeden dag zag hij op de oppervlakte van het kwik kleine roode stukjes drijven, die allengs in grootte en getal toenamen, doch na vier of vijf dagen niet meer grooter werden en volkomen in denzelfden staat bleven. De proef werd dus als geeindigd beschouwd en het verhitten gestaakt. En welke verandering had de lucht nu ondergaan? Vooreerst was er een kleinere hoeveelheid dan toen de proef begon; er was een vijfde verdwenen. Maar het overblijvende was geheel iets anders dan de oorspronkelijke lucht; een dier dat er in gebracht werd stierf spoedig onder stikkingsverschijnselen en een brandend licht werd er terstond in uitgebluscht. Deze rest kon dus geen verbranding, noch ademhaling onderhouden; met het oog op het laatste verschijnsel noemde Lavoisier dit bestanddeel azote¹, een luchtsoort, een gas dat het leven niet kan onderhouden. Op dezelfde eigenschap duidt onze nederlandsche benaming stikstof.

Maar nu het verdwenen vijfde gedeelte? Klaarblijkelijk moest dat gezocht worden in het roode poeder dat op het kwik dreef; het had het blinkende vloeibare metaal tot het vaste poeder gemaakt. Deze bewering was gerechtvaardigd, als het gelukte die stof weer in kwik en een luchtsoort te ontbinden. En werkelijk, toen Lavoisier de roode stukjes verzamelde en ze verhitte verkreeg hij weer vloeibaar kwik en een kleurloos gas, dat eigenschappen bezat, juist tegenovergesteld aan die van het eerste. Want een dier bleef er een tijd lang rustig in voortademen en de verbranding, in plaats van er door te worden belet, werd integendeel buitengewoon sterk. Wanneer Lavoisier een gedeelte van deze lucht door een glazen buis voerde

1 Van α privans en ζωη, leven.

[p. 129]

en er een brandende kaars in bracht, verspreidde deze een schitterenden glans; een stuk gloeiende kool, in plaats van zooals in gewone lucht rustig voort te gloeien, verbrandde er in met vlam en met een zoo levendig licht dat de oogen het nauwelijks konden verdragen. Deze luchtsoort gaf hij den naam oxygène¹ (zuurvoortbrenger) op theoretische gronden, omdat hij stelde dat zij een essentieel bestanddeel was van alle stoffen die de scheikundige als zuren aanduidt. Wel is waar is deze beschouwing later gebleken onjuist te zijn, doch de naam is daarom gebleven. Van daar ook heet dat gas in onze taal zuurstof.

Toen was de samenstelling der dampkringslucht ontdekt. Van dien dag dateert de eigenlijke ontwikkeling der hedendaagsche scheikunde².

Later heeft men beter en nauwkeuriger methoden gevonden om de lucht te analyseren en daardoor bepaald dat van 100 deelen lucht (d.i. ruimtedeelen, b.v. kannen) bijna 21 zuurstof zijn en ruim 79 stikstof. Neemt men echter gewichtsdeelen, dan wordt, omdat de zuurstof vrij wat zwaarder is dan de stikstof, de verhouding natuurlijk anders: van 100 ponden lucht zijn ruim 23 pond zuurstof en bijna 77 stikstof. Voor ons doel mogen wij evenwel, al noemt de strenge wetenschap die bepaling onjuist, de lucht wel noemen een mengsel van 4 deelen stikstof en 1 deel zuurstof.

Deze zijn dus de hoofdbestanddeelen der lucht. Maar niet de eenige. Want zij bevat bovendien nog een kleine hoeveelheid van een andere gassoort, het koolzuur, een verbinding van koolstof, zooals zij in onze houtskool voorkomt, en zuurstof. Het zou gemakkelijk zijn, als wij de eigenschappen van dat gas wilden onderzoeken, een hoeveelheid er van te bereiden. We behoefden daarvoor slechts te nemen een stuk krijt of marmer

1 Van οξυς, zuur, en γενναω, voortbrengen.

2 Gelijk staatkundige revoluties dikwijls op meer dan een punt gelijktijdig en onafhankelijk van elkander ontstaan, zoo ook revoluties in de wetenschap. Ook hier was dit het geval. De feiten betrekkelijk de chemie der atmospheer, die zulk een algeheele omwenteling zouden veroorzaken, werden niet door Lavoisier alleen en vóór alle anderen ontdekt. Ter zelfder tijd of kort te voren werden de beide gassen zuurstof en stikstof als bestanddeelen der dampkringslucht ook door andere onderzoekers (Rutherford, Priestley, Scheele) ontdekt en geisoleerd. Toch blijft Lavoisiers roem daarom onverminderd, wijl hij het was, die, vooral omdat hij zich beter dan anderen wist los te maken van oudere theoriën en hypothesen, de ontdekte feiten eerst werkelijk vruchtbaar maakte voor het vervolg.

[p. 130]

en dat te overgieten met een zuur, b.v. sterke azijn. Dan zou er een heftig opbruisen plaats hebben, d.i. een ontwikkeling van gasbelletjes en dit gas zou koolzuur zijn, dat uit het krijt (een verbinding van koolzuur met kalk) door het zuur van den azijn is uitgedreven. Een dier in dit gas geplaatst sterft spoedig; een brandend licht gaat er in uit. Het heeft dus in zoover op verbranding en ademhaling dezelfde werking als de stikstof, toch speelt het daarbij, zooals wij later zullen zien, een geheel andere rol. Voor 't oogenblik interesseert ons alleen zijn voorkomen in de lucht, en dat het er in voorkomt is licht aan te toonen. Wij kunnen namelijk met behulp van 't koolzuur uit de lucht weer krijt maken. Want als een heldere oplossing van kalk (d.i. kalkwater) open aan de lucht staat, dan bedekt zich allengs de oppervlakte met een dun laagje wit poeder. Wordt dat laagje weggenomen, dan vormt het zich steeds weer en als wij van dat poeder een zekere hoeveelheid verzameld hebben en het met een zuur overgieten, dan vertoont zich weer hetzelfde opbruisen en wij verkrijgen weer hetzelfde gas als zoo even bij de koolzuurbereiding uit krijt. Het witte poeder was koolzure kalk, die zich uit de in het water opgeloste kalk en het koolzuur van de lucht had gevormd. Maar door dit kalkwater laat zich niet alleen aantoonen dat er koolzuur in de lucht is, maar ook hoeveel er in is. Wij kunnen nl. bepalen hoeveel koolzuur een zekere hoeveelheid van die koolzure kalk bevat, en als wij nu het kalkwater in aanraking brengen met de lucht, maar zorgen dat de hoeveelheid lucht die er door strijkt juist bekend is, dan kunnen wij, door de gevormde koolzure kalk te wegen, met een eenvoudige berekening het koolzuur dat er in bevat is bepalen en vinden daarmede het koolzuur uit de bekende hoeveelheid lucht. Dit koolzuurgehalte der lucht is echter veel geringer dan 't zuurstofof stikstofgehalte, want van 2000 deelen lucht maakt het koolzuur slechts ongeveer 1 deel uit. En niettemin is deze schijnbaar nietige hoeveelheid een even belangrijk en onmisbaar vereischte in de huishouding der natuur als eenig ander luchtbestanddeel; straks zullen wij feiten ontmoeten die de stelling rechtvaardigen: wanneer de lucht geen koolzuur bevatte was het plantenleven in zijn tegenwoordigen toestand onmogelijk; wanneer zij echter veel meer er van bevatte, was het dierlijk leven onbestaanbaar.

Maar met deze drie, zuurstof, stikstof en koolzuur, is de lijst

[p. 131]

der luchtbestanddeelen nog niet ten einde. De lucht bevat ook altijd waterdamp. Niet water in vloeibaren toestand; als dat het geval is, hebben wij 't verschijnsel dat wij mist of nevel noemen, maar gasvormig water, waterdamp, voor ons volkomen onzichtbaar. Onmerkbaar daarom niet, dat bewijst het verschijnsel dat een koud voorwerp, een glas b.v. in een warmer vertrek gebracht, beslaat, d.i. zich met een laagje water bedekt. Dit watergehalte is echter zeer veranderlijk en vooral afhankelijk van de temperatuur; hoe kouder de lucht is, hoe minder water in gasvorm zij kan bevatten, en omgekeerd. Van daar ook, dat een glas als het beslaan zal juist kouder moet zijn dan het vertrek; de lucht in de onmiddellijke nabijheid van het glas wordt afgekoeld; een gedeelte van de aanwezige waterdamp kan dus niet gasvormig blijven, wordt vloeibaar en zet zich tegen 't glas af. Wanneer lucht van een bepaalde temperatuur zooveel waterdamp bevat, dat de minste afkoeling een neerslaan van water te weeg brengt, dan noemt men zulk een lucht verzadigd. Een eenvoudige opgave van de hoeveelheid waterdamp in de lucht kan dus dan alleen van nut zijn om een oordeel te vellen over de vochtigheid of droogte van de lucht, als men tevens de temperatuur in aanmerking neemt. Hierom zullen wij ons alleen bepalen tot de opmerking dat de lucht dikwijls verzadigd is met waterdamp, daarentegen het tegenovergestelde uiterste, dat zij geheel geen waterdamp bevat, nooit voorkomt.

Behalve de tot nog toe besproken stoffen komen er nog verscheiden andere in den dampkring voor, die wij echter met stilzwijgen kunnen voorbijgaan, omdat zij òf niet constant òf in hoogst geringe hoeveelheid aanwezig zijn, en de rol die zij ten opzichte der levende organismen vervullen, door de wetenschap meest nog niet met genoegzame juistheid is gepreciseerd. Wij beschouwen dus de lucht als een mengsel van vier verschillende gassoorten: zuurstof en stikstof als hoofdbestanddeelen, koolzuur in geringe doch niet te verwaarloozen hoeveelheid, en een zeer veranderlijke quantiteit gasvormig water. Zoo is die zoo weinig substantieele, zoo weinig massieve stof, die dikwijls voor vroegere geslachten de type van iets onstoffelijks was (trouwens een storm leert 't wel anders), in de laatste honderd jaren door de scheikunde in vier onderscheiden goed gekende en gedefinieerde bestanddeelen ontbonden.

Na deze voorloopige uiteenzetting kunnen wij de werking

[p. 132]

van die aldus samengestelde lucht op het dierlijk leven bespreken. Dat zij daarvoor noodzakelijk is zal ieder licht toegeven en niets is gemakkelijker te bewijzen: een dier dat op een of andere wijze in zijn communicatie met de lucht verhinderd is, sterft. Maar nu is het de vraag: welk bestanddeel er van is dan zoo noodzakelijk? Proeven geven weêr 't antwoord. Wij kunnen een luchtmengsel bereiden, dat in alles met dampkringslucht overeenkomt, maar in plaats van stikstof een ander (onschadelijk) gas in dezelfde hoeveelheid bevat; - hierin blijft een dier voortleven. De stikstof is dus niet het voor 't dierlijk leven essentieele bestanddeel. - Koolzuur is 't ook niet, want wij kunnen de lucht vóór de inademing van al haar koolzuur berooven (b.v. door ze door kalkwater te laten gaan) zonder dat dit eenige stoornis te weeg brengt. Evenmin doet volkomen drooge lucht het leven ophouden, zoodat de waterdamp het ook niet kan zijn. Wij komen dus langs den weg der uitsluiting tot de zuurstof als 't eigenlijk noodzakelijke luchtbestanddeel, en een directe proef bevestigt dit, want een lucht waaraan men door een of ander middel (pyrogalluszuur of gloeiend koper) de zuurstof heeft ontnomen, is volkomen ongeschikt voor 't leven geworden, zoodat een dier er zeer spoedig in sterft.

Dit alles geeft ons dus recht tot de stelling: voornamelijk wegens haar zuurstofgehalte is de dampkringslucht noodzakelijk voor het dierlijk leven.

‘Maar waarom bestaat zij dan niet geheel uit zuurstof, en wat doen die andere stoffen er dan in; die konden we immers wel missen?’

Vergun mij op het onredelijk gedeelte dier vraag reeds hier te antwoorden, dat er in de natuur nog andere dingen zijn dan dieren. Het redelijk gedeelte zal later zijn beantwoording vinden.

II.

Hoe komt nu die zoo noodzakelijke lucht in het dierlijk lichaam, zoodat zij op de bestanddeelen er van kan werken?

De bezorging van dat levensmiddel is opgedragen aan de ademhalingsorganen. Een vluchtige wandeling door de dieren-

[p. 133]

wereld zal ons den bouw en de werking van die organen eenigermate leeren kennen.

Maar is die wandeling geen noodelooze moeite? Immers, iemand die geen anatoom of physioloog van professie is, stelt wel belang in zijn eigen lichaam en de gesteldheid van zijn eigen organen; maar moet hij het niet als een ijdel opstellen van ongeordende feiten, als een hoogstens amusante jacht op curiositeiten beschouwen, als men hem wil vertellen hoe een of ander nietig slakje ademt, hoe een of ander onbeduidend kreeftje zijn lucht krijgt? Zulk een slakkenleven zal toch wel van geen belang zijn voor de kennis van ons menschenleven? Zullen wij dus niet liever terstond met ons zelf beginnen en ons daarbij bepalen? - - Die drooge vergelijkende anatomie! - -

Gesteld eens, wij begonnen terstond met den mensch en lieten ‘die drooge vergelijkende anatomie’ er buiten, dan zouden wij vernemen, dat de mensch ademt door longen, dat vliezige zakken zijn, zoo en zoo van structuur, enz. Maar als nu eens iemand vroeg: waarom adem ik juist met mijn longen en niet met mijn haren of mijn voeten? - - Wij konden dan wel een deftig gezicht zetten en zeggen: 't moet zoo zijn, want het is zoo; - maar zulk een antwoord zou toch veel hebben van wat het spreekwoord noemt: iemand met een kluitje in 't riet sturen.

Zie, als ge iemand die met stoomwerktuigen onbekend is, een stoommachine laat zien, zal hij er niets van begrijpen. Maar als ge hem eerst de meer eenvoudige dingen toont; b.v. eerst een gewonen proppenschieter waar de saamgeperste lucht den prop uitdrijft; dan een waterketel waarvan het deksel door den stoom wordt opgelicht; dan een oud stoomwerktuig van Newcomen met condensatie in den cylinder; daarna een Wattsche machine met afzonderlijken condensator; eindelijk een machine van Watt waarin de op en neergaande beweging van den zuigerstang in een rondgaande is veranderd; - kortom, als uw leerling al die opvolgende steeds meer volkomen werktuigen had gezien, zou hij dan niet een eind op weg zijn om de hedendaagsche machine eenigzins te begrijpen?

Met andere woorden: de verklaring van het stoomwerktuig ligt in zijn geschiedenis.

In ons geval: de verklaring van een levensverschijnsel ligt in zijn geschiedenis. De archieven waaruit die geschiedenis te putten is zijn de levende organismen. In de reeks van die or-

[p. 134]

ganismen kunnen wij dat verschijnsel van zijn eenvoudigsten vorm af nagaan, om later den gecompliceerden vorm beter te begrijpen.

Dus getroost maar onze wandeling door de dierenwereld aangevangen. Waarschijnlijk zal zij ons, behalve en tegelijk met de kennis der ademhalingsorganen, ook de overtuiging verschaffen van de waarheid der stelling: de eenheid der organische natuur bestaat in de functien, niet in de organen; een der gewigtigste grondregels van de vergelijkende physiologie. Want vooral hier zien wij de uit een anatomisch oogpunt meest uiteenloopende organen dezelfde functie ten uitvoer brengen.

De lichaamsvochten in aanraking te brengen met zuurstof, dat is 't wezenlijke van alle ademhaling. Oppervlakkig beschouwd zou 't schijnen alsof hierdoor aan het grootste deel der dieren de mogelijkheid van ademhaling was ontzegd: hoe krijgen dan de waterbewoners hun zuurstof, ze kunnen toch niet allen zooals walvisschen en kikvorschen van tijd tot tijd aan de oppervlakte komen om lucht te scheppen?¹ Dat behoeven ze ook niet te doen; zij kunnen zich de hun benoodigde zuurstof uit het water zelf verschaffen. Want gelijk zeer vele vaste stoffen (b.v. keukenzout, suiker, enz.,) in water oplossen, zoo ook, ofschoon in mindere mate, de meeste gassen. Van daar dat 100 ruimtedeelen water, dat met den dampkring in aanraking is, bijna 2½ deelen gewone dampkringslucht kunnen opnemen, doch daar zuurstof oplosbaarder is dan stikstof, is het aandeel zuurstof in deze in water opgeloste lucht niet een vijfde, maar een derde: zoodat deze dus betrekkelijk rijker aan zuurstof is dan de atmospherische lucht.

Door koken worden de gassen uit het water uitgedreven. Een aquarium met uitgekookt water gevuld zou spoedig meerendeels lijken herbergen, en daardoor 't bewijs leveren dat waterdieren de lucht even noodig hebben als landdieren.

Waterbewoners ontmoeten wij 't eerst in de dierenreeks; de lagere klassen bestaan uitsluitend daaruit. En bij de laagsten van die lageren, de proletariers van 't plebs, bestaan de adem-

1 Walvisschen en dergelijke zijn ook, wat hun ademhaling betreft, geen waterdieren, daar zij in hun behoefte aan lucht uit den dampkring voorzien. Overal waar in het vervolg van waterdieren sprake is, worden daaronder verstaan, niet dieren die in 't water leven, maar dieren die in 't water ademen.

[p. 135]

halingsorganen in hun eenvoudigsten vorm, d.w.z. zij bestaan in 't geheel niet. Daarom bestaat er nog wel ademhaling. Namelijk: de geheele huid is week en vliezig, en kan daardoor het luchthoudende water gemakkelijk opnemen en doorlaten, hetzij dat dit over de gansche lichaamsoppervlakte geschiedt of dat het water bovendien nog in kanalen door het lichaam heen stroomt, en aldus met nog grootere oppervlakte in aanraking komt. Op deze wijze ademen de sponzen, de kwallen en anderen.

Iets hooger ontwikkeld zijn in dit opzicht de stekelhuidigen, tot welke klasse o.a. de zeeëgels behooren, wier sierlijke witte kalkhuisjes op het noordzeestrand verspreid liggen en de zeesterren, die dikwijls aan het paalwerk of de steenglooiingen van onze zeedijken zijn vastgehecht. Want bij deze dieren is de huid hard en kalkig geworden en tevens zijn er bijzondere organen opgetreden, die de lichaamsvochten met het water in aanraking brengen, nl. uitsteeksels uit een zachter weefsel bestaande, omspoeld door het water, en in welke kanaaltjes verloopen, waardoor het bloed of het daarmee gelijk te stellen vocht wordt aangevoerd en afgevoerd. Wij hebben hier dus lichaamsvocht in de uitsteeksels, luchthoudend water er om heen; de dunne vliezige wand der uitsteeksels belet de communicatie tusschen beide vochten niet; er kan uitwisseling van bestanddeelen, ademhaling, plaats hebben. Deze nu is de grondvorm van een ademhalingsorgaan voor een waterdier, of, zoo als 't gewoonlijk heet, een kieuw; wij mogen zulke kieuwen later meer gecompliceerd zien worden, hun bouw blijft in den grond dezelfde als boven is aangeduid.

Doch nog in een ander opzicht is de klasse der stekelhuidigen voor de physiologie der ademhaling van belang. Die eenvoudige kieuwen der zeesterren zijn uitsteeksels die door het water omspoeld worden. Maar zou niet een instulping, een zak die het water in zich opnam, dezelfde verrichting kunnen volvoeren, als nl. de wanden van den zak van een genoegzaam aantal bloedvoerende kanalen voorzien waren? Klaarblijkelijk zou de functie er dezelfde om blijven; in beide gevallen hadden wij water en bloed, slechts gescheiden door een dunnen wand. En werkelijk vinden wij nu bij vele Holothuriën (een orde van stekelhuidigen die wel in de Noordzee voorkomen, doch zeer weinig algemeen bekend zijn, daarentegen in China veelvuldig als spijze gebruikt worden onder den naam van Tre-

[p. 136]

pang) - een paar vliezige buizen met een oneindig aantal vertakkingen, wier stam van het uiteinde van 't spijskanaal uitgaat, daar in 't omringende water zich opent en zijne vertakkingen boomvormig door 't geheele lichaam verbreidt, dicht dooreengeweven met de bloedvaten. En indien wij nu in aanmerking nemen dat het dier in die zakken of vertakte buizen water kan opnemen en het weer uitspuiten, dan wordt de bewering geoorloofd dat ook dit ademorganen zijn, en wel de eerste aanleg van luchtbuizen of longen, waar de ademhalingsstof in het orgaan wordt opgenomen en niet zoo als bij de kieuwen het orgaan van buiten omspoelt. Omgekeerd zijn bij longen de bloedvaten om het orgaan, bij kieuwen in het orgaan gelegen.

Dorre uiteenzetting, niet waar?

Als ik de dichterlijke taal der natuurphilosophen uit 't begin dezer eeuw mocht spreken, zou ik het u anders hebben kunnen vertellen. - Natuur, de zorgende moeder, bouwde hare dierenwereld. De eerste proeven harer bouwkunst waren nog onvolkomen, wezens zonder eenig orgaan, eenvoudige klompjes georganiseerde stof. Zij kwamen voort uit de hand hunner scheppende moeder en verheugden zich in hun aanzijn. Nu eens in grillige bochten door 't water schietend, dan onbewegelijk vastgehecht, of ten spel der golven voortdrijvend, behoefden zij tot hun leven niets dan de eerste eigenschappen der georganiseerde stof, samentrekbaarheid en 't vermogen om opgeloste stoffen in zich op te nemen. Maar de natuur wilde hoogere organismen scheppen, wezens waarin het onvertakte grasscheutje zou worden tot een boom des levens, die in allerlei richtingen zijn takken uitzendt, wezens met organen die ieder voor zich een verschillende functie hebben. En hoe zou zij nu aan die meer volkomen kinderen 't genot van hun eerste levensbehoefte, de lucht, verzekeren? Door kieuwen of door longen? Zie, weifelend in haar te volgen plan, geeft zij dezen kieuwen, genen longen, als ware 't een proefneming welke wijze van ademhaling zou blijken de beste te zijn. Zeesterren met rudimenten van kieuwen, holothuriën met rudimenten van longen, - -

Doch genoeg. Zulk een taal mogen wij thans niet in ernst voeren, eenvoudig omdat het phrasen zijn en niets dan phrasen. Verder dus.

Van die beide grondvormen van ademhaling die in de klasse

[p. 137]

der stekelhuidigen optreden, praedomineert de kieuwademhaling zoolang wij met waterdieren te doen hebben. De dieren die tot de afdeelingen der wormen en weekdieren gebracht worden ademen bijna uitsluitend door kieuwen. Altijd zijn dit uitsteeksels waarin het bloed loopt en waar het luchthoudend water om heen spoelt. Doch van zeer verschillenden vorm. Zoo vinden wij bij een worm die in gaten op ons zeestrand leeft, de gewone pier, die als aas bij de schelvischvangst gebruikt wordt, aan beide zijden langs het lichaam dertien kieuwen, die er als kleine kwastjes uitzien. Zoo bestaat bij de oester de zoogenaamde baard uit eenige kamvormig in tanden gespleten platen, die niets anders zijn dan de kieuwen. Weer andere weekdieren, meerendeels naakte zeeslakken, dragen hunne kieuwen als sierlijke pluimen op den rug. De minder ontwikkelde vormen uit de klasse der schaaldieren (waartoe onze krabben en kreeften behooren) hebben kieuwen dat veranderde pooten zijn, nu eens meer, dan eens minder, nu eens voorste, dan weer achterste pooten zijn vervormd tot vliezige platte blazen, waardoor de ademhaling plaats heeft. Bij de eigenlijke kreeften en krabben echter zijn de kieuwen duidelijk van de pooten onderscheiden. En eindelijk vinden wij ze nog onder de gewervelde dieren bij de visschen, waar ieder zeker die roode, kamvormig in tanden gespleten organen wel kent, aan beide zijden van den kop gelegen, en meest met een kieuwdeksel bedekt. Wormen, weekdieren, schaaldieren, visschen: hoofdzakelijk waterdieren, meestal door kieuwen ademend.

Dieren die zich voornamelijk of altijd in de lucht ophouden ademen bijna uitsluitend door longen of longachtige organen. Bijna moeten wij er bijvoegen, want in de natuur bestaan geen grenzen, maar alleen overgangen. Het was een wijs woord van den ouden onderzoeker: de natuur maakt geen sprongen. Zoo ook hier niet. Gelijk er waterdieren bestaan met inwendige ademhalingsorganen (d.i. longen), zoo ook landdieren met uitwendige ademhalingsorganen (d.i. kieuwen), zoodat de uitspraak ‘waterdieren ademen door kieuwen, landdieren door longen’ niet zoo gaaf behoort aangenomen te worden. 't Zou ons echter veel te ver voeren, als wij die gevallen, ofschoon zij voor den beoefenaar der vergelijkende anatomie en physiologie hoogst interessant zijn, ook maar eenigszins gedetailleerd wilden bespreken. Wij zullen 't dus bij de bloote vermelding laten, dat er ook weer op dit gebied van die lastige wezens zijn, die niet

[p. 138]

volgens een regel of een systeem al is 't dan ook algemeen reçu, willen of kunnen ademen. Foei, die Holothuriën en Onisciden!

Wanneer wij nu de respiratieorganen der in de lucht levende dieren nagaan, vinden wij twee hoofdvormen, nl. over 't lichaam verspreide, en gelocaliseerde longen. Iets dergelijks hebben wij ook bij de beschouwing der kieuwen kunnen opmerken: de zeester en de pier met hun verspreide kieuwen aan den eenen kant, de visschen met hun tot een bepaalde plaats beperkte kieuwen aan den anderen kant. Nu is een visch volkomener ontwikkeld dan een zeester, m.a.w. wij vinden hier weer den regel bevestigd: de meerdere localisatie der organen en functiën gaat gelijk op met de hoogere ontwikkeling van het dier. Evenzeer gaat deze regel door voor de beide vormen van longen, nl. de verspreide longen komen vooral voor in de afdeeling der gelede dieren, de gelocaliseerde longen in de (hooger ontwikkelde) afdeeling der gewervelde dieren.

Geleed, gelocaliseerd, gewerveld! kunsttermen genoeg, voorwaar! - Tot verpoozing zullen wij een rups bekijken, b.v. een van die gewone geelgroene koolrupsen. Wij zien daar langs beide zijden van 't lichaam eenige bruine stipjes, ongeveer zoo groot als de doorsnede van een speld, die op de groene huid scherp uitkomen. Nu strijken wij een weinig olie langs de zijden van het dier, zoodat al die stipjes met een laagje olie bedekt worden. En wat nu? De rups is na eenige oogenblikken dood; hij is gestikt. In 't midden van die stipjes lagen de openingen waardoor hij lucht kreeg, de olie verstopte die openingen, hij stierf uit gebrek aan lucht. En als we nu onze handen wapenen met mesjes en naalden en onze oogen met loup en mikroskoop, en het dier gaan ontleden, dan vinden wij dat ieder stipje de opening is van een buis, die naar binnen toe zich steeds meer en fijner vertakt, takjes afgeeft naar andere buizen en zoo een netwerk helpt vormen dat zich door 't geheele lichaam verbreidt. Gemakkelijk laat zich zulk een buisje onder 't mikroskoop herkennen door de dwarsstrepen die het vertoont en die bij nader toezien blijken te zijn een in de buis opgewonden spiraaldraad. Die sterk vertakte spiraalbuizen zijn de ademhalingsorganen, de verspreide longen of (zooals ze eigenlijk heeten) de luchtbuizen of tracheën der insekten.

In andere gevallen vertakken zich de luchtbuizen niet, maar

[p. 139]

verdeelen zich spoedig na den oorsprong in breede, plaatvormige zakken, die als de bladen van een boek boven elkander liggen. Hiermee gaat gepaard vermindering van 't aantal buizen. Zoo vinden wij bij de spinachtige dieren, die met zulke zoogenaamde longzakken voorzien zijn, slechts een, twee, drie of vier paren luchtbuizen, ieder in een opening uitloopende, terwijl er bij de insekten doorgaans veel meer voorkomen. Bij de spinnen is dus de ademhaling meer gelocaliseerd; terwijl bij de insekten de lucht door de vertakte tracheën zich door 't geheele lichaam kan verspreiden en op de organen direct werken, komt bij de spinnen de lucht alleen in de longzakken, die op een bepaalde plaats van 't lichaam gelegen zijn. Maar toch moeten alle organen, ook de verder verwijderde, lucht hebben. Er treedt dus een voertuig op, dat de lucht van de longzakken naar de organen brengt, en dit voertuig is 't bloed, dat door 't lichaam loopt. Treffend laat zich deze betrekking tusschen ademhaling en bloedsomloop aantoonen in de klasse der spinnen. Zeer vele van die dieren hebben nl. behalve hunne longzakken ook tracheën, en hoe meer nu de laatsten optreden, m.a.w. hoe minder de ademhaling gelocaliseerd is, des te minder ontwikkeld is de bloedsomloop en omgekeerd. Bij de insekten waar de tracheën het meest ontwikkeld zijn is de bloedsomloop zeer rudimentair.

Voor de kieuwademhaling geldt deze regel niet in die mate, omdat een kieuw altijd een uitsteeksel is en geen instulping, en dus uit den aard der zaak met de inwendige organen, zoodra het dier eenigszins gecompliceerd wordt, niet in aanraking kan komen. Er treedt dus hier al terstond bloed of een analoge vloeistof op, die de lucht uit het water naar de organen voert. Toch zou tusschen wormen en weekdieren een dergelijke verhouding opgemerkt kunnen worden, als tusschen insekten en spinnen; de beide eersten (wormen en insekten) met meer verspreide ademhalingsorganen en minder volkomen bloedsomloop, de laatsten (weekdieren en spinnen) met meer gelocaliseerde respiratie en meer ontwikkelden bloedsomloop.

Maar wij zullen hier niet verder uitweiden over 't verband tusschen ademhaling en bloedsomloop; wij moeten ons ten halve opgetrokken gebouw nog voltooien, en de brug nog zoeken, die onze longen met de luchtbuizen van de koolrups en de longzakken van de kruisspin verbindt.

De spinnen leerden ons dat vermindering van luchtbuizen

[p. 140]

gepaard gaat met meer gelocaliseerde, d.i. hooger ontwikkelde ademhaling. Gesteld nu, dat wij uitgaan van 't minst mogelijke aantal luchtbuizen, d.i. één, dan zou de vergrooting van oppervlakte, die voor voldoende ademhaling noodig was, bereikt kunnen worden òf door sterke vertakking van die buis (insectenvorm) òf door zakvormige uitzetting (spinnenvorm). En nu vinden wij in de hoogst ontwikkelde dierenafdeeling, bij de gewervelde dieren, de ademhalingsorganen als een combinatie van die beide vormen. Natura saltus non facit! Gaan wij kortelijk de eindelijke ontwikkeling der longen in de dierenreeks na.

De meeste visschen hebben een zwemblaas, een langwerpige vliezige zak, langs de ruggegraat gelegen, die dikwijls door een kanaal zich in de spijsbuis opent en daardoor met de buitenwereld communiceert¹. Ziedaar dus de zakvormig uitgezette luchtbuis. En nu laat zich de voortgaande ontwikkeling van die zwemblaas bij de visschen vervolgen, totdat zij eindelijk door overlangsche deeling is geworden tot twee lange zakken, die van binnen netvormig gerangschikte plooien en uitsteeksels vertoonen, waarin een groot aantal bloedvaten verloopen, kortom, wat den bouw betreft, een paar ware longen. Twee visschen, een in sommige afrikaansche rivieren, de andere in de Amazonenrivier levende, veroorloven zich die voor een visch schijnbaar onbetamelijke weelde en dwingen ons dus ons begrip ‘visch’ wat ruimer te maken en niet meer zoo gladweg te zeggen: een visch ademt alleen door kieuwen. Bijna zouden we zeggen: speelt de natuur zoo grillig met vormen om den ordenenden menschengeest te tergen?

Van die tergende visschen loopt de reeks onafgebroken voort. De salamanders en kikvorschen hebben reeds meer en fijner mazen in dat netwerk van de longen. Dan komen hagedissen, slangen, schildpadden: steeds meer samengesteld, steeds meer mazen en tusschenschotten, eindelijk een ophooping van een oneindig aantal samenhangende blaasjes. En met die meerdere samengesteldheid gaat gepaard een steeds meerdere vertakking van de aanvoerende luchtbuis, totdat wij eindelijk bij vogels en zoogdieren de hoogste vormen van ademhalingsorganen vinden.

En welke is die vorm?

1 In vele andere gevallen is dit kanaal geen holle buis meer, maar is een solide streng geworden; een overgang tot andere gevallen, waarin het geheel ontbreekt.

[p. 141]

Ja, eigenlijk kan men, zonder met eigen oogen de fijnere samenstelling van zulk een long gezien te hebben, zich daarvan moeielijk een denkbeeld maken. Toch willen wij beproeven dien bouw in grove trekken te schetsen.

Voor aan onzen hals voelen wij, bij den een meer, bij den ander minder gemakkelijk, een hard beenachtig uitsteeksel. Dat uitsteeksel is een gedeelte van 't strottenhoofd¹ en tevens het begin van de luchtpijp, die naar boven door het achtergedeelte van den mond met den neus in verband staat, en naar beneden zich voortzet in een uit kraakbeenige ringen gevormde buis. Deze buis vertakt zich in 't bovengedeelte van de borst in twee takken (voor elke long een) en ieder van deze verdeelt zich weer en weer en weer, totdat er eindelijk in de borstholte een soort van naar beneden hangende boom ontstaat, waarvan de luchtpijp de stam en die grovere en fijnere vertakkingen of luchtbuizen de takken zijn, Tot zoover is dus de insektentype gevolgd, vergrooting door vertakking der aanvoerende buis. Maar nu loopt ieder van die fijnste takjes uit in een groep van blaasjes of eigenlijk in een peervormig zakje, welks inwendige ruimte door een tal van plooien en tusschenschotten tot een groep van blaasjes geworden is. Het meest juist zou men kunnen zeggen: ieder van die fijne luchtbuisjes loopt uit in een kleine kikvorschlong. Hier hebben wij dus de tweede of spinnentype: vergrooting door zakvormige verwijding. Zoo hangt onze inwendige organisatie samen met die van spinnen, insekten en kikvorschen. Met eenige wijziging van de bekende spreuk zouden wij haast beweren: Animal sum, nil animalis a me alienum puto. Een wijziging trouwens, die cum grano salis dient opgevat te worden.

Ten slotte zij nog opgemerkt, dat al die fijne zakjes en blaasjes omsponnen worden door een dicht net van bloedvaten, die het bloed aanvoeren, dat in de longen met de lucht in aanraking moet komen.

Ziedaar in hoofdzaak den bouw der ademhalingsorganen. Maar de kennis daarvan is nog niet voldoende. Wat is adem-

1 Het strottenhoofd is het orgaan, waar de klanken gevormd worden (niet juist de stem), met behulp van uit de longen uitgestooten lucht. Ofschoon dus de klankvorming zoowel in anatomisch als physiologisch verband staat met ademhaling, moeten wij echter de nadere beschouwing daarvan, om niet al te uitvoerig te worden, hier achterwege laten.

[p. 142]

halen in zijn meest oppervlakkige, voor ieder duidelijke beteekenis? Afwisselend in- en uitvoeren van lucht. En klaarblijkelijk kunnen nu die vliezige zakken al zijn ze nog zoo gecompliceerd, zonder dat er iets anders bijkomt, dat evenmin doen als ieder andere zak. Dus de vraag doet zich voor: hoe halen wij adem? hoe wordt de lucht in en uit de longen gevoerd?

Onze borstkas is een soort van kegelvormige kooi, samengesteld uit twee vertikale staven en eenige dwarse. Aan de achterzijde de ruggegraat als betrekkelijk vaste vertikale staaf, aan de voorzijde het insgelijks van boven naar beneden loopende borstbeen. Tusschen deze beiden verloopen boogvormig de ribben, schuins van achteren en boven naar voren en beneden, maar zoo dat hun draaipunt ligt in de verbinding met de ruggegraat. Worden nu de ribben opgeheven dan wordt het daaraan bevestigde bewegelijke borstbeen mee opgeheven en tevens natuurlijk naar voren geplaatst; de diameter van de borstkas in de richting van achteren naar voren wordt dus vergroot. Te gelijk draaien zich de ribben eenigszins om zich zelf en vergrooten daardoor (op een wijze die moeielijk door woorden duidelijk is te maken) den omvang der borstkas in dwarse richting.

Opheffing der ribben vergroot dus de borstkas (in horizontale richting). Maar bij die vergrooting is nog een andere factor in het spel en een zeer belangrijke. De basis van den kegel, waarbij wij de borstkas vergeleken, wordt gevormd door een in 't midden peesachtige, aan de randen spierachtige plaat, die zich in zijn ganschen omtrek deels aan de ruggegraat, deels aan de benedenste ribben vasthecht en zoo de borstkas van onderen afsluit. Wanneer nu deze spier in verslapten toestand, d.i. niet in werking is, wordt de plaat, het middenrif of diaphragma, in de borstholte koepelvormig omhoog gewelfd. Maar als de spierrand zich samentrekt wordt daardoor het middengedeelte naar beneden getrokken en de plaat wordt vlak in plaats van gewelfd. De borstkas is dus hierdoor vergroot in vertikale richting.

Vergrooting der borstkas wordt dus op twee wijzen bewerkt: verlenging door het naar beneden trekken van 't middenrif, verbreeding door het opheffen der ribben. Nu liggen de longen zoo in de borstholte, dat er tusschen den buitenwand der longen en den binnenwand der borstkas geen lucht kan komen,

[p. 143]

ofschoon die beide wanden niet met elkaar vergroeid zijn. Stel u voor een lange aan beide einden gesloten zak. Wanneer nu het bovenste eind daarvan zoo ver mogelijk wordt ingestulpt, dan hebben wij klaarblijkelijk een naar boven opene zak met dubbelen wand. De buitenste van die twee wanden bekleedt de borstkas van binnen, de binnenste omkleedt de longen. De ruimte tusschen beide wanden communiceert niet met de buitenlucht.

En nu een diepe ademhaling (verademing noemt ge 't wellicht na die mechanische anatomie). Wat gebeurt daarbij? De borstholte wordt door het zoo even besproken mechanisme vergroot, de buitenwand van den dubbelen zak zou daardoor van den binnenwand verwijderd worden, en als de ruimte tusschen beiden met de lucht samenhing zou dit ook gebeuren. Wat echter nu? Door de verruiming der borstkas komt de daarin, d.i. in de longen bevatte lucht onder geringere drukking, zij heeft grootere ruimte voor zich disponibel dan vroeger. Nu is 't een wet (wier uiteenzetting en verklaring hier niet behoort) dat gassen en vloeistoffen zich bewegen in de richting waar de minste drukking heerscht, gelijk b.v. iedere pomp ons toont. In dit geval zal er dus een luchtbeweging, een luchtstroom ontstaan naar de longen toe, m.a.w. een inademing. De longen nemen die toestroomende lucht in zich op en worden daardoor uitgezet (de elasticiteit van hun weefsel veroorlooft dit), zoodat zij de nu verruimde borstkas weer evenzoo geheel opvullen als vroeger.

Zoolang nu de spieren die de ribben opheffen en 't middenrif neertrekken, gecontraheerd blijven, duurt deze toestand voort; er bestaat evenwicht tusschen de lucht in de longen en de buitenlucht. Maar zoodra die spieren verslappen, dalen de ribben, deels door hun eigen zwaarte, deels door andere oorzaken; het middenrif wordt door de buikingewanden weer in de borstholte opgedreven, de borstkas wordt vernauwd, en de elasticiteit van 't longweefsel kan zich doen gelden om de uitgezette longen samen te persen. Hierdoor wordt nu de evenwichtstoestand weer verbroken, maar in tegengestelde richting; de lucht in de longen komt onder hoogere drukking en stroomt dus naar buiten: wij ademen uit.

Ademhalen is dus het afwisselend stroomen van lucht in en uit de longen, bewerkt door verwijding en vernauwing der borstkas, die de lucht in

[p. 144]

de longen telkens onder een drukking brengt, ongelijk aan die der buitenlucht.

Dat is een definitie, zooals de physica ze zou geven. Voor ons is die echter niet volledig genoeg. Er rest ons nog de tweede, vooral niet minder belangrijke zijde van deze verrichting, de beschouwing van ademhaling als scheikundig verschijnsel.

III.

Wij kennen allen het onaangename gevoel, dat ons overkomt na een lang verblijf met vele personen in een klein, dicht gesloten vertrek. Wij weten ook, dat dat gevoel meer of minder spoedig wijkt als in dat vertrek deuren en vensters worden opengezet of wij ons in de vrije lucht begeven. Er moet dus in de lucht van dat benauwde of bedompte vertrek iets zijn wat ons onaangenaam aandoet; die lucht moet voor ons bedorven zijn. Dat kan nu geschied zijn op verschillende wijzen: òf er is een noodig bestanddeel verdwenen of verminderd, òf er is een schadelijk bestanddeel bijgekomen of vermeerderd, òf eindelijk kunnen beide deze veranderingen gepaard gegaan zijn. Een proef zal ons leeren, welk van deze drie verschijnselen hier heeft plaats gehad. Als wij een dier in een bekende hoeveelheid afgesloten lucht een tijd lang laten ademen en dan met de noodige voorzorgen het volum van die lucht meten, dan zullen wij vinden dat dat volum ongeveer gelijk gebleven is. Toch is die lucht voor ademhaling ongeschikt geworden. Het eerste en tweede kan dus niet gebeurd zijn, wij besluiten dus dat bij de ademhaling een bestanddeel van de dampkringslucht verdwijnt en door een ander gas vervangen wordt. En wat dit bijkomend gas is, laat zich gemakkelijk uitmaken. Want als wij een deel van die lucht, die tot de proef gediend heeft, met kalkwater schudden, wordt dit sterk troebel, terwijl een gelijke hoeveelheid dampkringslucht met kalkwater geene of slechts een zeer geringe troebelheid geeft. Of wilt gij 't nog gemakkelijker aantoonen: blaas een tijd lang door middel van een glazen pijpje door kalkwater en spoedig ontstaat diezelfde troebelheid, die in beide gevallen de eigenschappen blijkt te bezitten van koolzuren kalk. De uitgeademde lucht bevat dus een

[p. 145]

veel grooter hoeveelheid koolzuur dan de ingeademde lucht (ongeveer 100 maal meer); er is dus in de longen koolzuur bijgekomen. En wanneer nu een ander gedeelte van de bovenbedoelde lucht volgens bepaalde scheikundige methoden wordt onderzocht, dan blijkt dat er van de 21 pCt. zuurstof die de dampkringslucht bevat, een min of meer aanzienlijk gedeelte is verdwenen. Door de ademhaling wordt dus zuurstof verbruikt; in 't algemeen kan men zonder al te groote onnauwkeurigheid aannemen, dat in de lucht, die een mensch uitademt, 5 pCt. zuurstof is vervangen door een gelijk volum koolzuur, zoodat die lucht niet 21 maar 16 pCt. zuurstof, daarentegen 5 pCt. koolzuur bevat, terwijl 't stikstofgehalte vrij onveranderd blijft.

Dit alles geeft ons dus recht om te besluiten: in de longen moet de lucht in aanraking komen met iets dat koolzuur er aan afgeeft en zuurstof er uit opneemt. En uitgaande van 't groot aantal bloedvaten, dat zich in de longen verspreidt, ligt nu 't vermoeden voor de hand dat dit iets het bloed is. Laat ons zien of wij dit vermoeden tot zekerheid kunnen brengen.

Boven (pag. 132) is ter loops gesproken over de oplosbaarheid van gassen in vloeistoffen, en vermeld dat 100 deelen water 2½ deelen dampkringslucht oplossen. Om echter nauwkeurig te zijn had er moeten bijgevoegd worden: ‘onder gewone luchtdrukking’. Want als wij zulk water aan een tweemaal grootere drukking (door een perspomp of anderszins) onderwerpen, dan zal het ook een tweemaal grootere hoeveelheid gas opnemen, en die bij verminderde drukking weer laten varen. Ditzelfde geldt ook van 't koolzuur, zooals ieder glas champagne of kunstmineraalwater kan leeren. Zoolang die vloeistoffen in de flesschen zijn mousseren zij niet, omdat het onder de kurk verzamelde gas een drukking uitoefent, die geen ontwijken van gas uit de vloeistof veroorlooft. Zoodra echter het vocht aan de lucht, d.i. onder verminderde drukking komt, begint het opbruisen. De hoeveelheid gas die een vloeistof kan opgelost houden is dus afhankelijk van de drukking en neemt af (d.i. er ontwijkt gas) naarmate de drukking afneemt.

Doch dit is niet het eenige, wat hierbij in aanmerking komt. Gesteld wij plaatsen een glas met gasvrij gedestilleerd water onder een klok met koolzuur die in kwik staat. Het kwik buiten en binnen de klok is in evenwicht, dus drukt op beiden een gelijke drukking; op het kwik buiten de klok die van den dampkring, op dat binnen de klok die van het koolzuur;

[p. 146]

wij hebben dus koolzuur dat een drukking uitoefent gelijk aan die van den dampkring of zooals men 't noemt van één atmospheer spanning. Onder deze omstandigheden en bij gewone temperatuur zal het water een volumen koolzuur opnemen gelijk aan zijn eigen volumen. Nu brengen wij dat koolzuurhoudend water onder een klok met zuurstof ook van één almospheer spanning. Volgens de bovengenoemde wet zouden wij nu verwachten dat er noch gas opgenomen noch afgegeven zou worden, want in beide gevallen drukte op de vloeistof dezelfde drukking. Toch zullen wij na eenigen tijd in de zuurstofklok een gedeelte koolzuur, in het water een gedeelte zuurstof vinden. Het water heeft dus koolzuur afgegeven. Waardoor? - - Het streven van het in water opgeloste koolzuur om het water te verlaten werd opgewogen door de drukking van 't koolzuur in de eerste klok; er was dus evenwicht, het koolzuur bleef in 't water. Of, zooals men 't uitdrukt, het koolzuur in en het koolzuur buiten 't water hadden gelijke spanning. Maar nu in de zuurstofklok? Het koolzuur in het water had een spanning van één atmospheer, omdat het onder een koolzuurdrukking van dat bedrag was opgenomen. En het koolzuur buiten 't water? Het was niet aanwezig, had dus een spanning = 0. Het koolzuur had dus geen beletsel om het water te verlaten en het deed dit totdat de spanning in en buiten 't water weer gelijk was. Om dezelfde reden nam het water zuurstof op, omdat de zuurstofspanning in 't water = 0, daarbuiten = één atmospheer was.

Onze wet moet dus luiden: de hoeveelheid gas die een vloeistof opgelost houdt, is afhankelijk van de drukking of spanning van datzelfde gas buiten de vloeistof in verhouding tot die van 't gas in de vloeistof.

Met deze kennis gewapend gaan wij verder. Het eerst ligt de vraag voor de hand: bevat het bloed dan werkelijk gassen? En niet alleen mag deze vraag thans ontwijfelbaar bevestigend beantwoord worden, maar zelfs is het mogelijk de hoeveelheid daarvan min of meer nauwkeurig te bepalen. Uit onderzoekingen volgens de beste thans bekende methoden gedaan, is gebleken dat een hoeveelheid bloed ongeveer de helft van haar volum aan gassen bevat, zoodat b.v. 100 volumina bloed 45-50 vol gassen bevatten, waarvan 30 koolzuur zijn, 15 zuurstof en het overige stikstof. Bovendien heeft men gevonden dat de spanning van dit koolzuur in 't bloed wel is waar op

[p. 147]

verre na niet één atmospheer is, zooals daar straks bij 't water, maar toch altijd aanzienlijk hooger blijft dan de spanning van 't koolzuur in de lucht, waarmee 't bloed in de longen in aanraking komt. Wij hebben dus hier in den grond hetzelfde als bij 't openen van een champagneflesch. In beide gevallen komt een vloeistof die koolzuur van hoogere spanning bevat in aanraking met een lucht waarin 't koolzuur geringere spanning heeft; in beide gevallen zal dus een koolzuurstrooming uit de vloeistof in de lucht plaats hebben.¹

Maar ik hoor tegen deze verklaring een tegenwerping:

Het bloed komt immers eigenlijk niet met de lucht in aanraking? de wanden der bloedvaten en longblaasjes zijn er immers tusschen?

Volkomen juist, doch dit is geen beletsel voor gaswisseling. De gassen zijn als de elfen; licht en onzichtbaar glijden zij door wanden en muren. En dit is geen grootspraak: voor eenigen tijd heeft de fransche natuurkundige Jamin door een muur heen een kaars uitgeblazen. In ons geval kunt ge u overtuigen van hun gemakkelijk doorsluipen door b.v. een vochtige blaas met koolzuur gevuld in een klok met zuurstof op te hangen; na eenigen tijd zult gij even goed zuurstof in de blaas en koolzuur er buiten vinden, alsof de gassen onmiddellijk met elkaar in aanraking waren geweest.

In deze verklaring van de wijze waarop het koolzuur uit het bloed wordt verwijderd is tevens de reden gegeven waarom een ophooping van koolzuur in de buitenlucht (een gevolg van lang ademen in een beperkte ruimte) zoo schadelijk is. Het bloed geeft alleen dan koolzuur af, als de spanning van dat gas in de lucht veel geringer is dan die in 't bloed, m.a.w. als 't gehalte van de lucht aan koolzuur gering is. Neemt nu dat gehalte toe, dan zal er (daar 't verschil in spanning minder wordt) minder koolzuur uit het bloed verwijderd worden, en als dat gehalte een zekere hoogte heeft bereikt zal het afgeven van koolzuur geheel ophouden, als nl. de spanning van dat gas in en buiten 't bloed gelijk is geworden. Daar nu

1 Toch moet men zich het afgeven van koolzuur door 't bloed niet zoo geheel zuiver physisch voorstellen, als alleen berustende op 't verschil in spanning. Want in den laatsten tijd is het waarschijnlijk geworden, dat er zich bij de ademhaling in het bloed een zuur vormt dat de uitdrijving van koolzuur bevordert. (Hoe het koolzuur zich in 't bloed bevindt, deels mechanisch geabsorbeerd, deels in losse of vastere scheikundige verbinding, heb ik gemeend onbesproken te moeten laten.)

[p. 148]

echter het bloed in het lichaam voortdurend koolzuur opneemt (wij zullen straks zien hoe), zal het zich eindelijk daarmee zoodanig overladen, dat het koolzuur giftig begint te werken. Want dit gas, dat, in zijn normale hoeveelheid aanwezig, niet schadelijk is, werkt als het zich in 't bloed ophoopt, vergiftig en zelfs doodelijk. De juiste wijze, waarop deze koolzuurvergiftiging plaats heeft, is echter nog niet bekend.

De afscheiding van koolzuur is evenwel nog slechts de eene zijde van de kwestie. Niet minder belangrijk is de vraag: hoe geschiedt de opneming van zuurstof? Onbewust zijn wij zeker allen wel eens van die opneming getuige geweest, als wij nl. er op gelet hebben, wat er met aderlatingsbloed gebeurt. Bij de operatie zelf zagen wij 't bloed donkerrood, soms bij zwart af, uit de wonde spatten. Het werd opgevangen en ter zijde gezet. En als wij nu na eenige oogenblikken dat bloed beschouwden, dan trof ons de spoedige kleursverandering; in plaats van donkerrood was het helderrood geworden. Dat helder worden is een gevolg van 't opnemen van zuurstof uit de lucht. De in de bloedcellen bevatte roode kleurstof komt in 't bloed in twee toestanden voor: met zuurstof verbonden als helderroode stof, zonder die verbinding als donkerroode stof. Wanneer nu in de longen bloed wordt gevoerd, welks kleurstof de zuurstof die er mee verbonden was grootendeels heeft laten varen en dat er dus donker uitziet (aderlijk bloed), dan zal die kleurstof in de longen door scheikundige verwantschap zuurstof uit de lucht opnemen, de helderroode verbinding ontstaat en 't bloed wordt lichtrood (slagaderlijk). Deze scheikundige verbinding van kleurstof met zuurstof is echter zoo onbestendig, dat zij op de reis van 't bloed door 't lichaam gemakkelijk ontleed wordt en de zuurstof afgeeft, waardoor 't bloed weer donker en aderlijk wordt.

Uit een scheikundig oogpunt definiëren wij dus ademhaling als die verrichting waarbij het bloed aan de lucht koolzuur afgeeft (hoofdzakelijk berustende op het verschil in spanning van dat gas in en buiten 't bloed) en uit de lucht zuurstof opneemt (hoofdzakelijk berustende op de scheikundige verwantschap tusschen bloedkleurstof en zuurstof)¹.

1 Behalve 't koolzuur wordt er door de ademhaling uit het ligchaam ook een aanzienlijke hoeveelheid water als damp verwijderd. Dat de uitgeademde lucht veel waterdamp bevat, blijkt uit de nevels die wij, als de omringende lucht koud is, uit neus en mond zien komen, en uit het beslag van water dat er ontstaat bij 't ademen op een koud voorwerp. Gewoonlijk is de uitgeademde lucht met waterdamp verzadigd, d.i. zij bevat zooveel als zij bij 36° C. (haar gewone temperatuur) opnemen kan. (Zie blz. 129).

[p. 149]

IV.

Tot nog toe hebben wij de ademhaling op zich zelf beschouwd; wij hebben de organen waardoor zij plaats heeft in hun oppervlakkige verscheidenheid en dieper te zoeken eenheid nagegaan, en de mechanische en scheikundige verschijnselen, die bij die verrichting een hoofdrol spelen, besproken. En hier staan ons ter verdere behandeling twee wegen open. Aan den eenen kant wenkt ons de gezondheidsleer en wijst op het hoog belang van versche lucht, op ventilatie en tocht, op stoven en kolendamp, op de raadselen van ozon en choleramiasma. Ter andere zijde staat de natuurwetenschap zelf, en spreekt van eenheid en ondeelbaarheid, en toont den onverbrekelijken band die den mensch verbindt met het grasscheutje en den koning der aarde met een stuk brandende houtskool. Solidariteit is haar wachtwoord.

Mag ik de gezondheidsleer voor ditmaal afschepen, haar een afzonderlijke bespreking harer kwesties voor een volgende gelegenheid belovende, en de andere gebiedster volgen? - -

Waar blijft de zuurstof en van waar het koolzuur? Die vraag is zeker de eerste die zich aan ons opdoet. In hare beantwoording is de veer aangewezen die 't dierlijk mechanisme in beweging brengt.

Daar verbrandt een stuk houtskool. De koolstof verbindt zich met de uit de lucht toestroomende zuurstof tot koolzuur. Bij die verbinding ontstaat warmte, die de overige kool aan 't gloeien brengt en licht veroorzaakt. Gaat de zuurstoftoevoer en daarmee de verbranding voort, dan is na eenigen tijd het zwarte brok verdwenen en overgegaan in het kleurlooze koolzuurgas; daarmede heeft de voortbrenging van koolzuur, maar ook die van warmte en licht opgehouden. Houdt die toevoer van zuurstof vóór dien tijd op, dan ‘gaat’ de kool ‘uit’, het zwarte brok blijft wat het is; koolzuur, warmte, licht worden niet voortgebracht.

[p. 150]

Daar werkt een stoommachine. De kool in den vuurhaard verbrandt tot koolzuur. Daarbij ontstaat weer warmte, die gedeeltelijk in mechanischen arbeid wordt omgezet. Sluit den rooster, waardoor de zuurstof wordt toegevoerd; de verbranding houdt op, de kool blijft kool en wordt geen koolzuur meer; het optreden van warmte is gestuit, het water bekoelt, de stoom wordt water en verliest zijn kracht: geen arbeid meer, de machine staat stil.

Daar leeft een dier. Zijn koolstofhoudende voedingsstoffen worden uit het spijskanaal in 't bloed opgenomen; zij komen in de weefsels in aanraking met de zuurstof, die door het bloed in de fijnste gedeelten van het vaatstelsel wordt afgegeven; die zuurstof tast ze aan; er hebben splitsingen, ontledingen plaats en het voorname eindresultaat van de inwerking der zuurstof is de verbranding van verreweg het grootste gedeelte van de koolstof tot koolzuur. Dat koolzuur wordt in het bloed opgenomen en dit door de aderen naar het hart en van daar naar de longen gevoerd, waar het een deel van zijn koolzuur afgeeft en weer een nieuwen voorraad zuurstof opneemt, om die dan weer op de weefselbestanddeelen te laten inwerken. Ziedaar het ontrafelen van Penelope's weefsel; gestadig worden de stoffen, waaruit ons lichaam bestaat, uit hare verbindingen losgemaakt en in eenvoudiger verbindingen (koolzuur enz.,) overgevoerd. Maar die verwoesting is een weldadige, want door die inwerking van zuurstof ontstaat, 't zij direct of indirect, warmte, spierarbeid, klierafscheiding, zenuwwerking, in één woord, ontstaat leven. En daarom moet die verwoesting voortgaan; en daarom moeten wij steeds den magtigen ontbinder, die door de longen ons lichaam komt binnengevaren, nieuwe stoffen ter ontbinding en verbranding aanbieden door ons voedsel. Geschiedt dat niet, dan sloopt hij ons even onverbiddelijk als hij 't gloeiend stuk hout op den haard verbrandt.

Dat is de groote rol van de ademhaling in 't dierlijk leven. Breek den toevoer van zuurstof af en alles staat stil, als de stoommachine met verstopten rooster.

Maar nu moeten wij onze vraag van zoo even omkeeren en vragen: waar blijft het koolzuur en van waar komt de zuurstof?

Ieder mensch en dier en elk vuur ontneemt aan de lucht zuurstof en geeft er koolzuur voor in de plaats. En als wij

[p. 151]

nu weten dat een mensch in 24 uur ongeveer 550 kan zuurstof opneemt en daarvoor circa 480 kan koolzuur afgeeft; als wij verder weten dat 1 ned. pond kool voor zijn verbranding noodig heeft ruim 1800 kan zuurstof en dan evenveel kannen koolzuur levert, dan valt het moeielijk te begrijpen, hoe de dampkring nog zoo constant van samenstelling kan blijven en niet minder dan een vijfde zuurstof en niet meer dan een tweeduizendste koolzuur bevatten, ook al nemen wij de ontzaglijke uitgebreidheid van de luchtlaag, die onze aarde omringt, in aanmerking. Waar blijft dan al dat koolzuur?

Er zijn nog andere dingen dan dieren en vuur.

Wat is houtskool? - - Verkoold hout; hout waaruit men door verhitting bij onvolkomen toevoer van lucht het grootste deel der overige bestanddeelen heeft verdreven, zoodat er hoofdzakelijk kool teruggebleven is. Hout bevat dus koolstof. Van waar die?

Neem eens een glas met koolzuurhoudend water en keer dat in water om, zoodat het water tot boven in het omgekeerde glas staat, en er geen lucht boven is. Breng er dan een stuk van een waterplant in en zet het glas in de zon. Al spoedig stijgen er van de bladeren van de plant gasbelletjes naar boven, die zich boven 't water verzamelen. En als gij nu na eenigen tijd het water onderzoekt, dan vindt gij er geen of bijna geen koolzuur meer in, terwijl het in 't bovengedeelte van het glas verzamelde gas zuurstof blijkt te zijn. De plant heeft dus onder den invloed van 't licht koolzuur uit het water opgenomen en zuurstof afgescheiden. Hetzelfde doen de planten die aan de lucht leven, zij nemen koolzuur er uit op en geven zuurstof af. Dit vermogen zetelt in de groene kleurstof der bladeren en het licht is daartoe een onmisbaar vereischte. Het opgenomen koolzuur is een van de voornaamste voedingsstoffen der plant, het wordt ontleed en er ontstaan verbindingen die op dezelfde hoeveelheid koolstof veel minder zuurstof bevatten dan het koolzuur¹, zoodat hierin de oorzaak

1 Niet alsof de bestanddeelen van een plant alleen uit koolstof en zuurstof zouden bestaan; zij bevatten bovendien nog altijd waterstof en dikwijls ook stikstof (hoe de plant die opneemt, doet hier voor 't oogenblik niet ter zake). Alleen zij hier opgemerkt, dat van bijna al de stoffen waaruit de plant bestaat (hout, zetmeel, suiker, eiwitstoffen, enz.), de koolstof ongeveer de helft uitmaakt, en dat deze koolstof uit het uit de lucht of uit het water opgenomen koolzuur afkomstig is. Terwijl nu het koolzuur op 100 gewichtsdeelen koolstof 266 deelen zuurstof bevat, komt in het hout op dezelfde hoeveelheid koolstof 110 deelen zuurstof voor, en in de eiwitstoffen op 100 deelen koolstof slechts ruim 40 deelen zuurstof.

[p. 152]

gegeven is van het afscheiden van die overvloedige zuurstof door de plant.

Wel is waar keert zich in het donker deze gaswisseling om, dan wordt er door de plant zuurstof opgenomen en koolzuur afgescheiden, doch dit gaat niet zoo intensief dat het de gaswisseling in 't licht zou kunnen opwegen, zoodat de plant per slot van rekening het koolzuurgehalte der atmospheer vermindert, het zuurstofgehalte vermeerdert.

Zoo hebben wij in de plant een débouché gevonden voor ons overvloedig koolzuur en een voorraadmagazijn om ons steeds weer zuurstof aan te voeren. De plant ontleedt ons uitgeademd koolzuur om de koolstof voor zich te behouden en 't grootste deel van de zuurstof ons terug te geven.

Vroeger¹ hebben wij kortelijk aangetoond welk een nauwe, innige band er bestaat tusschen alle verrichtingen van ons lichaam, hoe een goede werking van het eene orgaan onverbrekelijk samenhangt met een goede werking van elk ander. Een dergelijken samenhang vinden wij hier op grooter schaal terug, het verband tusschen de twee groote rijken der natuur door bemiddeling van de lucht.

Het stuk steenkool dat op onzen haard verbrandt was vroeger hout, dat door een der kolossale varens van de steenkoolperiode uit het koolzuur van den toenmaligen dampkring werd gevormd. Door de verbranding gaat de koolstof over in koolzuur dat in de lucht wordt uitgestort. Grasplantjes nemen dat koolzuur op, ontleden het en bewaren de koolstof in zich als bestanddeel van zetmeel, suiker, eiwitstof, enz. Een koe eet dat gras en zet die eiwitstof of dat zetmeel om tot spiervleesch of vet. De mensch eet het vleesch van de koe en de zuurstof die zijn ademhaling hem toevoert, verbrandt die koolstof weêr tot koolzuur, dat dan als zoodanig weêr op nieuw den kringloop door planten- en dierenlichaam begint.

1 Gids, 1865, IV, 128.

[p. 153]

Aldus leveren wij bij iedere ademhaling voedsel voor de plant, die uit dat voor ons schadelijke koolzuur weêr voedingsstoffen voor ons vormt en ons tevens de onontbeerlijke zuurstof teruggeeft. Treffender, inniger samenhang tusschen plant en dier laat zich wel niet denken. En wel verre dat het gevoel van onze afhankelijkheid van gras en onkruid ons een vernederende of neêrdrukkende gedachte zou zijn, is het ons een krachtige aansporing om ons thuis te gevoelen in de natuur en ons belang te doen stellen in het nasporen van hare wetten.

D. Huizinga.