Если растения воспринимают углекислоту из воздуха, то последний должен содержать в себе достаточное количество ее. Лавуазье не отыскал однако ее в атмосфере; но позднейшие исследователи доказали, что количество ее в атмосфере очень незначительно, так что некоторые предполагали, что углерод растений отлагается в них из воды, которую они принимают в себя, другие же прибегали к тому объяснению, что углерод их получается ими из почвы.
В таком положении находился этот вопрос, когда Гумбольдт издал свои «Афоризмы» [1794]. Из того обстоятельства, что углерод, водород и кислород суть составные части растений, он заключает, что эти же элементы составляют и пищу их. Он полагает, что вода и углекислота разлагаются на свои составные части пока растительное тело живет, причем большая часть их отлагается в сосудах, между тем как остальная, меньшая, испаряется наружу путем листьев и корней. При этом он вооружается против мнения, что углерод растений происходит из воды; он показывает, что количество его, выделяемое дыханием людей и животных, а также происходящее от постоянного горения каменноугольных залежей, совершенно достаточно для питания растений. Если же в воздухе находится недостаточное, по-видимому, количество его, то это обусловливается живостью процесса вдыхания углерода растениями, составляющими его только небольшое количество свободным в атмосфере. Последняя содержит, смотря по местности и погоде от 1/64 до 1/10 углекислоты, которая, вследствие значительной тяжести своей, опускается на поверхность земли, где она в соединении с водой проникает в растения. Кроме того, рост растений обусловливается углеродом; чем сильнее потребность растения в нем, тем медленнее оно растет. Углекислота, найденная Соссюром на вершинах Альп, по мнению Гумбольдта, была растворена в водяных парах, вместе с которыми она и поднялась наверх.
Замечателен взгляд его на восприятие растениями солей. Не находя их в некоторых растениях, например в биссусе (Byssus), некоторых видах грибов (Octospora), пецице (Peziza), он не решался относить солей к необходимым средствам питания всех растений, но считает их все-таки настоящей пищей большинства растений. Замечание это было забыто, но гораздо позднее развито было далее Либихом, который поставил правилом, что различные растения нуждаются в различном количестве тех или других неорганических веществ. На этом Либих построил свою теорию о влиянии различных почв на растения. Начало ее высказано было уже Гумбольдтом. Так, он говорит: для растения, например, харовых водорослей (Chara), в котором мы постоянно находим известь, последняя так необходима, как углерод или водород. Между существенными частями нет иерархии или табели о рангах. С пророческим провидением он предсказывает, что с развитием химии мы узнаем влияние некоторых элементов, которые теперь стоят как будто изолированными в ряду других.
Не менее интересны опыты Гумбольдта над низшими растительными организмами – грибами. Он доказал, что они представляют замечательную противоположность с высшими, именно: они выдыхают из себя не кислород, а водород, следовательно разлагают принимаемую ими воду на ее составные части, из которых они удерживают только одну – кислород, а равно принимают углерод из углекислоты.
К веществам, отделяемым растениями, Гумбольдт относит кроме газов водяные испарения, слизь и эфирные масла. Последние обусловливают запах многих растений. Исходя из корешков, по преимуществу ночью, масла эти действуют нередко вредно на окружающие их другие растения, чем объясняется наблюдение, что по соседству с такими растениями не растут другие и они встречаются совершенно изолированными.
Против этой теории выделений из растений путем корней, как утверждал Гумбольдт, справедливо возражали, что если бы она была справедлива, то мы должны бы найти в почве, на которой стоит какое-нибудь дерево в продолжение нескольких сот лет, заметное количество этих выделений. Опыт, однако, этого не подтверждает. Обстоятельство же, что в соседстве некоторых растений не растут другие, можно просто объяснить тем, что корни первых, распространяясь, потребили все питательные вещества, необходимые для последних, или тем, что последние лишены в тени первых необходимого света.
Упомянем вкратце об исследованиях Гумбольдта над химическим составом воздуха.
Во все продолжение средних веков, до самого конца XVIII в., взгляд на состав окружающей нас атмосферы отличался немногим от очень поверхностного взгляда древних на этот предмет. Пристли во время занятий своих, о которых мы упоминали выше, заметил, что посредством дыхания 1/5 часть воздуха изменяется в другой газ (углекислоту, которую он называл «неизменным воздухом»), поглощаемый известковой водой и что остающийся затем остаток атмосферного воздуха негоден для дыхания и не в состоянии поддерживать горения. Исследуя свойства исчезающего при дыхании воздуха, Пристли добыл его из окиси ртути и нашел, что все вещества сгорают в нем гораздо живее, нежели в обыкновенной атмосфере. С 1775 г. он защищает положение, что этот газ только и поддерживает дыхание и горение; что он и есть чистый, свободный от флогистона, следовательно, как выражались тогда, дефлогистированный воздух, и что он смешан в атмосферном воздухе с другим, который он называет флогистированным. Здесь, значит, впервые встречаем положение, что атмосферный воздух состоит из двух совершенно противоположных газов, состоящих друг к другу в отношении 1:4 по объему. Именем флогистона называлось в господствовавшей тогда теории Шталя невесомое вещество, которое входит в состав всех сгораемых тел и улетучивается при их горении. Следовательно, по этой теории, тело не сгоревшее было соединением этого флогистона с тем, что оставалось после горения, золой. Воздух, по преимуществу способный облегчать выход флогистона, должен был при сгорании какого-нибудь тела сам заключать немного этого флогистона, чтобы иметь возможность больше воспринять его, следовательно, он был дефлогистированным, между тем как воздух, не поддерживающий горения, был флогистирован.
К подобным результатам пришел почти одновременно с Пристли и другой химик, Шееле, хотя совершенно иным путем.
Хотя оба ученые были приверженцами флогистической теории, но они же подготовили ее падение. Лавуазье строит противоположную ей теорию, антифлогистическую, не признающую флогистона или принципа сгораемости, который и при сгорании не улетучивается. Напротив, то, что Пристли называл дефлогистированным воздухом, есть простой элемент, тело, не разлагаемое далее известными доселе средствами, принимающее вместе с теплородом газообразный вид, одним словом, это – кислород, открытие которого обусловило все последующие успехи химии со времен Лавуазье. По учению его, горение не есть, как учили его предшественники, отделение двух тел – флогистона от остатка, но напротив, соединение двух тел, кислорода с горящим телом. Понятно, что новое учение, так диаметрально противоположное прежнему, вызвало жаркие споры между так называемыми флогистиками и антифлогистиками; споры кончились победой последних и признанием, что другая часть атмосферного воздуха, не поддерживающая горения и носившая прежде название флогистированного воздуха, есть самостоятельный химический элемент – азот.
