Onze Eeuw. Jaargang 10
(1910)– [tijdschrift] Onze Eeuw– Gedeeltelijk auteursrechtelijk beschermd
[pagina 379]
| |
Levende en levenlooze stof
| |
[pagina 380]
| |
te voren overtuigd, dat langs den weg der generatio aequivoca, het troetelkind der materialisten, het leven op aarde niet was ontstaan. De bovennatuurlijke openbaring, ook een kenbron voor Pasteur, laat niet elke opvatting in wetenschappelijke vraagstukken toe. Darwin heeft het ondervonden en velen vóór hem. Een tegenhanger van Pasteur is de beroemde Amerikaansche physioloog Loeb, dien wij dikwijls aan het woord zullen laten. Ook hij bestudeerde het levensvraagstuk. Ook hij had zijn overtuiging, zijn geloofsbelijdenis, maar 't was niet die van Pasteur. Voor Loeb is de eenige kenbron der waarheid het getuigenis der zinnen en wat er langs inductieven weg met de methode der experimenteele natuurwetenschap uit kan worden afgeleid. In zijn bekende ‘Vorlesungen über die Dynamik der Lebenserscheinungen’ beschouwt hij ‘die Lebewesen als chemische Maschinen, welche wesentlich aus kolloïdalen Material bestehen, und welche die Eigenthümlichkeit besitzen sich automatisch zu entwickelen, zu erhalten und fortzupflanzen.’ Loeb is a priori overtuigd van de mogelijkheid der generatio aequivoca. ‘Es spricht aber nichts gegen die Möglichkeit dasz den technischen oder experimentellen Naturwissenschaften auch die künstliche Herstelling lebender Maschinen gelingen wird.’ Voordat er sprake is van een oordeel der wetenschap, staan de meeningen vast en vaak lijnrecht tegenover elkander. Wij moeten dit in het oog houden bij de behandeling van ons onderwerp, om uitspraken van verschillende zijden op de juiste waarde te kunnen schatten. In onzen tijd vloeit er geen gevaar uit voort, als het mannen geldt als Pasteur en Loeb, die in de eerste plaats beoefenaars der experimenteele natuurwetenschap zijn. Mochten zij zelf al een oogenblik vergeten de stenge kritiek op hun eigen uitkomsten toe te passen, anderen zouden er hen aan herinneren. Van een ander type zijn mannen als Haeckel, wien het stelsel bovenal ter harte gaat. In hun handen is de interpretatie der feiten niet altijd veilig. | |
[pagina 381]
| |
I.Strenge kritiek, bepaling van den graad van waarschijnlijkheid, die aan elke uitspraak toekomt, werd het levensbeginsel der moderne wetenschap genoemd. Deze geest ontbrak ten eenenmale aan allen, die vóór de 16de eeuw tot den kring der wetenschap behoorden. Burgersdijk, in het begin der 17de eeuw hoogleeraar in de physica te Leiden, kon nog zonder vrees voor tegenspraak schrijven:Ga naar voetnoot1) ‘De levende wezens ontstaan voornamelijk op tweederlei wijzen, nl. uit zaad en spontaan. Onder het laatste verstaat men het geboren worden door verborgen oorzaken, zooals de wormen ontstaan uit rottende lijken.’ Nog lang daarna hechtte men aan zulke uitspraken, die zoo duidelijk blijk gaven, dat de draagkracht en de beteekenis er van niet werden beseft, dat onze kritische methode van onderzoek zelfs aan de universiteiten nog een vreemdeling was. De eerste, die met de methode en de hulpmiddelen der moderne wetenschap de vraag naar den oorsprong van het leven trachtte te beantwoorden was Pasteur. Welk een belangstelling wekte omstreeks het midden der vorige eeuw de strijd over de zoogenaamde ‘generatio aequivoca’, het ontstaan van levende wezens uit levenlooze stof, hoe bracht hij de gemoederen in beweging! Welke verwachtingen koesterde men, toen de beslissing gegeven werd aan het experimenteele onderzoek in de handen van een man als Pasteur. Jaren lang waren de biologische tijdschriften er vol van. Wie van de vakgenooten geen eigen proefneming had te vermelden, hanteerde het wapen der speculatie of der kritiek. Zelfs beschaafde en ontwikkelde leeken volgden | |
[pagina 382]
| |
met aandacht den strijd, overtuigd, dat 't vraagstukken gold, waarmede hun wereldbeschouwing rekening moest houden. Van dit alles is voor ons slechts de negatieve uitkomst gebleven, dat er voorloopig weinig uitzicht bestaat met de hulpmiddelen onzer wetenschap een synthese van levende stof tot stand te brengen. De geheele strijd heeft voor ons iets, dat aan vroegere eeuwen herinnert. De synthese is de kroon op een langdurig voorafgaand analytisch onderzoek, dat de leidende gedachte voor den opbouw gegeven heeft. Hier werd de synthese der levende stof beproefd zonder eenig vermoeden omtrent de wijze en de voorwaarden, waarop zij zou kunnen geschieden; zonder eenig denkbeeld omtrent de inrichting van zulk een experiment. De negatieve uitkomst, die het vraagstuk voor langen tijd van de baan schoof, bewijst dan ook geenszins, dat er later met meer kennis en een meer beredeneerd en doelmatig experimenteeren geen positieve uitkomst zou verkregen kunnen worden. Loeb, wij hebben het reeds gehoord, twijfelt dan ook niet aan de mogelijkheid ‘dasz den technischen oder experimentellen Naturwissenschaften auch die künstliche Herstellung lebender Machinen gelingen wird.’ ‘Die Biologie’, zegt hij aan het slot zijner voorlezingen, ‘hat zwei grosze Umwandlungsproblemen zu lösen, nämlich die künstliche Umwandlung toter in lebende Materie und die künstliche Umwandlung einer Tier- oder Pflanzenform in ein andere Art. Mit der Lösung dieser Probleme wird die experimentelle Biologie in eine neue Epoche treten, welche an Fruchtbarkeit alles hinter sich läszt, was bis jetzt in dieser Wissenschaft geleistet worden ist.’ Als een werkhypothese, een werkstuk, waarvan de verwezentlijking een tijdperk in de biologische wetenschap zou afsluiten en een nieuw openen, is de synthese van het leven op het programma der wetenschap zeker op zijn plaats. Loeb mag zelfs met het oog op zijn eigen arbeid, dien van Hugo de Vries en anderen verlangen, dat men zulke uitspraken niet alleen beschouwt als toekomstmuziek. Een sterke vesting wordt niet met den stormpas ge- | |
[pagina 383]
| |
nomen. Zij valt eerst na een langdurig beleg, waarbij stelselmatig achtereenvolgens op buitenwerken en bastions alle krachten van den aanvaller worden gericht. Zoo ook valt de oplossing van een moeilijk vraagstuk op wetenschappelijk gebied niet in eens en in haar geheel den onderzoeker ten deel, maar achtereenvolgens en bij gedeelten. De physiologie nam groepen van tot op zekere hoogte op zich zelf staande levensverschijnsels in studie, om zooals Loeb het uitdrukt tot ‘eine chemische oder physikalische Beherrschung’ er van te komen. Dit gelukte het gemakkelijkst met die, welke men aplasmatische pleegt te noemen, die met het levend protoplasma in geen onmiddellijk verband staan. Wat bij de spijsvertering in ons darmkanaal plaats vindt, is met behulp van de afscheidingsproducten van lever, alvleeschklier, lebklieren en de klieren uit het slijmvlies van het darmkanaal in reageerbuizen na te bootsen. Vele omzettingen zelfs, die koolhydraten en eiwit daarbij ondergaan, kan men in reageerbuizen met zuiver chemische stoffen doen plaats vinden zonder eenig verschil in de uitkomsten. Spijsverteringsprocessen buiten het levend lichaam in chemische toestellen behooren tot de verschijnselen, die college-proeven te aanschouwen geven. Grooter worden de bezwaren, als men doordringt tot ìn de werkplaatsen van het levend organisme, de cellen, die Schleiden ons in 1838 deed kennen als de elementaire organen van alle planten, waaruit het geheele leven der laatste verklaard moet worden en die ook de eenvoudigste bestanddeelen van het dierlijk lichaam bleken te zijn. De cel der hoogere planten bestaat uit het taai-vloeibare eiwitrijke protoplasma, dat door een cellulose-vlies, de celhuid, omgeven, oplossingen van kristalloïden - zouten, suiker enz. - insluit. De cellen, de zetel der levensverschijnsels, tot zekere hoogte zelfstandig, vormen weefsels en organen en ten slotte een cellenstaat, de geheele plant; een organisch geheel, waarin zoowel de zelfstandigheid der elementaire deelen als hunne samenhang en samenwerking tot haar recht komen. Schwann en later Brücke en Kölliker waren het die het groote denk- | |
[pagina 384]
| |
beeld van Schleiden, de celGa naar voetnoot1) levenseenheid en grondbestanddeel van het levend wezen, ook toepasten op het dierlijk organisme. Uit een enkele eicel ontwikkelt zich, veelal met medewerking van een pollenkorrel of een zaaddiertje, het geheele plantaardige en dierlijke organisme, het ingewikkelde in alle richtingen gedifferentieerde samenstel van weefsels en organen. De volledige kennis van hetgeen er omgaat in de kleine ruimte der cel - bij de voeding, de afscheiding van stoffen, de voortplanting - zou den weg kunnen openen voor het volkomen begrijpen van het leven van het geheele organisme. | |
II.De levende cel is in de eerste plaats een chemisch laboratorium, waarin hoogst merkwaardige chemische werkingen plaats vinden. Loeb zegt met het oog hierop: ‘Die lebenden Organismen dürfen als chemische Maschinen angesehen werden, weil die Energiequelle für ihren Betrieb aus chemischer Energie gewonnen wird, und weil chemische Prozesse den Aufbau des Materials, aus dem die Machine gebildet wird, besorgen.’ En hij durft er bij te voegen: ‘Wir werden sehen, dasz die chemischen Vorgänge im Organismus nichts enthalten, dessen Beherrschung der chemischen Technik unmöglich wäre, obwohl es auch hier an pessimistischen Anschauungen nicht fehlt.’ Men behoeft niet zoover in het verleden terug te gaan, om een geheel ander standpunt aan te treffen. In het midden der vorige eeuw was de levenskracht nog in eere. Men was toen nog vast overtuigd, dat de chemische processen in de levende cel een geheel ander verloop hadden, door andere krachten werden beheerscht dan in de toestellen in het laboratorium. In het laatste kon men dan ook niet de stoffen laten ontstaan, | |
[pagina 385]
| |
die het levend wezen voortbracht. De organische chemie nog in haar kindsheid kon niet antwoorden met feiten; weldra echter begon haar snelle ontwikkeling en bleef het antwoord niet uit. De eerste stap op dien weg was reeds gedaan. Wöhler had in 1828 een organisch zout weten om te zetten in ureum; de eigenaardige stof, het hoofdproduct van de omzetting van het eiwit in het dierlijk lichaam, die door de nieren wordt afgescheiden. Het geval stond echter op zich zelf, vereischte een afzonderlijke verklaring en was niet in staat de heerschende meening te wijzigen. Nog in 1849 schreef Berzelius, de toongevende scheikundige: ‘Dans la nature vivante, les éléments paraissent obéir à des lois tout autres que dans la nature inorganique; les produits qui résultent de l'action réciproque de ces éléments diffèrent donc de ceux, que nous présente la nature organique’. Niet anders sprak Gerhardt: ‘J'ai dêmontré que le chimiste fait tout l'opposé de la nature vivante; qu'il brûle, détruit, opère par analyse; que la force vitale seule opère par synthèse: qu'elle reconstruit l'édifice abattu par les forces chimiques.’ Hoe vreemd klinken zulke uitspraken in den mond van voorgangers en baanbrekers, nu wij weten, dat de nieuwe dag reeds aan den horizont lichtte. Nog enkele jaren en Berthelot zou beginnen met den opbouw van geheele reeksen van organische stoffen uit de eenvoudigste bestanddeelen zonder eenige hulp van een levende cel. Inderdaad de meening is aannemelijk, dat geen gedachte, geen leerstuk van beteekenis door weerlegging verdwijnt, dat zij alleen sterven met de generatie, die er de drager van was, als een nieuw geslacht nieuwe gezichtspunten opent, waarbij de oude niet passen. Reeds in 1853 werden de vetstoffen synthetisch gemaakt uit de vetzuren en glycerine en in 1860 verscheen het hoofdwerk van Berthelot ‘Chimie organique fondée sur la synthèse.’ Niet enkele bladzijden maar een boekdeel zou het vereischen om thans een overzicht te geven van den arbeid der scheikundigen, die in reageerbuizen met zuiver chemische middelen stoffen deden ontstaan - vaak zeer | |
[pagina 386]
| |
samengestelde - waarvan men tot nu toe de vorming gebonden achtte aan het levensproces der cel. Weldra was nog slechts één bolwerk in handen van de verdedigers van het oude régime. Er zijn stoffen met moleculen, die door haar asymmetrischen bouw een eigenaardige werking uitoefenen op het gepolariseerde licht. Die bouw schijnt nauw verband te houden met de levensverschijnsels. De levende cel vraagt voor haar stofwisseling moleculen van een bepaald asymmetrische structuur. De verschillen zijn niet grooter dan die van een voorwerp tot zijn spiegelbeeld, van een rechts en een links gewonden trap. Toch kunnen schimmels zich met de rechts gebouwde moleculen voeden en laten de linksche zoo lang mogelijk onaangeroerd of omgekeerd. Dit is zelfs een methode, om de eene van de andere te scheiden. Fischer, die er het beeld voor gebruikte van een sleutel slechts passend op een bepaald slot, zeide zelfs, dat wij zouden verhongeren te midden van voorraden suiker en eiwit, als de moleculen er van niet juist die soort van asymmetrie vertoonden, die bij ons lichaam past. Organische stoffen nu, door synthese gemaakt, vertoonen die werking op het gepolariseerde licht in het algemeen niet; zij zijn, zooals het heet, optisch inactief. Er was dan nog geen volkomen gelijkheid verkregen met de uitkomsten van het levensproces. Het verschil was subtiel maar wezentlijk. Zoo althans sprak Pasteur en toen door een speling van het lot hij zelf ontdekte, dat een zout van het druivenzuur zich buiten de cel splitste in twee zouten van tegengesteld symmetrischen bouw, beide optisch actief, toen gaf hij de vesting niet over - hij hield ze a priori voor onneembaar - maar schreef de werking toe aan levende kiemen uit de lucht. Ook dit laatste bolwerk van het vitalisme is gevallen voornamelijk door den arbeid van van 't Hoff, die ons inzicht gaf in den aard der optische activiteit. Hij toonde met van Deventer aan, dat in het genoemde geval bij een bepaalde temperatuur een inactief zout van het druivenzuur in de actieve bestanddeelen, zouten van links- en rechtswijnsteenzuur, overgaat en omgekeerd de | |
[pagina 387]
| |
laatste in het eerste. Zulk een kunstmatige splitsing is thans een algemeen verschijnsel. Het vermogen, om asymmetrie voort te brengen komt zeker niet uitsluitend toe aan de levende stof. Er zijn zelfs reeds theorieën opgesteld, die in den trillingstoestand van het licht de oorzaak zoeken van de voorliefde der groene plantencel voor asymmetrische producten. Slechts bij enkele kunstmatige synthesen van plantenstoffen, die belangrijke gevolgen voor maatschappij en nijverheid hadden, willen wij een oogenblik stilstaan. De enkele gedachte aan bloemen is voldoende, om de aandacht te vestigen op den rijkdom van kleurstoffen, die in plantencellen het aanzijn verkrijgen; de kleurengamma wordt van het begin tot het einde doorloopen; de verscheidenheid der tinten schijnt onbegrensd. De vergankelijkheid dier teere voortbrengsels van Flora evenaart echter haar schoonheid. Zij zijn geboren voor het kortstondig bestaan, dat in hun beteekenis voor het plantenleven, in het bijzonder voor dat der bloem, haar verklaring vindt. Als kleur en geur niet te vergeefs de hulp van insecten bij de bevruchting hebben ingeroepen, is haar taak afgedaan. Kleurstoffen, in de vegetatieve organen - wortels en stengels - voortgebracht, zijn gewoonlijk van steviger en duurzamer aard. Daarvan heeft de mensch dan ook van oudsher gebruik gemaakt, om aan zijn kleederen fraaie kleurtinten te geven. Men denke aan het Campêche-, Brazilie- en Sandelhout, aan den Alkanet- en Curcumawortel, waarvan eerstgenoemde nog een groote rol spelen bij het verven van weefsels. Ook het dierenrijk heeft zijn bijdrage geleverd om den kleurenzin van den mensch te bevredigen. De Romeinen dankten het purper hunner mantels aan de purperslak. De cochenille, een Mexicaansche schildluis, de voortbrenger van het fraaie roode karmijnzuur, werd reeds in 1526 naar Europa gebracht. Waren deze kleurstoffen bestendig, vergeleken met die der bloem, zij waren nog niet echt, niet bestand tegen het reinigende zeepwater, tegen licht en atmosferische invloeden. De indigo- en de krapplant leverden echter kleurstoffen, die aan hooge eischen van echtheid voldeden en die dan | |
[pagina 388]
| |
ook bij het verven van weefsels nog altijd als de voornaamste gelden. De meekrapplant, Rubia tinctorum, verwant aan het Lieve-vrouwenbedstroo, was reeds in de Oudheid bekend. In het midden der 16de eeuw werd zij uit den Levant naar ons vaderland gebracht, waar zij op den zwaren kleigrond der Zeeuwsche en Zuid-Hollandsche eilanden en in den Anna Paulowna Polder tot voor korten tijd op groote schaal werd verbouwd. Ook in den Elsas en Zuid-Rusland ontwikkelde zich een uitgebreide cultuur van dit gewas. Om de fraaie en bestendige kleurstoffen, alizarine en purpurine, die na een eenvoudige scheikundige behandeling ontstaan uit stoffen, die de wortel bevat, is het uitsluitend te doen. Toen de organische scheikunde samenstelling en bouw dier kleurstoffen had leeren kennen, was de tijd gekomen, om de synthese er van te beproeven. Dit deden Graebe en Liebermann in 1858 met het beste gevolg. Uit een weinig vluchtig bestanddeel der steenkolenteer, het anthraceen, maakten zij de alizarine van de krapplant. In 1869, één jaar na de ontdekking bestonden er reeds zes fabrieken van kunstmatige alizarine. Nog geen tien jaar later brachten zij reeds 7.5 millioen K.G. deegvormige alizarine met 10 proc. kleurstof in den handel, een waarde van 12 millioen gulden vertegenwoordigend. Nog eenigen tijd trachtte de cultuur de mededinging met het kunstproduct vol te houden. Weldra beheerschte echter het laatste de markt en de intensieve cultuur van de meekrapplant in ons land en in den Elsas, die zulk een toekomst scheen te hebben, ging geheel te gronde als het zwaarwichtig gevolg van een chemische synthese. De indigotine, de fraaie blauwe kleurstof, aan de Ouden reeds bekend onder den naam van Pigmentum indicum, heeft een geschiedenis van die van de meekrap slechts daarin verschillend, dat zij nog niet geheel afgespeeld is. Planten van het geslacht Indigofera en Isatis (Weede) brengen een stof voort, indicaan genaamd, die na een gistingsproces de genoemde kleurstof oplevert. Uit Indië, het vaderland der indigoplant, brachten Nederlan- | |
[pagina 389]
| |
ders haar in de 17de eeuw naar Europa, waar zij als mededingster der inheemsche weede langen tijd geweerd werd. Na vijftien jaren van inspannenden op het ééne doel gerichten arbeid is het den Munchener hoogleeraar von Baeyer gelukt, uit kaneelzuur, dat zelf uit toluol van de steenkolenteer is te verkrijgen, kunstmatige indigo te doen ontstaan, in alle opzichten aan de natuurlijke gelijk. Het was een bedreiging van de indigo-cultuur in Engelsch Indië, op Java en elders. Aanvankelijk was de bereiding van het kaneelzuur nog te kostbaar, om ernstige mededinging te doen ontstaan. Thans heeft men o.a. in naphtaline een beter uitgangspunt en is het duidelijk, dat de indigo-cultuur ten doode is opgeschreven, al is de strijd tusschen kunst en natuur nog niet geëindigd. Dr. Jenke deelt ons mede in een werk over ‘Die volkswirtschaftliche Bedeutung des künstlichen Indigo’, dat alleen Duitschland in 1906 4,32 millioen K.G. kunstmatige indigo van 100 proc., d.i. ruim ⅘ van het verbruik ervan van de geheele wereld, voortbracht. In Engeland moge men van het langs industrieelen weg winnen van indigo spreken als van een ‘dammed German invention’, de groote technische en oeconomische beteekenis van deze synthese, tot nu toe het geheim van de plantencel, wordt er niet minder door. Ook de kleurstof der purperslak is onlangs kunstmatig gemaakt. Naast de kleur - brengt de plant reukstoffen voort met dezelfde bedoeling, het lokken van insecten, die vele bloemen bij 't bevruchtingsproces niet kunnen missen. Ook op dit gebied streeft de scheikunde de natuur op zijde. Van enkele reukstoffen der bloemen is de samenstelling bekend. De meesten zijn mengsels van esters, aromatische alcoholen, aldehyden en ketonen. Het geraniol van de rozenolie en het thymol van de thijm zijn kunstmatig gemaakt. Het nieuwste en merkwaardigste op dit gebied is de synthese van de reukstof van het welriekende viooltje. Hoewel het later bleek, dat de eigentlijke reukstof van het viooltje, ook in de Iriswortel aanwezig, nog niet verkregen was, maar een zeer na verwante (zoogenaamde isomeer), vond de naar viooltjes riekende stof onder den | |
[pagina 390]
| |
naam van ‘ionon’ haar weg in de praktijk en maakte Tiemann met één slag tot een vermogend man. Eenige maanden geleden brachten de tijdschriften ons een uitvoerig verslag van de uitkomsten van een onderzoek dat tien jaren vereischte, van Merling en Wilde, hetwelk bekroond werd met de synthese van de echte reukstof der viooltjes, die nog geuriger bleek te zijn dan de reukstof van de bloem zelf en den naam verkreeg van ‘iron’. De kunst overtrof hier zelfs de natuur. De chemische formule van het iron leert de mogelijkheid voorzien van het bestaan van vier stoffen van dezelfde samenstelling, die slechts in enkele bijzonderheden der moleculaire structuur verschillen. De Natuur weet er in het viooltje en den iriswortel slechts één van voort te brengen, de genoemde scheikundigen maakten ze alle vier. Het vernuft van den mensch heeft der cel de kunst afgezien en eindigt met haar te overtreffen. Het getal der kunstmatige kleurstoffen evenaart reeds dat der natuurlijke. Het onderzoek der reukstoffen is van jongeren datum. Er is geen reden om het te betwijfelen, dat men buiten de levende cel met eenvoudige chemische stoffen alle geurige bestanddeelen der bloemen zal opbouwen niet alleen, maar ook aan tal van geuren met haar stoffelijke dragers, die de Natuur niet oplevert, het aanzijn zal geven. Belangrijke stappen op dit aantrekkelijke gebied zijn reeds in verschillende richtingen gedaan. Is de scheikundige inderdaad reeds bekwamer dan het kleine automatisch werkende laboratorium, de cel? In een enkel opzicht kan 't zijn, in een ander staat hij er ver bij ten achter. Vergeleken met het eenvoudige elegante werken der cel is de scheikundige een ruwe onbeholpen werkman. Zijn synthesen gelijken alleen in de uitkomst op die der levende cel. De laatste werkt bij de gewone temperatuur nagenoeg uitsluitend met zonlicht als bron van arbeidsvermogen; alles wordt nuttig gebruikt; zelfs de bijproducten, die ook zij niet kan vermijden, hebben veelal nog een nuttige bestemming voor het eigen leven. De scheikundige gebruikt voor zijn synthesen veel hooger temperaturen en | |
[pagina 391]
| |
dieper ingrijpende chemische agentia. Hij vermorst ongelooflijk veel arbeidsvermogen, krijgt tal van bijproducten en veelal een opbrengst van de bedoelde stof van enkele procenten. De belangrijkste producten van het chemisme der cel - zetmeel en eiwit - kan hij nog niet namaken, al heeft de beroemde Berlijnsche scheikundige Fischer in den laatsten tijd ook te dezen opzichte veel bereikt, uit de eenvoudigste suikers zeer samengestelde gemaakt, meer zelfs dan er in de natuur voorkomen, en in zijn laboratorium stoffen voortgebracht, die de eiwitten zeer nabij komen. Hoe de plant uit ammoniumzouten, nitraten, sulfaten en phosphaten, die zij in verdunde oplossing uit den bodem opneemt, eiwit opbouwt, wat toch het geval moet zijn, daarvan kunnen wij ons nog geen denkbeeld vormen. Hoogstens kunnen wij enkele tusschenproducten met eenige waarschijnlijkheid aanwijzen, schakels in den keten van chemische reacties, die tot eiwit leiden. Iets meer weten wij van de synthese van zetmeel en koolhydraten in de groene door het zonlicht bestraalde cellen der bladeren uit de allereenvoudigste bestanddeelen, uit water en koolzuur van de lucht. Wat zou het ons niet waard zijn, als wij die synthese uit grondstoffen, die voor het grijpen zijn, in ons laboratorium konden tot stand brengen. Het zou de oplossing zijn van de sociale quaestie het verdwijnen van sociale wanverhoudingen. Suiker, zetmeel, brood bijna à discrétion voor ieder verkrijgbaar. Volgens het onderzoek van von Baeyer en anderen wordt uit koolzuur en water allereerst formaldehyde gevormd, dat door condensatie koolhydraten oplevert. Het is inderdaad gelukt, om uit formaldehyde suikers langs chemischen weg te verkrijgen. De plant, in 't bijzonder haar groene cellen, bouwt uit anorganische bestanddeelen de organische voedingsstoffen op voor het dier en stelt het zonlicht voor hem beschikbaar als bron van arbeidsvermogen. Merkwaardig verband tusschen plant en dier, dat vooral het laatste afhankelijk maakt van de eerste. De beteekenis van het zonlicht voor de synthesen in de plant is het eerst door Robert Mayer | |
[pagina 392]
| |
begrepen. In zijn beroemd werk over de ‘Mechanik der Wärme’, spreekt hij aldus: ‘Die Natur hat sich die Aufgabe gestellt, das der Erde zuströmende Licht im Fluge zu haschen und die beweglichste aller Kräfte, in starre Form umgewandelt, aufzuspeichern. Zur Erreichung dieses Zweckes hat sie die Erdkruste mit Organismen überzogen, welche lebend das Sonnenlicht in sich aufnehmen und unter Verwendung dieser Kraft eine fortlaufende Summe chemischer Differenz erzeugen.’ De tegenstelling van het opbouwende en energie ophoopende plantaardige en het afbrekende en energie verbruikende dierlijke organisme is nog in hoofdzaak waar. Nader onderzoek leerde echter, zooals gewoonlijk, dat de logica van de Natuur niet de scherpe tegenstellingen kent van die van den mensch. Ook in het dierlijk lichaam hebben synthesen plaats; zij 't ook, dat zij daar op den achtergrond treden tegenover de afbrekende reacties, waarbij door oxydatie en splitsing de groote samengestelde moleculen in eenvoudige en kleine worden omgezet, in die mate, dat koolzuur en water als eindproducten het lichaam verlaten. Anderzijds heeft de plant de stofwisseling van het levend protoplasma met het dier gemeen, het oxydeeren van samengestelde organische moleculen onder verbruik van energie tot koolzuur en water staat ook daar tegenover het synthetisch werkende assimilatie-proces. De stofwisseling in ons eigen lichaam, de dagelijksche snelle omzetting van tallooze stoffen, voortdurend uit de buitenwereld opgenomen, en in andere vormen haar teruggegeven met doelmatig gebruik van 't vrij gemaakte of vastgelegde arbeidsvermogen, een bewegelijk evenwicht, kenmerk en voorwaarde van het leven, dat was voor korten tijd voor den scheikundige eenvoudig een mysterie. In veel opzichten is het dit nog, maar niet meer in die mate. Er is uitzicht gekomen op een zuiver chemische opvatting althans van een deel er van. De nieuwere scheikunde heeft stoffen leeren kennen, katalysators genaamd, die chemische processen versnellen (of vertragen) zonder van beteekenis blijvend zelf te veranderen. Met behulp daarvan kunnen in onze kolven snel en bij lage | |
[pagina 393]
| |
temperatuur omzettingen plaats vinden, die anders buitengewoon hooge temperaturen of drukkingen zouden vereischen. In onze weefsels en in ons bloed zijn tal van die katalysators van een bijzondere soort, fermenten of enzymen genaamd, voortgebracht door het levende protoplasma, die de omzetting van stoffen in ons lichaam dermate versnellen, dat ze bij 37o snel en volledig geschieden. Op ons laboratorium zou het b.v. onmogelijk zijn suiker bij 37o volkomen tot koolzuur en water te verbranden en in onze weefsels geschiedt dit dagelijks met groote hoeveelheden er van. Dat enzymen (de pepsine van het maagsap is algemeen bekend) een groote rol spelen bij de omvorming van het voedsel in ons darmkanaal in bloedbestanddeelen wist men reeds lang; reeds lang kon men die processen in reageerbuizen nabootsen; maar dat is, strikt genomen, nog maar de buitenkant van 't lichaam. Dat ook de dieper ingrijpende meer het inwendige leven rakende stofwisselingprocessen voor een goed deel onder den invloed van enzymen plaats vinden en onder de vereischte voorwaarden zich ook in reageerbuizen afspelen, dat heeft eerst de laatste tijd aan het licht gebracht. Ook de genoemde oxydeerende werkingen in de weefsels behooren daartoe; de enzymen, daarbij betrokken, heeten oxydasen en peroxydasenGa naar voetnoot1). Klaarblijkelijk is dit een belangrijke stap in de richting der mechanische verklaring van het leven. Een groep levensverschijnsels wordt er door onttrokken | |
[pagina 394]
| |
aan de onmiddellijke heerschappij van het protoplasma; als het laatste de enzymen heeft voortgebracht gaat het verder buiten hem om, volgens chemische wetten. Dit brengt ons nader tot de opvatting, dat het leven voor een deel de som is van chemische reacties in onderling verband. Een andere tak der jongste wetenschap - de leer der colloïden, waaraan de naam van onzen van Bemmelen voor altijd verbonden is - heeft belangrijke gegevens verschaft voor de physisch-chemische verklaring van het leven der cel. Op dit uitgestrekte gebied moeten wij ons tot een enkele vingerwijzing bepalenGa naar voetnoot1). Ons lichaam bestaat grootendeels uit colloïdale stoffen; d.w.z. uit stoffen, die zich in den toestand van lijm en gelatine bevinden. Gelatine met veel water schijnt volkomen helder, bestaat echter ook dan nog uit uiterst kleine deeltjes - slechts met het ultramikroskoop en dan nog niet onmiddellijk waarneembaar - zwevend in de vloeistof. De laatste heet een sol, de gestolde gelatine een gel. Nu heeft ons het jongste onderzoek belangrijke eigenschappen dier sols en gels leeren kennen, o.a. ten opzichte van zuren en zoutoplossingen. Kleine hoeveelheden van de laatste doen de sols stollen tot gels en veranderen den inwendigen toestand van de laatste. Dit gaat uit van de ionen, electrisch geladen atomen en atoomgroepen, bestanddeelen der zuren en zouten, in de oplossingen er van aanwezig, die door de gels opgeslorpt worden. Nu gedraagt een spier zich als een colloïde, zooals Loeb in het licht stelde. Alleen in een oplossing van electrolyten, waarin ionen ontstaan, kunnen skeletspieren zich rhythmisch samentrekken, in een oplossing van suiker of glycerine, waarin geen ionen zijn, houden die contracties spoedig op. De ionen worden door de spier opgeslorpt evenals door | |
[pagina 395]
| |
gels en brengen er veranderingen in te weeg noodzakelijk voor de werkzaamheid dezer organen. Ook de bevruchte eieren van een zeevisch van het geslacht Fundulus kunnen alleen tot ontwikkeling gebracht worden in zoutoplossingen, die bepaalde ionen bevatten. Proeven in verband daarmede worden ook ten onzent gedaan van regeeringswege in het Rijksinstituut voor het onderzoek der zee te den HelderGa naar voetnoot1). De kennis van de levensvoorwaarden der visschen staat in nauw verband met de belangen der visscherij. Een treffende harmonie tusschen de zeedieren en hun middenstof kwam daarmede aan het licht. Alles is daar aangepast, elk bestanddeel der zee heeft zijn beteekenis. Loeb bracht een zeekreeft van het geslacht Gammarus in een oplossing van keukenzout. De dood volgde spoedig. Hetzelfde geschiedde doch langzamer, als een tweede zout aan het zeewater was toegevoegd. En toch waren de juiste concentraties in het oog gehouden. Eerst, als de oplossing alle voorname zouten van het zeewater in dezelfde concentratie bevatte, bleef de kreeft leven als in zijn natuurlijke middenstof. Het ontbreken van een enkel zout bracht terstond physische veranderingen te weeg in het protoplasma van het dier, die levensgevaarlijk kunnen worden. Dezelfde uitkomsten werden verkregen met polypen en zeeëgels. Het bleek, dat de zoutoplossing, waarin het hart van een koudbloedig landdier het langst bleef kloppen, dezelfde samenstelling had als het zeewater. Dit wijst op het bestaan van een algemeene betrekking tusschen levende weefsels en zoutoplossingen. Het is de betrekking tusschen de laatste en colloïdale stoffen. Deze stoffen behouden ook in ons lichaam, dat zij samenstellen, haar chemische en physische eigenschappen. Onze steeds aangroeiende kennis daarvan beteekent een steeds beter chemisch en physisch begrijpen der levensverschijnselen. Van de nog jonge chemie der colloïden is nog veel te verwachten. Is het kristal met zijn | |
[pagina 396]
| |
mathematische gedaante de volkomen stofvorm van het anorganische rijk; de colloïdale materie, feitelijk een meer of minder taaie vloeistof, is de draagster van het leven. De enzymen, in het voorafgaande besproken, verkeeren grootendeels zoo niet uitsluitend in den colloïdaaltoestand en ontleenen daaraan wellicht haar beteekenisvolle eigenschappen als katalysators der chemische processen in de cel. Wij kunnen anorganische fermenten - sols van metalen - bereiden, die een deel der typische werkingen van de organische enzymen uitoefenen, die zelfs uitermate gevoelig zijn voor de specifieke vergiften van het protoplasma. Treffende teekenen, dat men de geheimen van het leven op het spoor is. Het mikroskopisch onderzoek der gels door Bütschli, Hardy en anderen leerde, dat zij zelfs structuur bezitten;Ga naar voetnoot1) Van Bemmelen moest dit reeds aannemen, om de verschijnselen te verklaren, die zij bij het uitdrogen vertoonden. Gestolde gelatine is een samenstel van op honigraten gelijkende cellen met een vloeibaren inhoud. Echte cellen zijn het daarom echter nog niet. De physioloog van onzen tijd geeft het der organische natuur evenwel niet meer toe, dat zij het monopolie van de kunst van cellenmaken bezit. Quincke heeft ons geleerd in colloïdale middenstoffen neerslagen te doen ontstaan in den vorm van gesloten blaasjes met een vloeibaren inhoud, die terstond verschijnselen vertoonen, die men waarneemt bij de levende cellen, in het bijzonder wat den groei betreft. Ook Pringsheim en Traube hebben zulke zoogenaamde neerslagmembranen doen ontstaan en bestudeerd. De laatste deed zulk een membraan zich vormen in den wand van een vat van poreus aardewerk, een | |
[pagina 397]
| |
stevigen grondslag, en verkreeg zoo een kunstmatige cel, die in haar osmotische werking treffend op een natuurlijke geleek. Zij geven ons althans eenig denkbeeld van de wijze, waarop in levende colloïdale stoffen van een groeiend orgaan of een zich ontwikkelende eicel cellen zouden kunnen ontstaan. Vliezen (membranen) spelen een groote rol in het levend organisme. Zij scheiden en vereenigen tevens, zij sluiten af en stellen gemeenschap in; zij laten stoffen door en houden andere tegen. Elke huisvrouw weet hoe een varkensblaas zich met water volzuigt. Met zoutoplossing gevuld in water gehangen, zuigt zij aan de ééne zijde de eerste, aan de andere het tweede op en geeft aan haar oppervlakten zout en water weder af aan de omgevende vloeistof, totdat de concentratie aan weerszijden dezelfde geworden is. Dit verschijnsel heet osmose. Het zoogenaamde diffusiestelsel, waarbij aan de bietenschijven de suiker onttrokken wordt, berust er op. Voortgestuwd door de osmotische kracht dringt het bodemvocht den wortel binnen en stijgt door de celwanden heen in de plant naar boven. De celwand, of juister het binnenste gedeelteGa naar voetnoot1) er van, de protoplast, laat water in alle richtingen door, maar niet alle stoffen. Zelfs zouten, die door onze doode varkensblazen en perkamenten zoo gemakkelijk heengaan, stuiten af tegen de levende protoplast. Een belangrijk verschijnsel, den turgor teweeg brengend - d.i. het zich volzuigen der jonge cellen en het spannen van den veerkrachtigen celwand - waarop o.a. het groeien berust. Een celwand als de genoemde heet halfdoorlatend en de drukking in de cel osmotische. Het leven geeft die wonderlijke eigenschappen aan den celwand; nauwelijks is de dood ingetreden, of zij ver- | |
[pagina 398]
| |
dwijnen. De bestanddeelen van het celsap - water, zouten, suiker enz. - dringen naar buiten en weldra hangen bladeren en bloemen der verwelkende plant slap ter neer. Een aanraking, een prikkel kan bij planten als 't kruidje-roer-mijniet, den turgor sterk verminderen, het water naar buiten doen komen en het bekende slap worden, toeslaan en neervallen van blaadjes en takjes veroorzaken. Van denzelfden aard zijn de eigenaardige prikkelbewegingen o.a. bij de bladeren der zonnedauw, die zoo insecten vangt en door Darwin beschreven zijn in zijn ‘Insectivorous Plants’. De osmotische drukking in jonge levende plantencellen bedraagt niet minder dan 3 tot 9 atmosferen. Ook in het dierlijk lichaam speelt de osmotische drukking een groote rol. In ons bloed bedraagt zij nagenoeg standvastig - zij wordt na den maaltijd iets grooter - 7 atmosferen, gelijk staande met die van een oplossing van keukenzout van 1 proc. In de urine kan zij binnen 24 uren van 12-26 atmosferen toenemen. Dat wij niet uit elkaar geperst worden, verklaart zich door de overal aanwezige evengroote tegendrukking. De osmotische drukking kan geacht worden voort te vloeien uit de aantrekking van het water buiten de cel op de opgeloste stoffen (suiker, zouten enz.) er binnen. Dieren, die in vloeistoffen leven, moeten vooral met de osmotische drukking rekening houden. 't Is voor hen een levensquaestie. Bij diepzeebewoners kan de drukking in de weefsels soms 28 atmosferen bedragen in overeenstemming met de drukking van het zeewater. Wegens het opheffen van die drukking sterven zij onmiddellijk in zuiver water, dat krachtig in hun weefsels dringt. Geconcentreerde oplossingen van zout en suiker werken conserveerend. Wij begrijpen het thans. De hooge osmotische drukking er van belet lagere bederfbrengende organismen er op te woekeren. Toch is er een schimmel, die het uithoudt op een zoo geconcentreerde salpeteroplossing, dat de drukking in zijn cellen tot niet minder dan 160 atmosferen moet opklimmen. Ook hier heeft weder de moderne wetenschap de | |
[pagina 399]
| |
werking der levende protoplasten met levenlooze stoffen weten na te bootsen; zij heeft neerslagmembranen laten ontstaan, halfdoorlatend als het protoplasma. De cel van Traube werkt uit het oogpunt der osmose geheel als die van een plant. Met haar kan men osmotische drukkingen voortbrengen, niet geringer dan die der plantencel. Donders en Hamburger hebben aangetoond, dat bloedlichaampjes zich geheel gedragen volgens de wetten der osmose in vaten met half doorlatende wanden. Hugo de Vries deed hetzelfde voor plantencellenGa naar voetnoot1). Een belangrijk levensverschijnsel vond zoo weder door de reproductie buiten het levend lichaam een physisch-chemische verklaring. Maar niet volkomen. Er blijven raadsels. In de plantencellen verplaatsen zich ook stoffen door den protoplast naar de vacuolen, in een richting tegengesteld aan die, welke de osmotische drukking eischt. Wat te denken van de nieren in ons lichaam, die bij den overgang der urine uit het bloed de osmotische drukking van 7 tot 26 atmosferen opvoeren? Wat is de beweegkracht, die den kolossalen arbeid van 63 kilogrammeters verricht, die voor het overpompen van 200 c.M3. urine wordt vereischt? Hoe maken alen het bij den overgang van zoet- in zoutwater? Meer en meer blijkt het, dat de doorlaatbaarheid der levende protoplasten een zeer samengesteld verschijnsel is, dat zij verandert met de omstandigheden, dat ze bepaalde stoffen bevoorrecht en zooveel meer. Het levende membraan is zooveel veelzijdiger in zijn werking, zooveel fijner | |
[pagina 400]
| |
bewerktuigd dan zijn kunstmatige tegenhanger, dat de nabootsing zeer ruw en onvolledig moet heeten. In beginsel evenwel heeft de kunst de natuur geëvenaard. De eerste zou nog veel verder gaan; door de jongste onderzoekingen van Loeb is het voorafgaande geheel in de schaduw gesteld. Loeb verkreeg met behulp der osmotische drukking uitkomsten, die niemand verwacht had, die in de pers de mare deed rond gaan, dat hij het levenselixer had uitgevonden, hetwelk door verjonging de onsterfelijkheid verzekerde. Dat was 't nu juist niet. Maar 't was merkwaardig genoeg. Loeb wist met zoutoplossingen kunstmatig bevruchting te weeg te brengen. Als er iets is, dat de gedachte aan de mechanische krachten der doode stof uitsluit, dat een specifieke uiting van het leven is, dan is het de voortplanting der levende wezens. Laten wij de allereenvoudigste organismen buiten rekening, dan vereischt dit een eicel en een spermatogoon of zaaddiertje, een vrouwelijke en een mannelijke cel. De laatste kan ontbreken; men spreekt dan van parthenogenesis, geboorte uit een maagd. Dit komt, o.a. voor bij de bijen. Onbevruchte eieren ontwikkelen zich daar ook, doch leveren alleen darren, mannelijke bijen, op. Merkwaardig vertoont zich hier weder den invloed van physische factoren. Houdt men poppen van Noordsche vlinders eenigen tijd op 0o, dan verloopt de gedaantewisseling sneller. Wellicht, meent Loeb, wordt hierdoor iets weggenomen of voortgebracht, dat invloed heeft op de reactie-snelheid; d.i. op de snelheid, waarmede de chemische processen der ontwikkeling plaats vinden. Afkoeling heeft ook invloed op de ontwikkeling van vleugels bij de bladluizen. Zoolang de vochtigheid voldoende is, blijven de bladluizen bij hooge temperatuur vleugelloos. Koelt men ze af, dan komen de vleugels te voorschijn. Bij hooge temperatuur planten deze insecten zich parthenogenetisch voort; er ontstaan dan alleen wijfjes. Daalt de temperatuur, dan ontstaan beide seksen, die zich paren. Bij de hoogere planten en dieren is echter als regel voor de ontwikkeling van een embryo samenwerking van | |
[pagina 401]
| |
een vrouwelijk en een mannelijk ei, een bevruchtingsproces noodig. Merkwaardig zijn de voorzorgen, die de Natuur neemt, om 't samenkomen van het mannelijk en het vrouwelijke element op 't juiste oogenblik te verzekeren. Een voorbeeld slechts uit velen. In Z. Europa, o.a. aan de oevers van het Garda-meer, groeit onder water, vastgehecht in den modderigen bodem, de Vallisneria spiralis. De op zich zelf staande vrouwelijke bloemen en de talrijk bijeenzittende mannelijke zijn onder water door een blaasvormig uit twee bladen bestaand omhulsel omsloten. De bevruchting vereischt de aanraking van stuifmeel en stempels, doch de korrels van het eerste gaan door water terstond te gronde. Hier schijnt goede raad duur. Wat geschiedt er? Als de stempel rijp is voor de bevruchting, verlaat de vrouwelijke bloem door een spleet het omhulsel, haar steel gaat groeien en heft de bloem op tot aan de oppervlakte van het water, waar zij haar blaadjes en stempels ontplooit. Dan opent zich de blaas der mannelijke bloemen, die van de steeltjes loslaten en gaan drijven op de uitgeslagen bloemblaadjes, die als bootjes dienst doen en als dragers der gesteelde stuifmeelhokjes. De wind drijft ze naar de vrouwelijke bloemen, de bevruchting heeft plaats en onmiddellijk daarna rollen de laatste haar stelen spiraalvormig op en verdwijnen weder onder water, waar de ontwikkeling van het bevruchte ei verder ongestoord geschiedt. Op zulke feiten wijst een teleologische natuurbeschouwing niet ten onrechte. Wat is het wezen van het bevruchtingsproces? Wij weten 't niet. Het spermatogoon zou aan het ei een bijzondere beweging geven, die tot ontwikkeling prikkelt. Men vergelijkt het ei met een klok, die opgewonden moet worden; woorden, niet veel meer. Loeb merkt daarbij op ‘wobei leider nur vergessen wurde zu zeigen, wo denn die Feder im Ei liege, und wie eigentlich das Spermatozoon dieselbe aufwinde.’Ga naar voetnoot1) Loeb's theoretische beschouwingen | |
[pagina 402]
| |
betreffende de rol, die het zaaddiertje bij de bevruchting speelt, laten wij hier blijven. Zijn proeven zijn de hoofdzaak. ‘Er schien mir, dasz der sicherste Weg, zu einer Sacherklärung der befruchtende Wirkung des Spermatozoons zu gelangen, darin bestehe, physikalische oder chemische Agentia zu finden, durch die sich die befruchtende Wirkung des Spermatozoons in allen wesentlichen Umständen nachahmen liesze.’ En hij vond die agentia in bepaalde zouten en zuren in verband met de osmotische drukking. Hij bracht de onbevruchte eieren van een zeeëgel van het geslacht Arbacia gedurende twee uren in zeewater, waarvan de concentratie en dus de osmotische drukking door toevoeging van 40 tot 50 proc. keukenzout verhoogd was. Zulk een oplossing heet ten opzichte van het zeewater hyperisotonischGa naar voetnoot1). Daarin verloren de eieren volgens de wetten der osmose water. Daarna in gewoon zeewater teruggebracht namen zij weder water op. En nu volgde de ontwikkeling van het embyro er in, zij 't ook niet volkomen normaal. Het zoogenaamde bevruchtingsvlies ontbrak; ook zwommen de larven uit de parthenogenetisch ontwikkelde eieren bij den bodem, terwijl larven uit normaal bevruchte eieren zich aan de oppervlakte van het water bewogen. Niet alle eieren ontwikkelden zich zoo; vaak slechts enkele procenten. Met de eieren van andere zeedieren waren de uitkomsten soortgelijk, nog niet geheel bevredigend. Door | |
[pagina 403]
| |
een behandeling eerst met zeewater, waaraan azijn- of een ander vetzuur was toegevoegd, en daarna met hyperisotonisch zeewater, verkreeg Loeb echter een ontwikkeling van larven uit de onbevruchte eieren in alle opzichten aan de normale met zaaddiertjes gelijk. Het vraagstuk was opgelost. Loeb kon schrijven: ‘Wir besitzen also eine Methode, durch die es möglich ist, die Vorgänge, welche durch das Eindringen des Spermatozoons ins Ei ausgelöst werden, in allen wesentlichen Einzelheiten nachzuahmen.’ Later is hetzelfde gelukt met eieren van zeewormen en molusken. Het tweede groote vraagstuk, dat Loeb op het programma der biologische wetenschap plaatste, was de kunstmatige omzetting van een levend wezen in dat eener andere soort. De veranderlijkheid der organismen is sedert Darwin aan geen twijfel meer onderhevig. 't Is maar de vraag hoever zij gaat en welke haar oorzaken zijn. De strijd over het eerste ligt achter ons. De gedachte, dat de veranderlijkheid beperkt is binnen de grenzen der soort, vindt geen aanhangers meer. In de wetenschappelijke kringen is de overtuiging gevestigd, dat alle levende wezens op aarde uit eenvoudige grondvormen ontstaan zijn. Op welke wijze? Hieromtrent zijn de gevoelens verdeeld. Wat Loeb deed voor het ontstaan van het individu, deed Hugo de Vries voor dat der soort. Beiden brachten hun zaak voor de rechtbank van het experiment. De Vries bestudeerde proefondervindelijk een aantal nieuwe soorten van het geslacht Oenothera uit de stamsoort Oenothera Lamarckiana door mutatie ontstaan en bracht daarmede het vraagstuk van de evolutie der levende wezens in een nieuwe fase. Niet door onafgebroken opeenhooping van de kleine afwijkingen van Darwin of liever van Wallace, variaties, zijn nieuwe soorten ontstaan, maar door sprongsgewijze veranderingen van alle kenmerken te gelijk, door mutatie. Het eenige bezwaar is het zoo zeldzaam voorkomen van de laatste. De arbeid van Hugo de Vries is de volbrenging van een deel van de taak door Loeb opgelegd aan de physiologie. Maar ook slechts van | |
[pagina 404]
| |
een deel. Wij weten nog weinig van de oorzaken, die het muteeren te weeg brengen en kunnen het op een gegeven oogenblik niet doen plaats vinden, zoodat van een vervorming van een organisme in dat eener andere soort door menschelijke kunst nog geen sprake is. De weg is echter gebaand. Van de toekomst mogen wij de oplossing van dit gedeelte van het vraagstuk verwachten. Hoe blijven de door mutatie verworven kenmerken behouden in de reeks der komende geslachten? Dit is het groote vraagstuk der erfelijkheid. Ook hier zijn reeds de groote lijnen getrokken. De vergeten theorie der bastaardeering van Mendels, opnieuw behandeld door de Vries, verklaart reeds veel verschijnselen, die zich bij de kruising van verwante soorten voordoen. Maar de onbeantwoorde vragen zijn nog vele. Zijn tijdens het leven verworven eigenschappen al of niet erfelijk? Zijn er in het ei ook bepaalde chemische stoffen, die belast zijn met het overbrengen van eigenschappen door erfelijkheid? Zijn zij in het plasma of in de kern van het ei aanwezig? Is er in de eicel vóór de bevruchting reeds een structuur, die de richting der ontwikkeling aangeeft? In den schijnbaar zoo eenvormigen inhoud van het ei moeten stoffen, toestanden en structuren bestaan, voor ons onderzoek nog ontoegankelijk, die de veelzijdige differentiatie van weefsels en organen na de bevruchting bepalen, de zoozeer bewonderde doch onbegrepen embryonale ontwikkelingsprocessen, waardoor uit het ééne ei een vogel, uit het andere een zoogdier ontstaat zonder dat physisch-chemische of anatomische kenmerken van beteekenis op het een of het andere wijzen. Er is zooveel meer van dien aard. De verwantschapsgraad van dieren moet volgens proeven van Landois stoffelijk uitgedrukt zijn in het bloed. Men bepaalt ze door na te gaan of bij transfusie van bloed van het eene dier op het andere de vreemde bloedlichaampjes een langer of korter bestaan hebben in de nieuwe bloedbanen. Geen wonder, dat wij in het ei niet vooraf kunnen lezen wat de embryonale ontwikkeling zal brengen. | |
[pagina 405]
| |
III.Loeb en zijn school gaan verder. Verschijnselen als het dierlijk instinkt, die den kring van het geestelijke raken, trachten zij mechanisch te verklaren. Groeiende groene planten keeren zich naar het licht. De stengels buigen zich zoo, dat de symmetrische plaatsen onder gelijke hoeken door de lichtstralen getroffen worden. Dit heet positief heliotropisme. Het tegengestelde, het zich afkeeren van het licht, dat o.a. de wortels doen, heet negatief heliotropisme. Wij moeten hier denken aan chemische processen in de cellen door het licht versneld, aan verandering daardoor in den turgor, aan het ontstaan van spanningen, waardoor het verlichte deel zich verkort en kromt. Door het naar het licht toe groeien van den stengel der groene planten is de duurzaamheid der plantaardige machine verzekerd; nu vloeit haar in de stralende energie der zonnestralen het arbeidsvermogen toe, voor haar werken onmisbaar, dat de mensch zijn werktuigen kunstmatig moet toevoeren. Het tropisme is niet alleen nuttig voor de plant; het is een levensquaestie voor haar. Het heliotropisme vindt men ook zeer algemeen bij dieren en levert Loeb de verklaring van vele instinktmatige handelingen. Een zeeworm, Spirographis Spallangiani, die een buigzame buis afscheidt, waarin hij leeft, aan de ééne zijde vastzittend aan de rots, uit het andere uiteinde zijn voeldraden vrij uitstekend in het zeewater, buigt zich in zijn groei steeds naar de lichtzijde. Verandert men in het aquarium de richting van het invallende licht, de worm volgt allengs de beweging en plaatst zijn buis zoo, dat de voeldraden zoo veel en zoo gelijkmatig mogelijk door de stralen getroffen worden. Nuttig schijnen deze handelingen voor dit dier niet te zijn. Vele dieren vliegen naar het licht. Hoeveel insekten vinden op zomeravonden den dood in vrije lichtende gasvlammen. De lichten der vuurtorens op onze kusten veroorzaken den ondergang van tallooze vogels. Geen voorliefde voor het licht, zooals men meent, richt de dieren er heen. Het is | |
[pagina 406]
| |
volgens de leer van Loeb een verschijnsel van heliotropisme. Het dier moet de lengte-as van zijn lichaam zoodanig plaatsen, dat de symmetrische punten van het laatste onder gelijke hoeken door de lichtstralen getroffen worden. Dezelfde kracht, die de plant dwingt zich te keeren naar het licht, doet het ook het dier. Dit maakt de daemonische macht begrijpelijk, die volgens ooggetuigen de vogels telkens en telkens terug drijft, het onheilspellende licht der vuurtorens te gemoet, totdat zij afgemat gewond of dood neervallen. Tegenover den mechanischen prikkel van het licht zijn zij willooze machines. Daar het heliotropisme berust op de photo-chemische werking van het licht trachtte Loeb het op te wekken bij dieren door de direkte werking van chemische agentia. Het gelukte inderdaad. De zoetwaterkreeften van het geslacht Gammarus zijn gewoonlijk negatief heliotropisch en bewegen zich dan ook in gedistilleerd water terstond naar de donkere zijde van het vertrek. Voegt men een spoor zuur bij het water, dan verandert de zin van het heliotropisme en de dieren zoeken het licht, zelfs het inleiden van koolzuur is daarvoor voldoende. Loeb onderstelt, dat de zuren en esters, die in de bladen der plant gevormd worden, het heliotropisme veroorzaken. Jonge rupsen van een vlinder (Porthesia) kruipen in het voorjaar uit hun nest in de struiken en begeven zich aanstonds de zon te gemoet naar de toppen der takken ten gevolge van hun positief heliotropisme. Dit is hun levensbehoud, want alleen daar bij de knoppen is voedsel. Is dit verbruikt, dan verandert, waarschijnlijk door de nieuwe uit het voedsel gevormde stoffen, het teeken van het heliotropisme en de rups kruipt weer naar beneden. De instinktmatige handeling is dus inderdaad een machinale. De huwelijksvlucht der mannelijke en vrouwelijke mieren, die op een zonnigen dag uit het donkere nest de ruimte invliegen, is weder een verschijnsel van heliotropisme, evenals het zwermen der bijen. De beperkte ruimte verbiedt ons de proeven te beschrijven, waarmede Loeb de juistheid zijner opvattingen staaft. | |
[pagina 407]
| |
Loeb denkt bij zijn theorie der tropismen aan de krachtlijnen van Faraday. Van de polen van een magneet gaan in alle richtingen krachten uit, die Faraday zeer aanschouwelijk door lijnen wist aan te geven. IJzerdeeltjes, die bewegelijk zijn, richten zich in het magnetische veld volgens de richting dier krachtlijnen. Zoo heeft men ook krachtlijnen van de electriciteit en van de zwaartekracht. Met zulke krachtlijnen vergelijkt Loeb de lichtstralen in betrekking tot plant en dier. De laatste worden gedwongen tot bepaalde bewegingen in die richting; het feit wordt door proeven vastgesteld, doch het mechanisme er van is nog grootendeels onbekend. Het is een nieuw veel belovend gezichtspunt met het oog op de instinkten, dat de laatste onder het bereik brengt van proefondervindelijk onderzoek, en een mechanische opvatting er van aannemelijk maakt. De opvatting is ruim en algemeen. Niet alleen lichtstralen vergelijkt Loeb met krachtlijnen. Hij spreekt bij levende wezens van galvanotropisme, geotropisme en chemotropisme. Bij het laatste zijn de krachtlijnen dan de richtingen volgens welke moleculen van verschillende stoffen zich verspreiden, die men diffusie-lijnen kan noemen. Storingen door stroomingen zijn hier onvermijdelijk, zoodat de dieren zich niet zoo nauwkeurig langs die lijnen bewegen als bij de bovengenoemde tropismen het geval is. Loeb acht 't vaak moeilijk te onderscheiden ‘ob man es mit einem wirklichen Chemotropismus, d.h. einer auf gemeinsamer Orientierung beruhende Ansammlung von Tieren, oder mit Unterscheidsempfindlichkeit zu tun hat.’ Het chemotropisme omvat tal van treffende verschijnselen. Pfeffer wijdde er een zeer gewaardeerden arbeid aanGa naar voetnoot1). Het appelzuur in de vrouwelijke voortplantingsorganen (archegoniën) der loofmossen voert de zaaddraden naar het ei. Pfeffer bracht in water met zulke zaaddraden capillaire buisjes, aan één zijde open, gevuld met een oplossing van appelzuur of suiker van 0,01 proc, dat in het water | |
[pagina 408]
| |
diffundeerde. In den tijd van 5 tot 10 miuuten waren honderden zaaddraden in de buisjes bijeen. Zoo kan men ook bacteriën doen binnendringen in buisjes met voedingstoffen, eigenaardig bacteriën-vallen genoemd. Engelmann wees het eerst op deze verschijnselen. Hij gebruikte het zich verzamelen van bacteriën en infusoriën bij zuurstofbronnen, als een reactief op zuurstof. Schemeringvlinders van het geslacht Sfinx, die 's avonds rechtstreeks naar de geurende bloemen der kamperfoelie vliegen, mannelijke nachtvlinders, die op de aan de plaats gebonden wijfjes afgaan, mieren, die op marsch gaan naar ver verwijderde honigpotten; 't zijn alle verschijnsels van dezelfde orde. Niet anders is het instinkt der vleeschvlieg, die uit de verte aan komt vliegen naar het vleesch. Welk een overleg, welk een kijk op de toekomst de eieren juist daar te brengen, waar de larve haar voedsel vinden kan. Zulk een beschouwing is misplaatst, waar 't automaten geldt. De moderne wetenschap drukt de voetstappen van Descartes, voor wien in zeker opzicht de dieren machines waren. Belangrijke verschijnselen in de ziekteleer staan in verband met het chemotropisme. In ontstoken weefsels neemt het aantal der witte bloedlichaampjes (leucocyten) toe, die volgens Metchnikoff onze verdedigers zijn tegen binnengedrongen pathogene bacteriën. Massart en Bordet brachten capillairbuisjes als de bovengenoemde met een cultuur van etterbacteriën gevuld in de buikholte van een kikvorsch. Na 24 uren waren de buisjes vol leucocyten. Het schijnt, dat de laatste de diffusie-lijnen volgen van de stofwisselingsproducten der bacteriën. Ten slotte noemen wij nog het stereotropisme, dat het dier noodzaakt zooveel mogelijk punten van aanraking te zoeken en in den paringstijd de mannetjes van lagere dieren de wijfjes doet omklemmen. Overzien wij den afgelegden weg, dan dringt zich de overtuiging op, dat er heel wat veranderd is sedert den tijd van Pasteur, dat de moderne wetenschap vooral in den laatsten tijd tal van levensverschijnsels heeft leeren opvatten als uitingen van physisch-chemische krachten. Spieren zagen wij zich tegenover zoutoplossingen gedragen | |
[pagina 409]
| |
als colloïdale gels, eieren met behulp van zuren, zouten en osmotische werkingen bevrucht worden in plaats van door mannelijke zaaddiertjes, normale levende larven op die wijze parthenogenetisch uit eieren gekweekt, instinktmatige handelingen behandeld als werkingen van mechanische krachten, toegelicht met Faraday's krachtlijnen; men zou een oogenblik geneigd zijn tot den uitroep: nog een schrede verder en wij menschen zullen elkander moeten beschouwen uit het oogpunt van l'homme machine. Zeker er is veel verkregen. Wij moeten in het levend organisme veel meer plaats inruimen voor physische en chemische krachten dan wij tot nu toe wilden doen. Wij moeten zelfs de mogelijkheid aannemen, dat de wetenschap der toekomst aan een cel kunstmatig het aanzijn zal geven, in structuur en samenstelling overeenkomend met de levende cel en als zoodanig in de hoofdzaken functionneerend. Maar ook niet meer dan dat. Wij beschouwden in het voorafgaande de werkende organen alleen op zich zelf. Een ander aanzien verkrijgt het, als wij ook letten op het onderlinge verband, op het levend organisme in zijn geheel. Dan blijkt het wel, dat wij nog mijlen ver verwijderd zijn van het construeeren van de zich zelf reguleerende en repareerende hoofdzakelijk uit eiwit bestaande machine van Loeb. Het wonderlijk samenspel van alle organen door middel van den bloedstroom en het prikkelbare zenuwstelsel, de eenheid en de samenhang te midden der meest verschillende werkzaamheid der onderscheiden deelen, op grooter of kleiner afstand van elkander, dat alles heeft ten allen tijde de bewondering opgewekt. Als het voedsel achtereenvolgens mondholte, maag en darmkanaal doorloopt beginnen op het juiste oogenblik alle klieren, uit de zenuwcentra telegraphisch aangespoord, met de afscheiding van hun onmisbaar product. De samenstelling van het bloed, waaraan voortdurend stoffen toegevoerd en onttrokken worden, wordt nagenoeg standvastig gehouden. Onze lichaamstemperatuur schommelt in gezonde dagen slechts weinig om 37o. Bij afkoeling wordt het bloed door | |
[pagina 410]
| |
middel van vasomotorische zenuwen uit de samengetrokken haarvaten van de huid gedreven en zoo de uitstraling getemperd, terwijl tevens de productie van warmte wordt aangezet. Proeven met honden, blootgesteld aan zeer lage temperaturen, bewezen hoe lang zij zich op de normale temperatuur wisten te houden. In tijd van nood wordt het eigen vet en eiwit verbruikt als brandstof voor de machine, om onder beter voorwaarden weder aangezet te worden. Op toxinen antwoordt het lichaam met de productie van anti-toxinen. Vatten wij ook den buitenwereld in 't oog in verband met het organisme, dan wordt het uitzicht op de synthese van Loeb schier hopeloos. Ons lichaam neemt voortdurend stoffen en energie van buiten op, geeft de eerste in andere vormen terug en gebruikt het laatste voor zijn arbeid. Daarbij weet het volkomen een biologisch evenwicht te bewaren, zoodat inkomsten en uitgaven tegen elkaar opwegen en het lichaamsgewicht niet verandert. Eischt de goede gang van de machine het aanzetten van stof, dan weet zij ook dit tot stand te brengen. De ingewikkelde physiologische proeven door Voit en Pettenkofer in 1862 tot 1866 genomen, hebben van dit alles reeds veel in het licht gesteld. Onze stoommachines regelen zich in zekere opzichten zelf. Maar wat beteekent dit vergeleken met de veelzijdige zelfregulatie van het levend lichaam met de aanpassing aan allerlei omstandigheden, met het zelf herstellen van defecten van zijn levend werktuig. Strikt genomen kan het levend organisme nauwlijks met een machine vergeleken worden. Een aanpassing aan de omstandigheden als bij de bevruchting van Vallisneria spiralis, zulk een samentreffen van gebeurtenissen, zal ook nog wel eenigen tijd op een mechanische verklaring moeten wachten. Wat te doen, als het zoo hopeloos staat met de mechanische verklaring van het geheel? Prof. ZwaardemakerGa naar voetnoot1) roept drie beginselen te hulp: de automatie, de harmonische | |
[pagina 411]
| |
zelfregeling en het streven naar evenwicht met de buitenwereld van een levend wezen. Waar een scherpzinnig geleerde als hij zulke hulptroepen requireert, blijkt 't wel duidelijk, dat voor de geregelde troepen de taak te zwaar is. Maar, beeldspraak daargelaten, zijn die beginselen wat anders dan een omschrijving van een groep verschijnselen met een typisch woord, dat zeker zijn nut heeft, maar toch geen verklaring is in natuurwetenschappelijken zin? Prof. Zwaardemaker verbindt met die beginsels niet noodzakelijk het streven naar een doel, hoewel hij het laatste als werkhypothese aanvaarden wil. Daarmede plaatst hij zich feitelijk op een standpunt, dat verwant is aan de psycho-biologie van Wagner, Pauly en Francé. Haeckel vergeleek reeds de prikkelbewegingen bij de gevoelige ‘Sinnpflanzen’ (Mimosa, Drosera, Dionaea), van de bladen van andere, (Klaver en Oxalis), de autonome bewegingen bij slapende planten bij die van lagere dieren en het heette ‘Wer den letzteren Bewustzsein zuschreibt, darf es auch ganz gewisz den ersteren nicht absprechen’. De nieuwere psycho-biologen spreken bij de lagere dieren niet van bewustzijn, maar van een lichaamsziel, die alleen met reflexbewegingen automatisch zelfreguleering tot stand brengt. Met het immanente doelbeginsel construeeren zij ook een psycho-plantenphysiologie. De hoogere dieren en de menschen bezitten dan een hersenziel, die met bewustheid en met meer hulpmiddelen naar het doel der zelfregeling en aanpassing streeft. De tropismen en instinkten, in het voorafgaande met Loeb mechanisch opgevat, komen dan voor een deel op rekening van die met reflexen werkende lichaamsziel. Het komt mij voor, dat dit alles in den grond der zaak niet verschilt van het teleologische doelbegrip, waarmede reeds Aristoteles werkte, dat later andere namen aannam, o.a. van ‘archeus’, ‘force directrice’, ‘determinanten’ en ‘lichaamsziel’ en dat men daarmede eenvoudig afstand doet van elke mechanische natuurwetenschappelijke verklaring. Dat men dit doelbegrip immanent onderstelt, brengt hierin geen verandering. Als werkhypothese kan | |
[pagina 412]
| |
het dienen om de redeneering te bekorten, doch geen brug zijn, die tot een mechanische verklaring leiden kanGa naar voetnoot1). Trouwens, waar men bewustzijn aan moet nemen, heeft de mechanische verklaring afgedaan. Als men. haar op instinkten toepast, sluit men feitelijk de psychische elementen van de laatste uit en scheidt men het vraagstuk van het leven van dat van het bewustzijn. Voor het laatste geldt nog altijd het bekende woord van Dubois-Reymond. Als wij de kunstmatige synthese van een levend organisme met bewustzijn volbracht hadden, dan zouden wij ons eigen maaksel met verbazing aanzien en er niets van begrijpen. Als wij de trillingen der moleculen in de grauwe hersenschors met onze oogen konden nagaan, dan zou het ons nog wezen als de doove, in wiens nabijheid een piano bespeeld wordt of een spreker het woord voert. Hij zou toetsen en lippen zien bewegen, doch, geen klank vernemend, zouden de doellooze vreemde bewegingen een komischen indruk op hem maken. Zoo zou het ons gaan bij het aanschouwen der trillende hersenmoleculen, van gewaarwordingen of bewustzijnstoestanden zouden zij ons niets te zeggen hebben. De gedachte er aan zouden zij zelfs niet kunnen opwekken. Onze psyché is op eigenaardige wijze bij dat mechanisch verklaren betrokken. Haar physisch-chemisch wereldbeeld, de verklaarde werkelijkheid, dat zijn haar eigen voorstellingen, voor zoo verre ze er objectiviteit aan toekent, d.i. een bestaan onafhankelijk van het hare. Door die objectiveering houdt zij niet op een stuk geestesleven te zijn. Zij wordt dan een geheel van voorstellingen niet slechts van onzen geest, maar ook van een alles omvattende wereldgeest, waarvan de onze deel uitmaakt. De oorzakelijke samenhang der physisch-chemische verschijnselen, de natuurwetten, wordt dan een samenhang van voorstellingen, denk- | |
[pagina 413]
| |
wetten. Alleen met zulk een opvatting der werkelijkheid strookt haar begrijpelijkheid voor ons. Zij is zoo geen vreemde voor onzen geest, maar een verwante, waarvan wij de opeenvolgende toestanden denkend kunnen voorspellen. Mach, die den geest niet plaatst in het middenpunt der verschijnende wereld, waarin zij behoort, geeft een onverdacht getuigenis: ‘Dasz die Welt unsere Empfindung sei, ist in diesem Sinne nicht zweifelhaft’Ga naar voetnoot1). Verklaren is de erkenning, dat iets van denzelfden aard is als wat anders, dat het daarmede onder hetzelfde gezichtspunt gebracht, door dezelfde algemeene formule uitgedrukt kan worden. Het gaat dus niet aan een verschijnsel in en door zich zelf te verklaren en dit sluit het physisch-chemisch begrijpen der psyché uit. Buiten den inhoud van het bewustzijn is ons niets gegeven. Een deel der afzonderlijke levensverschijnsels behoort tot de physisch-chemische. Dat leerde ons de voorafgaande beschouwing, waarbij Loeb's werk op den voorgrond trad. Of men eens alle verschijnselen van levende organismen, die buiten het bewustzijn omgaan, in verband met elkander en met de buitenwereld zal kunnen vatten in een schema van physisch-chemische formules, is zeer de vraag. Het is een wissel, getrokken op een verre toekomst zonder zekerheid, dat zij gehonoreerd zal worden. Daar psyché en be- | |
[pagina 414]
| |
wustzijn ook levensuitingen zijn, ligt daar in elk geval een grens, die de mechanica nooit zal overschrijden. Men kan met de psycho-physiologie een psyché, een ziel, doelstrevend zonder of met bewustzijn, als verklarend beginsel invoeren, als zoo (met woorden) voldaan wordt aan de behoefte, om overal causaal gebeuren te zien; daarmede levert men echter geen natuurwetenschappelijk werk en zulk een min of meer verkapte in den grond anthropomorphe psyché zal nooit opgelost kunnen worden in een samenspel van physische en chemische krachten, de echte natuurkundige determinanten, onafscheidbaar van de stof. |
|