M. 1 0 . Warszawa, d. 8 marca 1896 r. T o m X V .
TYGODNIK POPULARNY, POŚWIĘCONY NAUKOM PRZYRODNICZYM.
PRENUMERATA „W SZECH$W IATA“ . W W arszaw ie: rocznie rs. 8 kwartalnie ,, 2 Z p rzesyłką pocztow ą: rocznie rs. 10 półrocznie „ 5 Prenum erować można w Redakcyi „W szechświat? *
i w e w szystkich księgarniach w kraju i zagranicą.
Komitet Redakcyjny Wszechświata stanowią Panowie:
D eike K ., D ickstein S., H oyer H., Jurkiew icz K., K wietniew ski W Ł, Kram sztyk S., M orozewicz J., Na
tanson J „ Sztolcman J., Trzciński W. i W róblew ski W.
A . d r e s Z R e d - a J s c y i: K r a k o - w s M e - P r z s d m i e ś c i e , ISTr S S .
CHEMIA WODANÓW WĘGLA
i jej znaczenie dla fizyologii 1).
Ż a d n a gałęź wiedzy nie była w ta k ścis
łym sojuszu z medycyną ja k chemia. Z a d a niem ostatniej, począwszy od najodleglejszych czasów, aż do wieku siedemnastego, było głównie wyszukiwanie nowych środków lecz
niczych, a najbieglejsi lekarze owych czasów byli zarazem najskrzętniejszym i krzewiciela
mi wiedzy chemicznej. Nie je st zatem zda
rzeniem przypadkowem, że najobszerniejszą teoryą chemiczną czasów minionych, teoryą flogistonu, wysnuł lekarz S tahl. Jedn ak że wielkie zdobycze zeszłego wieku, obalające teoryą flogistonu, zmieniły znacznie stosunek wzajemny wspomnianych obu gałęzi wiedzy.
Z chwilą zastosowania ścisłych m etod b a d a nia, a tem samem z chwilą zbliżenia się po
między chem ią a fizyką, chemia znalazła
') Według odczytu prof. E. Fischera.
nader obszerne i urodzajne pole działania, a u trw alając swe ogólne praw a zasadnicze i rozszerzając swe nowe teorye, tem samem oddaliła się znacznie od celów lecznictwa.
Niebawem wszelako zdobycze je j ponownie stały się cennemi dla terapii. Synteza che*
miczna wieku bieżącego nadzwyczaj wzboga
ciła zasób środków leczniczych, a dyagnoza, hygiena i inne gałęzie medycyny praktycznej osięgnęły znaczne korzyści z wypracowanych metod analitycznych. L ecz wszystkie te po
stępy w ydają się nieznacznemi w porówna
niu z olbrzymiemi przysługam i, jak ie chemia oddała fizyologii. Niech nam zatem będzie wolno zwrócić uwagę czytelnika na wpływ chemii wodanów węgla n a nauki biologiczne.
Związki organiczne, spotykane w ciele zwie- rzęcem lub roślinnem, podzielić można, ja k wiadomo, n a trzy wielkie grom ady: tłuszcze, wodany w ęgla i ciała proteinowe. Podczas gdy badanie ostatnich je s t dopiero w zacząt
ku, n a tu ra chemiczna tłuszczów by ła zbada
na już w pierwszych dziesiątkach la t tego wieku, a sztuczne otrzymywanie ich z ele
mentów należy do pierwszych zdobyczy syn
tezy organicznej wogóle.
Stanowisko pośrednie pomiędzy tem i g ru pami, zarówno z powodu licznych przed sta
wicieli ja k i trudności b adania zajm ują wo-
dany węgla. B adanie ich zapoczątkow ane było również juź w zaraniu rozwoju chemii organicznej i upraw iane było z ta k wielką gorliwością, że stan wiadomości naszych o tych ciałach w danej chwili uważany może być za m iarę rozwoju całej tej gałęzi wiedzy.
W szelako od chwili fundam entalnego odkry
cia Lavoisiera, że ciała te sk ła d a ją się z węgla, wodoru i tlenu, aż do chwili u rze
czywistnienia syntezy najprostszych przed
stawicieli tej grupy, nauka m usiała czekać la t 100, a zapewne minie jeszcze niejeden dziesiątek la t zanim cały obszar zostanie zba
dany w tej samej mierze.
W porównaniu z olbrzymio szybkiemi po
stępam i innych gałęzi chemii organicznej, stopniowy rozwój poglądów na cukry może się wydawać powolnym. Jed n a k że w tajem ni
czony powód tego widzieć będzie nie w po
wolności b a d a n ia lecz w n ad e r wielkich j e - « go trudnościach. O statnie spowodowane są głównie przez nieporów naną mnogość form, które zarazem są przyczyną skomplikowanej system atyki. R ozróżniam y przedewszystkiem t zw. m onosacharydy i polisacharydy. P ierw sze rozpuszczają się łatw o w wodzie, posia
d a ją sm ak słodki i naogół tak ie własności chemiczne, ja k ie ch a rak tery zu ją cukier g ro nowy. Z tych cukrów prostych pow stają cukry skom plikowane, w ta k i sposób, że kilka cząsteczek pierwszych łączy się w za
jem nie, wydzielając wodę. Odwrotnie, wszyst
kie skomplikowane wodany w ęgla m ogą być przemienione w cukry proste przez t. zw. h y drolizę, proces polegający n a przyczepianiu wody.
Do polisacharydów należą niektóre roz
puszczalne w wodzie cukry, ja k np. cukier trzcinowy i mleczny, po największej jed n ak części są one nierozpuszczalne, ja k np. m ącz
ka i celuloza czyli drzewnik. Obecnie znamy więcej niż 30 m onosacharydów pomiędzy te- mi 6 produktów naturalnych; pozostałe 24 otrzym ano d ro g ą sztuczną, a istniejące m e
tody syntetyczne um ożliw iają otrzym anie jeszcze wielu setek ciał podobnych. P o n ie
waż wszystkie te ciała mogą łączyć się m ię
dzy sobą w najróżnorodniejszych kombina- cyach, czytelnik może sobie wyobrazić ja k olbrzym ią ilość polisacharydów chemia je st w stanie wytworzyć.
Szczęśliwym zbiegiem okoliczności przyro-
| da przeznaczyła zaledwie kilka z tych p ro duktów dla odżywiania roślin i zwierząt; lecz te zato są wytwarzane w przyrodzie w olbrzy
mich ilościach. W skutek tego ważniejsi I przedstawiciele byli już znani w początkach rozwoju chemii organicznej. W chemicznie czystym stanie najwcześniej wyosobniono cu
kier trzcinowy. N a jstarszy m jego współza
wodnikiem jak o substancya słodząca był cu
kier gronowy, część składow a miodu i więk
szości owoców słodkich. O trzym ali go już alchemiści^arabscy przez odparowywanie so
ku winogron, lecz w stanie czystym m iał go w ręku dopiero M argg raf, w połowie wieku zeszłego. Trzeci wreszcie cukier, znacznie mniej słodki, niż oba poprzednie, cukier mleczny, został odkryty w roku 1619 przez B arto lettieg o w Bolonii.
Z pomiędzy innych wodanów węgla wiek ubiegły znał tylko m ączkę i drzewnik.
Chem ia więc organiczna z chwilą powoła
nia jej do życia przez L ayoisiera i Scheelego rozporządzać juź m ogła pięcioma dobrze scharakteryzow anem i wodanami węgla. N ie
bawem za ję ła się skrzętnie ich zbadaniem , a cukier trzcinowy, pięknie się k ry stalizu jący, był ciałem z upodobaniem uźywanem przy wypróbowywaniu np. metod analitycz
nych. Skutkiem tego cukier trzcinowy był jednem z ciał, których dokładny skład znano najwcześniej. Z tego samego powodu już na początku bieżącego wieku odkryto fakty, które rzucały dużo św iatła na wzajemny sto
sunek wodanów węgla. Najw ażniejszym z pomiędzy nich był fak t, że m ączka prze
mienia się w cukier gronowy przez gotow a
nie je j z rozcieńczonemi kwasami, odkryty przez K irchhoffa w roku 1811. Niemniej ważnem było też odkrycie, zrobione przez tegoż badacza, źe nasiona zaw ierają pewną substancyą, k tó ra w podobny sposób działa na m ączkę ja k kwasy rozcieńczone. D yasta- za, ja k ciało to później nazwano, jeszcze dzi
siaj je s t uw ażana za typowy ferm ent nieuor- ganizowany a scukrzenie m ączki, u łatw iające tra n sp o rt jej w roślinie lub resorpcyą w przy
rządach traw ienia zw ierząt pozostanie na- zawsze klasycznym przykładem spraw tego rodzaju. W podobny sposób, przez użycie s tę żonego kwasu siarczanego, udało się w roku 1819 scukrzenie drzewnika. Ponieważ wresz
cie zarówno cukier trzcinowy ja k mleczny
N r 10. W SZECHŚW IAT. 147 i różne rodzaje gum, nagrom adzonych w tak
znacznych ilościach w państwie roślinnem , pod wpływem kwasów lub fermentów prze
m ieniają się w cukier gronowy, ten ostatni przez długie la ta uważano za jedyną podsta
wę wszystkich wodanów węgla. W szelako niebawem postępy fizyki, a szczególniej od
krycia na polu optyki przekonały, że wniosek taki je s t niesłuszny. Z chwilą, gdy odkry
cie B iota, źe cukier trzcinowy skręca p łasz
czyznę św iatła polaryzowanego, zaczęto sto
sować i do innych cukrów, przekonano się, że ciała, które uważano za identyczne z cukrem gronowym, skręcały płaszczyznę polaryzacyi nietylko w różnym stopniu, lecz naw et w róż
nych kierunkach. T ak w roku 1847 D ubrun- faut przekonał się, że ciało tworzące się skutkiem gotowania cukru trzcinowego z kwasami, zaw iera obok cukru trzcinowego i inne ciało, dzisiejszy cukier owocowy czyli fruktozę, który w odróżnieniu od wszystkich w owe czasy znanych cukrów, skręca płasz
czyznę św iatła polaryzowanego w stronę le
wą. C ukier ten nazwano przeto lewulozą.
W iem y teraz, że cukier ten zawarty je st
jw miodzie i w większości owoców słodkich, ! ja k również, że tworzy jeden z najbardziej
rozpowszechnionych polisacharydów t. zw.
inulinę. N a tej samej drodze P a ste u r od
k ry ł galaktozę, k tó ra tworzy się obok gluko
zy przez hydrolizę cukru mlecznego i którą następnie odkryto nietylko w ciele zwierzę- cem ale i w roślinnem. W tym samym mniej więcej czasie odkryto czwarty cukier tego samego składu, mianowicie sorbozę, która wszelako aż do dnia dzisiejszego pozo
sta ła ciałem rządkiem i m ało zbadanem . J e żeli do szeregu wymienionych cukrów doda
my jeszcze m altozę, odkrytą przez D ubrun- fa u ta i posiadającą ten sam skład co i cukier trzcinowy, następnie dekstryny i glikogen, I
odkryty w w ątrobie przez K laudyusza Ber- nard a, a m ający w ciele zwierzęcem praw do
podobnie znaczenie podobne, ja k mączka w ciele roślinnem, wyczerpiemy cały zasób wiadomości, posiadanych o cukrach do ro
ku 1860.
Około owego czasu chemia organiczna zro
b iła jeden z największych w swym rozwoju kroków: opuściła teoryą typów a zwróciła się do teoryi t. zw. stru k tu raln e j; gdy w n astęp
stwie tego poczęto dokładniej i głębiej badać
grom adę wodanów węgla, cukier gronowy, jako najważniejszy przedstawiciel tych związ
ków, był często przedm iotem badania. B u
dowę jeg o chemiczną wysnuto głównie na za
sadzie zachowania się względem środków utleniających i odtleniających. Obecnie for
m ułują go jako aldehyd alkoholu sześcio- hydroksylowego a wzór taki tłum aczy w isto
cie większość znanych reakcyj glukozy ')•
R ezultaty otrzym ane przez badanie cukru gronowego można było bez wielkich trud no ści zastosować i do innych cukrów podobnych.
Gralaktoza skutkiem tego otrzym ała tak i sam wzór budowy ja k cukier gronowy, fruktoza zaś okazała zachowanie się nieco odmienne.
Z am iast grupy aldehydowej ciało to zawiera grupę acetonową, skutkiem czego zresztą ogólny ch a rak ter cząsteczki niewielkiej uległ zmianie, a zdolność spalania się łatwego n a
wet się powiększyła. T a ostatnia okolicz
ność spowodowała zalecenie tego cukru za
m iast glukozy dla osób cierpiących n a choro
bę cukrową.
M etoda, k tóra posłużyła H . K ilianiem u do wykrycia budowy chemicznej fruktozy je s t ta k ważną, że musimy scharakteryzow ać j ą tu taj choć w kilku słowach. Glukoza łą
czy się z kwasem pruskim , a utworzony zwią
zek, po zmydleniu kwasem m ineralnym , daje nowe ciało, m ające ch a rak ter kwasowy i za
w ierające o jeden atom węgla więcej niż użyty cukier. B adanie bliższe tego ciała ułatw iło wykrycie budowy chemicznej fru k
tozy. Szczególniej zaś ważnym był rezultat otrzym any przez działanie kwasu pruskiego n a arabinozę, cukier wyosobniony w roku 1873 z gumy arabskiej, a poprzednio już z buraków cukrowych, który uważano za cia
ło izomeryczne z cukrem gronowym. Kom - binacya z kwasem pruskim wykazała, że arabinoza zaw iera tylko 5 atomów węgla, a skutkiem tego przypuszczenie, m ające p ra wie c h a ra k te r dogm atu, że wodany węgla zaw ierają najmniej 6 atomów węgla, zostało
*) W o sta tn ic h czasach w zó r aldehydow y g lu k o z y z o sta ł zachw iany. P rzeciw k o te m u w z o ro wi p rz em aw ia b u d o w a g lukozydów , zw iązków acetylow ych g lu k o zy , istn ie n ie tr z e c h izom ero- nów g lu k o zy w łaściw ej, o b ję to ść cząsteczk o w a g lu k o zy w ro z tw o ra c h w odnych i t. d.
L . M .
obalone. Do zerw ania z tym dogm atem i zniewoliła zresztą niebawem i synteza no- J wych ciał, m ających c h a ra k te r cukrowy.
Od czasu, gdy W oehler przez przem ianę cyanianu am onu w mocznik udowodnił moż
ność syntezy ciał organicznych z pierw iast
ków, ostatecznym celem b adania każdego związku organicznego je s t jego synteza.
O statnią zaś poprzedza b adanie analityczne, zakończane wykryciem budowy chemicznej.
Nim badanie to przygotowawcze zostało ukończone, robiono ju ż wszelako i próby syn
tetyczne, które jed n ak że nie przyniosły wiel
kiego rezu ltatu . Z pomiędzy licznych sztucz
nych produktów z w łasnościam i cukrów, po
znanych przed rokiem 1887, tylko jeden w ytrzym ał krytykę; je s t nim słodki syrop otrzym any przez B utlerow a z aldehydu mrówkowego pod wpływem wapna. L ecz pro d u k t ten nie przed staw ia bynajm niej osobnika chemicznego, a m etody analityczne nowszych czasów w ykazały, że je s t on skom plikow aną m ieszaniną różnych ciał, z pomię
dzy których tylko jedno, w ystępujące w b a r
dzo m ałych ilościach, je s t pokrewnem glu kozie.
D roga, ob ran a przez B utlerow a, chwilowo nie prow adziła dalej. Znaleziono wszelako lepszą drogę,b iorąc za punkt wyjścia glicery
nę. C iało to m a pewne podobieństwo z cu
krem , mianowicie m a sm ak słodki; pod względem zaś chemicznym podobieństwo je s t nieco mniejsze. G lukoza zaw iera 6 atomów węgla, gliceryna zaś tylko 3, pierwsza przy- tem zaw iera grupę aldehydową, albo p rzy najm niej u k ład łatw o w nią przechodzący, a gliceryna je s t alkoholem trójhydroksylo- wym. Poniew aż zaś cukry uw ażane są za aldehydy ostatnich, m ożna się było spodzie
wać, źe przez utlenienie gliceryny lub ciała podobnego otrzym am y ciało cukrowe. D o
świadczenie tak ie przedsięw zięto naprzód z m annitem , wyosobnionym z m anny i to z r e zultatem dodatnim ; otrzym ano przytem no
wy cukier nazwany m annozą i znaleziony później również i w pewnych gatunkach ro ślin. R e z u lta t ten nie m ógł wszelako być uważanym za syntezę kom pletną, albowiem m annit tu ta j użyty pochodził z rośliny. N a tom iast doświadczenia w ciągu tych p ra c zdobyte m ożna było zastosow ać do gliceryny, przyczem otrzym ano n ad e r dziwne ciało
cukrowe. Posiada ono wprawdzie w cząs
teczce tylko 3 atomy węgla, lecz zachowuje się zupełnie ja k cukier gronowy, ulegając np.
! także ferm entacyi alkoholowej. W celu za
znaczenia pochodzenia tego ciała, ja k rów
nież jego cukrowej n atury, nazwano je glice- rozą, A więc arabinoza nie je s t jedynym cukrem posiadającym sk ład odmienny od dawniej przyjmowanego. G liceroza je s t j-esz- cze bardziej oddalona od starego typu glu
kozy, a niektórzy konserwatywni badacze wykreślili j ą wogóle z grona ciał cukrowych.
W ykluczenie to wszelako nie długo mogło ostać się, albowiem niebawem wykryto reak- cyą glicerozy, k tó ra j ą bezw ątpienia staw ia w blizkim stosunku do cukrów. P o d wpły
wem mianowicie alkalij gliceroza ulega p rze
mianie, k tó rą chemicy nazyw ają polimery za- cyą. Dwie cząsteczki glicerozy łączą się z sobą tworząc nowe ciało, zaw ierające 6 ato mów węgla i zarazem wszystkie własności cukrów naturalnych. Nie posiada ono wsze
lako własności skręcania płaszczyzny św iatła polaryzowanego. W łasność tę wszelako moż
na mu nadać, i akroza, ta k bowiem nazyw ają [ sztuczny ten cukier, może być przem ienioną dowolnie w fruktozę, mannozę lub glukozę, a fak t, że akroza tworzy część składow ą sy
ropu słodkiego otrzym anego z aldehydu mrówkowego, dowodzi, że synteza glukozy może być urzeczywistnioną zapomocą łatw o zrozum iałych reakcyj chemicznych, których punktem wyjścia je st jedn o z najprostszych ciał chemii organicznej.
Zdobywszy szeroką tę podstawę dla synte
zy glukozy, możemy otrzym ać drog ą sztucz
ną bardziej złożone ciała cukrowe. W spom nieliśmy już poprzednio, źe działaniem kw a
su pruskiego glukoza przem ienia się w nowe ciało, z którego otrzym ać można kwas, po
siadający o jed en atom węgla więcej niż glukoza. K w as ten przez odtlenianie daje prawdziwy cukier o 7 atom ach węgla, z k tó rym możemy oczywiście j)°nownie powtórzyć reakcyą z kwasem pruskim i otrzymywać ciała cukrowe ze stopniowo zw iększającą się liczbą atomów węgla O trzym ano już dzisiaj ciała zaw ierające aż do 9 atomów węgla.
Przekonaw szy się w tak i sposób, źe otrzy
m aniu drogą sztuczną ciał, posiadających c h a rak ter cukrów, a bardziej skomplikowa-
i nych od nich, nic nie stoi na przeszko-
N r 10. W SZECHŚW IAT. 149 dzie, usiłowano otrzym ać najprostszego
przedstaw iciela tej grupy ciał, t. j. związek o dwu atom ach węgla, któryby posiadał włas
ności ciała hydroksylowego i aldehydowego zarazem . Ciało to w rzeczy samej istnieje:
je s t to mianowicie t. zw. aldehyd glikolowy, który jest w wysokim stopniu podobny do glicerozy i który pod wpływem alkalij p rz e
mienia się w cukier o 4 atom ach węgla. Tym sposobem szereg cukrów, począwszy od n a j
prostszego a kończąc (tymczasem) n a cukrze zawierającym 9 atomów węgla, został otrzy
many drogą sztuczną.
Wspomnieliśmy pobieżnie powyżej, źe nie
które ciała z tej grom ady posiadają zupełnie jednakowy skład chemiczny i jednakow ą bu
dowę chemiczną, a pomimo to bardzo różne własności. J a k o przykład przytaczam y trzy heksozy, t. j. cukry o 6 atom ach węgla, na
zwane glukozą, m annozą i galaktozą. C iała takie nazywano dawniej izomeronami fizycz
ne mi, ponieważ były one dla ówczesnych teo- ryj chemicznych zagadką. Zrozumienie tych różnic stało się dopiero wtedy moźliwem, gdy poczęto liczyć się z przestrzeniow ą budową cząsteczek, gdy słowem pow stała stereoche- mia '). N ajw ażniejszą gałęzią tej ostatniej je s t teorya węgla asym etrycznego 2), k tóra powołaną została do życia przez badanie ciał skręcających światło polaryzowane, do których właśnie należą i cukry.
B adaniam i podstawowemi w tej mierze były b adania P a ste u ra nad kwasami winne- ini. P a ste u r znalazł mianowicie kwas winny skręcający płaszczyznę polaryzacyjną w lewą stronę, w odróżnieniu od dawniej znanego kwasu skręcającego j ą w praw ą stronę. P o minąwszy tę różnicę, oba kwasy są nader po
dobne, w krystalizowanym zaś stanie różnią się tylko różnym układem jednej płaszczyzny hem iedrycznej. P rzez zmieszanie jednako
wych ilości tych kwasów pow staje kwas g ro nowy, optycznie nieczynny, który wszelako może być znów rozłożony n a obie mody fika - cye kwasów winnych.
Przyczynę tego stanu rzeczy P a s te u r wi
dział w niesymetrycznej budowie chemicznej
cząsteczki. D alej myśli tej snuć w owe cza
sy niepodobna było, dopiero gdy pow stała teorya stru k tu raln a w chemii, owa myśl ste
reochemiczna została pogłębioną a dokonali tego w roku 1874 Le Bel i van t ’Hoff, two
rząc teoryą t. z w. węgla asymetrycznego, t. j.
węgla połączonego z 4-ma róźnemi atomami lub rodnikam i '). Z a słusznością tej bypo- tezy dziś przem awia juź cały szereg faktów, a szczególniej też zebranych w granicach chemii cukrów. W cząsteczce heksozy istnie
je nie mniej od 4 atomów asym etrycznych2), pentozy zaw ierają 3, podczas gdy w hepto- zach i t. d. ilość ta jeszcze w zrasta. Można więc zrozumieć dlaczego wszystkie cukry na
turalne są optycznie czynne. Istn ieją wpraw
dzie i optycznie nieczynne cukry, otrzym ane syntetycznie, lecz istnienie ich nie sprzeciwia się teoryi, gdyż są one poniekąd, na podo
bieństwo kw asu gronowego, mieszaniną je d nakowych ilości dwu ciał skręcających świa
tło polaryzowane w strony przeciwne.
Znacznie więcej zainteresow ania budzą jed n ak wnioski teoryi, dotyczące ilości izo- meronów. Ponieważ każdem u asym etrycz
nemu atomowi węgla odpow iadają dwie mo- dyfikacye izomeryczne, istnieć musi 16 przestrzeniowo różnych heksoz. E k s p e ry m entalne więc badanie tej grupy mogło być znakomitym środkiem spraw dzenia wyników teoryi; w istocie wykryto dotychczas 12 róż
nych heksoz, a niedaleka przyszłość nie
wątpliwie wzbogaci nas pozostałem i cztere
ma. Podobnie teź z liczby 8 możliwych pen- toz znamy ju ż 4. Znacznie mniej kompletnie zbadano cukry bardziej złożone. Z pomię
dzy 32 możliwych hep to z^ znamy tylko 6, a z pomiędzy 128 nonoz tylko 2.
(Dok. nant.).
D r L . Marchlewski
') W szech św iat, loc. cit.
-) W zg lę d n ie pięć, je ż e li p rz y jm u je m y w zó r T o llen sa lu b S k ra u p a d la g lu k o zy .
') P o ró w n . W szech św iat, to m X III, s tr . 145.
-) P o ró w n . W sz e c h św ia t, to m X II, s tr . 2 4 5
i 5 7 7 .
0 budowie wewnętrznej kryształów.
Z pomiędzy zagadnień znaczenia ogólniej
szego, jakiem i zajm uje się k ry stalo grafia nowoczesna, budowa w ew nętrzna czyli mole
k u larn a ciał krystalicznych należy bezwąt- pienia do najciekawszych, a naw et najw aż
niejszych. K w estya to, zajm u jąca zarówno chemika, ja k fizyka i m atem atyka. O roz
wiązanie jej kusił się. ju ż P ran k en h eim w r.
1835, lecz dopiero B ra v a is w r. 1850 stwo
rzy ł m atem atyczną teoryą budowy ciał krystalicznych 2), k tó rą następnie u p rzystęp
nił i rozw inął Sohncke (r. 1867). W c z a sach najnowszych ukazały się prócz tego teorye Schonfłiessa i Fiodorow a, o których znaczeniu i różnicy w stosunku do teoryj dwu pierwszych uczonych wspomnimy poni- żej, gdy zapoznam y się z isto tą samego za
gadnienia.
I.
Z n a n ą je s t powszechnie ogólna własność ciał stałych, zwana ściśliwością. W łasność ta polega n a tem , że ciała sta łe pod wpły
wem sił m echanicznych działających zze- w nątrz, zm niejszają swą objętość, jakby kurczą się nieznacznie. Z jaw isko ściśliwości stanow i słuszną podstaw ę do tw ierdzenia, że c iała sta łe sk ła d a ją się z drobniutkich ele
m entów m ateryalnych, rozdzielonych pewne- mi odstępam i. Zapom ocą sił mechanicznych możemy wywołać zm iany w ugrupow aniu tych elementów, n adać ciału inną objętość i postać, „zdeform ow ać” je.
Poniew aż kryształy podlegają tego ro d z a
ju deform acyom mechanicznym, musimy za
tem przyjąć, że s k ła d a ją się one również z owych najdrobniejszych elementów, które
') P o ró w n a j p o c z ą te k a rty k u łu : „ K ry s z ta ły i ic h s y m e try a ” , W sz e c h ś w ia t, 1 8 9 6 , n -r 1.
2) W d ziele: „ M e in o ire s u r le s sy s te m e s for- m e s jp a r des p o in ts d is trib u e s re g u lie r e m e n t s u r u n p la n ou d a n s l ’e s p a c e ” . P a r y ż , 1 8 5 0 .
nazywamy cząsteczkam i (m olekułam i) kry- stalicznemi czyli fizycznemi. N ie zdołano do- i) tychczas wyrobić dokładnego pojęcia o w łas
nościach cząsteczki fizycznej, ani też o jej stosunku do cząsteczki chemicznej, t. j. mo
lekuły w stanie ciała gazowym. Istnieje wprawdzie pewna liczba faktów, które prze
m aw iają jakgdyby za przypuszczeniem, że cząsteczka krystaliczna sk ład a się z m niej
szej lub większej ilości cząsteczek chemicz
nych, że pierw sza je s t jakb y stanem polime- rycznym (wielokrotnym) drugiej. N ic pew
nego jed n ak o istocie cząsteczki k rystalicz
nej, ja k dotąd, nie jesteśm y w stanie po
wiedzieć.
P osiadam y natom iast wyborny klucz do rozw ikłania a naw et całkowitego prawie wy
jaśnienia kwestyi, w ja k i sposób kryształ je s t zbudowany z owych najdrobniejszych cząste
czek. Kluczem tym je s t ca ło k ształt własno
ści fizycznych kryształu, na których opiera- my pojęcie o jeg o budowie m olekularnej czyli wewnętrznej. Istn iejące teorye d ają nam jasn e i konkretne wyobrażenie nietylko o we
wnętrznym stosunku cząsteczek kryształu, lecz nadto ułatw iają zrozumienie tych p ra widłowości, jak ie dostrzegam y w jego postaci zewnętrznej, geom etrycznej. Ponieważ teo
rye te całkowicie opierają się na w łasno
ściach fizycznych kryształu, musimy przeto, dla dokładnego ich zrozum ienia, przejrzeć i zestawić w krótkości główniejsze wyniki b a
dań krystalograficzno-fizycznych.
N ajw ażniejszym otrzym anym tu rezu lta
tem je s t ten, że kryształy wogóle są ciałami anizotropowem i, czyli że k ażda ich własność zmienia się co do swego natężenia według pewnych praw , zależnie od kierunku. Z e względu n a tę zależność wszystkie własności fizyczne kryształów d ad zą się podzielić na dwie grupy. D o pierwszej należą: szybkość rozchodzenia się i pochłaniania’św iatła, roz
chodzenie się i pochłanianie prom ieni ciepła, rozszerzanie się i kurczenie pod wpływem zmiany tem peratu ry i innych czynników, wreszcie indukcya m agnetyczna i polaryza- cya dielektryczna. D ru g ą natom iast grupę stanowią własności tak ie, ja k elastyczność, rozchodzenie się dźwięku, spójność (łupli- wość i tw ardość), plastyczność, rozpuszczal
ność i wzrost, wreszcie pyro- i piezoelektrycz-
ność. N a czem polega zasadnicza róźnioa
N r 10. W SZECHŚW IAT. 151 pomiędzy własnościami obu grup? Zwykle
powiadamy, źe zależność własności fizycz
nych pierwszego rodzaju od kierunku daje się wyrazić w najogólniejszym przypadku za- pomocą elipsoidy o trzech prostopadłych lecz nierównych osiach, gdy ta sam a zależność własności drugiego rodzaju je st natury b a r
dziej złożonej i wyraża się geom etrycznie zapomocą powierzchni krzywej zamkniętej wyższego szeregu. A by określenie to zrozu
mieć, weźmy pod uwagę jakąkolw iek włas
ność z pierwszej grupy, dajm y na to rozcho
dzenie się ciepła. Przypuśćmy, że wewnątrz kryształu umieściliśmy jakiekolwiek źródło ciepła. W przypadku najogólniejszym ciepło rozchodzić się będzie w rozm aitych kierun
kach z szybkością rozm aitą, ale pomiędzy temi kierunkam i zawsze znajdziemy trzy t a kie między sobą prostopadłe, z których jeden będzie przedstaw iał najw iększą, d ru g i—śred
nią, trzeci zaś—najm niejszą szybkość roz
chodzenia się ciepła; wszystkie zaś inne kie
runki (a tych je s t nieskończona ilość), będą przedstaw iały szybkości pośrednie pomiędzy trzem a wymienionemi. Gdybyśmy połączyli ze sobą wszystkie punkty, do których doszło w danej chwili ciepło, to otrzymalibyśmy po
wierzchnię zam kniętą, elipsoidalną, posiada
ją c ą trzy prostopadłe osi: najdłuższą, śred
nią i najkrótszą, odpowiadające największej, średniej i najm niejszej szybkości rozchodze
nia się ciepła. Położenie takiej elipsoidy je s t zależnem od sym etryi kryształu i pozo- stuje w rozm aitym stosunku do jej elemen
tów geometrycznych. T ak samo zupełnie możemy sobie wyobrazić „elipsoidę optycz
n y ”; w yrażającą szybkość rozchodzenia się św iatła w rozm aitych kierunkach. I dla wszystkich innych własności pierwszej grupy możemy wykreślić odpowiednie elipsoidy, które wykażą nam zależność własności tych od kierunku.
Ze względu na własności fizyczne pierwszej kategoryi wszystkie kryształy dzielą się na pięć szeregów:
1) P rzypadek najogólniejszy p rz ed sta
w iają kryształy, które dla każdej z własności powyżej wymienionych (gr. I ) posiadają elipsoidy trzyosiowe różne nietylko stosun
kową długością osi, ale i położeniem. P o między osiami elipsoidy i osiami kryształu niem a żadnej zależności prawidłowej i tylko
prak ty k a może nam dać odpowiedź na pyta
nie, w jakim stosunku pozostają owe elipsoi
dy względem elementów geometrycznych kryształu. Do tej grom ady należą kryształy trójskośne (trykliniczne), pozbawione zupeł
nie symetryi prostej ‘).
2) Elipsoidy, odpowiadające rozmaitym własnościom, odznaczają się, jak i w szeregu poprzednim, rozm aitym stosunkiem ilościo
wym między długościami swych osi, lecz jedna z tych ostatnich zajm uje w krysztale położenie zawsze ściśle określone i je s t rów noległą do jednej z osi krystalograficznych. Dwie inne osi (prostopadłe do pierwszej) leżą w jednej płaszczyznie, k tó ra je s t płaszczyzną symetryi geometrycznej i fizycznej. To znaczy, że nietylko ściany i krawędzie kryształu g rup u
ją się sym etrycznie po obu stronach tej płasz
czyzny, ale i własności fizyczne w kierunkach, leżących w płaszczyznach, prostopadłych do płaszczyzn sym etryi i tworzących z nią je d nakowe kąty, są zupełnie identyczne: ta sama szybkość rozchodzenia się św iatła, to samo przewodnictwo ciepła, ta sam a rozszerzal
ność wskutek ciepła i t. p. S ą to zatem kryształy układu jednoskośnego (monokli- nicznego), posiadające jed nę płaszczyznę symetryi prostej.
3) W szystkie trzy osi elipsoid, w yrażają
cych zależność własności fizycznych od kie
runku, m ają rozm aite stosunki długości, lecz położenie ich w krysztale je s t ściśle określone i stałe: zlew ają się one mianowicie z trzem a również prostopadłem i i niejednoznacznemi osiami krystalograficznem u K ryształy tego rodzaju są bryłam i o trzech prostopadłych płaszczyznach sym etryi, względem których elementy geometryczne, ja k również i włas
ności fizyczne (wyrażone graficznie) u kładają się symetrycznie. M am y tu zatem do czy
nienia z kryształam i układu rombowego.
4) Dwie osi każdej elipsoidy s ta ją się równemi, przez co sam e elipsoidy przechodzą w sferoidy, zwane także elipsoidami obroto- wemi, dwuosiowemi. P osiad ają one dla każ
dej własności postaci nieco odmienne, ale oś ich obrotowa m a zawsze położenie stałe, równoległe do głównej czyli pionowej osi
') P orów n. a r t . „ K ry sz ta ły i ic h sy m e try a ” ,
W szech św iat, 1 8 9 6 , n -r 2.
k ry ształu. W kryształach tej grom ady wszystkie kierunki jednakow o nachylone do osi obrotu są jednoznaczne pod względem fizycznym i geometrycznym . Optycznie są to kry ształy jednoosiowe, gdy trzy pierwsze grupy kryształów posiadają dwie osi optycz
ne czyli dwa kierunki o prostem łam aniu się św iatła. N ależą tu dwa układy k ry stalo g ra
ficzne: tetragonalny i heksagonalny.
5) D o piątej wreszcie grom ady należą kryształy, których rozm aite własności m oże
my wyrazić zapom ocą elipsoidy o trzech osiach równych, t. j. zapom ocą kuli. W krysz
tałac h u k ład u regu larnego (równoosiowego), grom adę tę stanowiących, własności fizyczne pierwszej z odróżnionych powyżej grup we wszystkich kierunkach są jednakow e, t. j. nie są od nich zależne. S ą to zatem kryształy pod względem tych własności (św iatło, ciep
ło i t. d.) izotropowe, zachowujące się tak, ja k ciała am orficzne czyli bezpostaciowe (szkło, opal i in.).
Co dotyczę własności fizycznych drugiego rodzaju (elastyczność, spójność i t. d.), to isto tn a ich cecha polega na tem , że naw et w k ry ształach u k ład u regularnego są one najściślej związane z kierunkiem i od niego zależne i tylko w ciałach bezpostaciowych są od zależności tej zupełnie wolne. Skutkiem tej różnicy jesteśm y w stanie z łatw ością roz
poznawać ciała amorficzne od kryształów regularnych. T e ostatnie odznaczają się np.
zależną od kierunku łupliwością, gdy pierw sze własności tej wcale nie posiadają. N a tej różnicy polega tak że najogólniejsza cha
ra k te ry sty k a k ry ształu , jak o c iała stałego, jednorodnego, w którem własności fizyczne (spójność, elastyczność i t. d.) są funkcyami, zaleźnemi w sposób praw idłow y od kierunku.
Jak eśm y wyżej nadm ienili, zależność w łas
ności fizycznych drugiej grupy od kierunku wyraża się zapom ocą powierzchni krzywych zam kniętych, różnych od elipsoidy trzecli- osiowej i posiadających k sz ta łt n ad e r skom
plikowany naw et w przypadku najprostszym (układ reg ularny ), kiedy elipsoida trzyosiowa zamienia"się w kulę. Z e względu n a te po
wierzchnie (zwane powierzchniam i krzywemi wyższych ^szeregów) moglibyśm y podzielić kryształyrna|dziew ięć grom ad, których bliż
szą ch arak tery sty k ę ja k o bardziej złożoną m usimy pominąć.
Zwróćmy tylko uwagę n a je d n ę okolicz
ność, posiadającą, ja k się przekonam y, do niosłe znaczenie. Różnice, zachodzące po
między powierzchniami, o których mowa, sięgają znacznie głębiej, niż w pierwszej g ru pie własności fizycznych. Powierzchnie, od
noszące się do rozm aitych własności, naw et w obrębie jednej i tej samej grom ady krysz
tałów, posiadają nietylko rozm aite wymiary stosunkowe swych osi, lecz naw et inną sy
m etryą; różnią się zatem nietylko ilościowo, lecz i jakościowo. W grom adzie, obejm ują
cej np. kryształy układu regularnego, (które są optycznie jednołam ne, a więc izotropowe), kierunki p rostopadłe do płaszczyzn sześcianu i dwunastościanu rombowego ze względu na spójność i elastyczność są jednoznaczne, a od
powiadające własnościom tym powierzchnie są sym etryczne względem ścian postaci tylko co wymienionych. Nie ta k się rzecz m a z in- nemi własnościami pierwszej grupy, np. roz
puszczalnością. O sym etryi powierzchni, cha
rakteryzującej tę ostatnią, sądzimy z k ształtu t. zw. figur w ytraw iania, pow stających na ścianach k ry sz ta łu pod wpływem substancyi, w której się k ry sz ta ł ten rozpuszcza. Otóż tylko pewna część kryształów regularnych (jednolam nych) wykazuje figury wytrawiania o sym etryi, odpowiadającej dwum wzm ian
kowanym własnościom, spójności i elastycz
ności, inna ich część przeciwnie odznacza się pod tym względem niższym stopniem 'sym e- tryi. To samo powiedzieć musimy i o krysz
ta ła c h innych grom ad, które również rozpa
d ają się na dalsze poddziały, różniące się sym etryą zjawisk, zachodzących przy ro z
puszczania i wzroście kryształu. F ig u ry wy
traw iania wskazują nam zatem właściwy, t. j.
najniższy stopień sym etryi kryształu, który pod względem innych swoich własności od
znaczać się może sym etryą wyższą. K ry sz
ta ły np. regularne (jednołam ne) pod wzglę
dem własności optycznych po siadają nieskoń
czoną ilość płaszczyzn symetryi, gdyż wyrazem ich zależności od kierunku je s t kula; własno
ści te nie w ystarczają jed n ak do określenia bliższego stopnia sym etryi k sz ta łtu p raw idło
wego, albowiem inne jeg o własności wykazać mogą sym etryą niższą. D la ścisłego ozna
czenia symetryi ciała krystalicznego posłu
gujemy się zatem tem i jego własnościami,
które p o siadają sym etryą najniższą. Do t a
kich zaliczają się przedewszystkiem rozpusz
czalność (figury wytrawiania) i wzrost, od którego zależą kształty geometryczne krysz
tału . Biorąc rzeczy ogólnie, powiedzieć możemy, że właściwą "symetryą kryształu określa nietylko postać zewnętrzna lecz także każda jego własność fizyczna, wykazująca najniższy stopień symetryi.
W artykule, zamieszczonym w n-rze 1 i 2 W szechśw iata z r. b., podaliśmy ch a rak te
rystykę wszystkich możliwych rodzajów sy
m etryi, opierając się wyłącznie tylko na w ła
ściwościach geometrycznych kryształu. W i
doczną je s t jed n ak rzeczą, że te same ro dzaje sym etryi wypływać m uszą z budowy molekularnej kryształów , albowiem siły, któ- rem i najdrobniejsze ich cząsteczki działają na siebie (t. z w. siły m olekularne) i od któ rych zależą ich własności fizyczne, m uszą także kierować i układaniem się tych cząste
czek podczas wzrostu kryształu, t. j. n ad a
wać mu tę lub inną postać zew nętrzną. Tę ostatnią słusznie zatem nazwać możemy
„fizyczną” własnością kryształu, a ścisły związek pomiędzy jego kształtem i własno
ściami fizycznemi możemy traktow ać, jako szczególny przypadek związku prawidłowego, łączącego wszystkie wogóle własności fizycz
ne ciał krystalicznych. Rozumiemy teraz, że wszystkie wyobrażenia nasze o budowie kryształów z najdrobniejszych cząsteczek, muszą się opierać n a całokształcie własności fizycznych, zależnych od przyrody tych cząs
teczek, t. j. od sił, k tóre ich światem rządzą.
W ychodząc z założenia, że kryształy są ciałam i jednorodnem i (homogenicznemi), musimy jednocześnie przyznać, że we wszyst
kich swych częściach posiadają jednakowe własności fizyczne. Jeżeli zatem z jak ieg o kolwiek p unktu w krysztale przeprowadzim y linią p ro stą w kierunku dowolnym, lecz rów
noległą do innej prostej, przechodzącej przez jakikolw iek drugi punkt tegoż kryształu, to na obu tych liniach spotkam y identyczne własności fizyczne. T ą sam ą identycznością odznaczać się będą wszystkie inne równoległe (linie) bez względu n a kierunek, w jakim przebiegają kryształ. Jestto dowodem, że w kierunkach równoległych siły m olekularne posiadają jednakow e natężenie, a ponieważ odległość pomiędzy cząsteczkam i kry ształu zależy od równowagi owych sił wewnętrz-
N r 10. 15 3
nych, musimy więc wyprowadzić stąd wnio
sek, że układ cząsteczek k ry ształu na liniach równoległych je s t jednakowy. D rogą rów
nież prostych rozumowań dochodzimy do przekonania, wypływającego logicznie z po
przedniego, że i wszystkie równoległe płasz
czyzny kryształu jednorodnego będą pod względem własności fizycznych jednoznacz
ne. Innem i słowy, w płaszczyznach równo
ległych siły m olekularne (wewnętrzne) i za
leżne od nich ugrupowanie cząsteczek są jedne i te same. Ponieważ stosuje się to do każdego punktu, do każdego kierunku i do każdej płaszczyzny kryształu, twierdzić za
tem możemy, że w substancyach krystalicz
nych, bez względu na ich postaci zewnętrzne,
„ugrupowanie cząsteczek w przestrzeni do
koła jednej z nich je s t takie samo, ja k doko
ła każdej in n ej”. Tego rodzaju ugrupow a
nie cząsteczek nazywamy prawidłowym u k ła dem molekularnym.
Z pojęcia, do któregośm y przed chwilą doszli, wypływa bezpośrednio takie określe
nie kryształu: J e s tto ciało jednorodne, stałe, posiadające prawidłową budowę m olekular
n ą ”. Ponieważ dalej w każdej^prawidłowej budowie odległości pomiędzy cząsteczkami w rozm aitych kierunkach wogóle nie są jed nakowe, ciało to'4będzie prócz tego zawsze anizotropowem ze względu n a własności, za
leżące od siły wzajemnego przyciągania się cząsteczek (elastyczność, spójność i t. p.).
Zgodnie z taką^definicyą kryształu, proces jego tworzenia się czyli krystalizacya będzie znaczyć tyle, co „prawidłowe układanie się cząsteczek krystalicznych”. W samej rzeczy k ryształ jednorodny wtedy tylko powstać mo
że, kiedy jeg o cząsteczki, wolne od wpływów zewnętrznych, układać się będą przez wzajem ne przyciąganie się, gdyż w tym tylko przypad
ku budowa wewnętrzna i k ształty kryształu będą wyłącznym wytworem sił m olekularnych.
Jeżeli natom iast krystalizacya, t . j . prze
chodzenie ciał płynnych, rozpuszczonych lub gazowych w stan stały, odbywa się w w arun
kach nieprzyjaznych prawidłowemu u kład a
niu się cząsteczek, jeżeli np. przejście ze s ta nu ciekłego w stały nastąpi w jednej chwili, natenczas powstaje ciało, którego n ajd ro b niejsze cząsteczki tworzą mieszaninę bezład
ną i różną w każdym jeg o punkcie. D o
świadczenie wykazuje jed n ak , że własności
W SZECHSW IAT.
fizyczne takich ciał we wszystkich k ieru n kach są zupełnie jednakowe. Pochodzi to stąd , że jakkolw iek odległości pomiędzy cząsteczkam i ciał tego rodzaju ustawicznie się zm ieniają, to jed n ak w prak ty ce mamy zwykle do czynienia z w arstw am i m olekuł stosunkowo ta k grubem i, źe w rezultacie na danej długości znajdziem y zawsze przeciętną średnią, t. j. jednak ow ą ich liczbę, a co za
tem idzie w każdym kierunku jednakow e własności fizyczne. W idzim y więc, że sub- stancye, o których mowa, sk ład ają się z cząsteczek anizotropowych, ale same dla b rak u prawidłow ego wśród tych ostatnich ugrupow ania, są izotropowemi agregatam i m olekularnem i. S ubstancye tak ie nazywamy ciałam i am orficznem i czyli bezpostaciowemi.
Od kryształów uk ład u regularnego różnią się one tem, źe i pod względem własności drugiej grupy we wszystkich kierunkach zachowują się najzupełniej jednakow o, pozbawione są np. łupliwości, tw ardość wszędzie m ają je d nakow ą i t. d. C iała am orficzne wtedy tylko pow stają, kiedy przejście ich ze sta n u płyn nego w stały nastąp i raptow nie, przeciwnie ta sam a substancya może „skrystalizować się”, jeżeli owo przejście odbywać się będzie powoli, jeżeli je j cząsteczki zd o łają ułożyć się w sposób prawidłowy, zgodnie i zależnie od rządzących niemi sił m olekularnych. B raku prawidłowości w ułożeniu cząsteczek w cia
łach amorficznych dowodzi również i ta oko
liczność, że ciężar ich właściwy je s t zawsze mniejszy od ciężaru kryształów tej samej substancyi, że zatem w jednakow ych obję- tościach k ry ształu i ciała amorficznego miesz
czą się niejednakowe ilości cząsteczek, a m ia
nowicie w pierwszym więcej niż w drugiem . | Bezpostaciowa odm iana jednej i tej samej chemicznie substancyi je s t n ad to mniej trw a ła od krystalicznej, w której w ew nętrzne siły m olekularne zn ajd u ją się w równowadze sta łej. Dowodem tego je s t stw ierdzony po J wielekroć fakt, że ciała bezpostaciowe prze
chodzą niekiedy sam e przez się w stan k ry staliczny; ja k o przykład przytoczymy tu tylko szklisty tró jtle n ek arsenu, z biegiem czasu ro z
padający się na drobny proszek krystaliczny.
(D ok. nast.).
J . Morozewicz.
ŻYCIE UTAJOflE
z i a r n r o ś l i n n y c h .
W e d łu g C. de C A N D O LLA ').
Mówimy o ziarnach, zostających w spo
czynku, które zachowują zdolność kiełkow a
nia, że p osiadają życie utajone. W yrażenie to nie je st ścisłe, nie wiemy bowiem, czy ży
cie w ziarnie roślinnem je s t całkiem zatrzy m ane, czy tylko czynności jego są zwol
nione.
Z d arzają się przypadki, w których ziarno oddychać nie przestaje, a pomimo to nie two
rz ą się w niem żadne nowe elementy histolo
giczne, lecz przeciwnie, roślinka zam knięta w ziarnie trac i pewną ilość substancyi, k tó ra musi być zastąpiona następnie przez przy
swajanie. W taki sposób roślinka może żyć przez pewien czas, byle tylko tem p eratu ra b y ła sprzyjająca i powietrze otaczające nie było zbyt suche i wtedy słusznie m ożna po
wiedzieć, że życie zwolnione je s t prawdziwie życiem utajonem . Doświadczenia Y an Tie- ghem a i B onniera wykazały, że ziarn a m ogą żyć przez pewien czas życiem utajonem . Trzy równe porcye ziarn grochu i fasoli zostały umieszczone—jed n a na wolnem powietrzu, d ru g a w rurce szklanej, zam kniętej i za
wierającej oprócz ziarn powietrze zwyczajne, trzecia zaś w rurce zam kniętej i zaw ierają
cej ziarna umieszczone w czystym dwutlenku węgla. W końcu drugiego roku ziarna pierw
szej porcyi zyskały na wadze i prawie wszyst
kie wykiełkowały. Z iarn a, zam knięte w po
w ietrzu zwyczajnem, powiększyły wagę b a r
dzo nieznacznie i stosunkowo mniej wykieł
kowały aniżeli pierwsze; co więcej, powietrze z niemi zam knięte zmieniło swój skład che
miczny, zaw artość tlenu sp adła do 11,4 na 100, gdy tym czasem dwutlenku węgla zna
lazło się 3,8 n a 100. Z ia rn a , trzym ane w czystym dwutlenku węgla wcale nie kieł
kow ały^ nie zmieniły swego ciężaru.
‘) R ev u e scien tfiq u e, n -r 11, 1 8 9 5 .
N r 10. WSZECHŚW IAT. 155 Z tych rezultatów okazuje się wyraźnie, że
ziarno żyło w dalszym ciągu, tylko powolniej, czy to w zwykłych w arunkach n a otw artem powietrzu, czy też w powietrzu zamkniętem.
M ożnaby jed n ak przypuszczać, źe to życie powolne mogło trw ać krótko bardzo i ustało przed końcem doświadczenia wskutek zupeł
nego zawieszenia oddychania i przysw ajania.
P rzyjm ując takie wyjaśnienie, należy przy
puścić, że w ziarnach żyjących życiem utajo- nem protoplazm a zostaje zupełnie bezwład
ną, zachowując wszakże swój skład chemicz
ny i budowę wewnętrzną. Ten sposób wi
dzenia rzeczy usprawiedliw ia cały szereg doświadczeń i obserwacyj. Z nane są do
świadczenia wykazujące, źe ziarna mogą być poddane przez kilka godzin działaniu bardzo nizkiej tem peratury, nietracąc wcale swojej zdolności kiełkowania. Między innemi do
świadczenia fta u la P ic te ta wykazały, że ziarna grochu, Pisum sativum, fasoli, Phaseo- lus vulgaris i koperku, Foeniculum officinale, kiełkują bardzo dobrze po przebyciu czterech dni w tem peraturze 100° C poniżej zera.
Z tego się okazuje, że protoplazm a ziarn znosi bezkarnie bardzo nizką tem p eratu rę i nie ulega żadnym wewnętrznym przem ia
nom życiowym pod jej wpływem. Inne b a dania P ic te ta wykazały, źe reakcye chemicz
ne, które odbywają się w tem peraturze zwy
czajnej, p rz estają się dokonywać w tem pera
turze bardzo obniżonej. Przyjąw szy to za pewnik, musimy przyznać, że protoplazm a ziarn znajduje się podczas doświadczenia w stanie zupełnej bezwładności, nie może od
dychać ani przyswajać,—życie jej je s t c a ł
kiem wstrzymane, co w szakżejnie przesz
kadza je j fukcyonować, skoro tylko się zmienią w arunki tem peratury i wilgoci.
W badaniach powyżej przytoczonych ziarna były zawsze zbyt raptownie oziębiane i moż
naby przypuszczać, źe protoplazm a ich znaj
dow ała się juź w stanie zupełnej bezw ładno
ści przed rozpoczęciem doświadczenia. I n a czej trudno byłoby wytłumaczyć sobie jej obojętność na gwałtowne zmiany tem p eratu ry, które m usiałyby być bardzo szkodliwemi, gdyby działały na protoplazm ę jeszcze czyn
ną. P o d tym względem rezultaty nowych doświadczeń świeżo dokonanych, są jeszcze bardziej przekonywaj ącemi. W ciągu roku 1894 au to r m iał sposobność poddawać ozię
bieniu nasiona przez dowolny przeciąg czasu w przyrządzie do oziębiania powietrza, n ale
żącym do p. Sansinena, dostawcy mięs m ro
żonych, których skład znajduje się w Liver- poolu. Do doświadczeń użyte były ziarna, zaw arte w pudełku blaszanem , które umiesz
czono w komorze oziębiającej. N ależały one do następujących gatunków: żyto, owies, koper, czułek, Lobelia crinus. K ażdy g a tu nek był zawinięty w papier cynowy i n astęp nie szczelnie ułożony w pudełku blaszanem walcowatem, objętości około 10 cm3, ściśle zamkniętem pokryweczką. Z obawy uszko
dzenia, jak ie mogłoby nastąpić przy dłuż- szem pozostawaniu w komorze oziębiającej, pudełko blaszane włożone zostało do skrzy
neczki drewnianej w górnej części tylko otw artej. W reszcie skrzyneczka drewniana, zaw ierająca w sobie pudełko, zawieszoną zo
stała w komorze oziębiającej, gdzie się od- razu znalazła na przejściu bezpośredniem powietrza oziębionego.
Doświadczenie rozpoczęto 11 m aja 1894 r., a zakończone zostało 7 września tegoż roku.
Trw ało ono przeto dni 118. Zapisywano codziennie przeciąg czasu, przez k tóry n a
czynie zaw ierające ziarna, było wystawione na działanie zimnego powietrza i ułożono od
powiednią tablicę, k tó ra wskazuje dzień po dniu liczbę godzin pracy maszyny oziębiają
cej i zarazem średnią tem p eratu rę, ja k a p a
nowała w naczyniu podczas każdej próby.
Oprócz tego inna tab lica wykazuje w 18 pró
bach szybkość ogrzewania się tego naczynia w ciągu trzech godzin następujących po za
trzym aniu się maszyny.
Podczas 118 dni trw ania doświadczenia, m aszyna oziębiająca była czynna od 8 do 20 godzin dziennie.
2 razy po 8 godzin bez przerwy
4 9 11
13 10 n
1 11 11 11
6 » 12 ii
3 n 14
6 11 16 n
12 18
3 19
68 n 20 n
W idzim y z tego, źe próby najdłuższe, 20
godzin trw ające, były najliczniejsze. Z d ru
giej strony te długie próby odbywały się zawsze przy nizkiej tem p eratu rze (—40° C) i zawsze pow tarzane były 6—8 razy bez przestanku.
Najniższą, była te m p e ra tu ra przy trw aniu jednej próby: — 53,89° O, a najwyższa
— 37,78° O. Ś redn ia zaś te m p e ra tu ra 118 doświadczeń wynosiła —41,93° C.
P o każdem doświadczeniu, gdy m aszyna przestaw ała działać, te m p e ra tu ra podnosiła się w środku kom ory oziębiającej, ogrzewa
nie je d n a k było tu ta j bardzo powolne, tak że tem p eratu ra zaledwie podnosiła się do 0°
przy końcu dwu albo trzech godzin po z a trzym aniu maszyny. P rzy końcu każdego doświadczenia oziębienie pudełka, zaw ierają
cego ziarna, m usiało być bardzo silnem, bo było ono wystawione bezpośrednio n a p rze
wiew mroźnego pow ietrza w kom orze ozię
biającej.
Później wykonano kilka jeszcze doświad
czeń kontrolujących dla dowiedzenia się, do jakiego stopnia pow łoka drew niana otacza
ją c a pudełko, m ogła opóźniać oziębianie ziarn w niem zaw artych. Z tych doświadczeń m ożna wnioskować z c a łą pewnością, że za
w artość pudełka, umieszczonego w komorze oziębiającej, potrzebow ała kilku m inut, by znaleźć się w zupełnej równowadze tem p era
tu ry z powietrzem oziębionem, wyrzucanem przez maszynę. W e d łu g tego pudełko drew
niane zaledwie mogło opóźniać oziębienie na początku każdej próby i naodw rót opóźniało także i ogrzewanie, k tóre następow ało zawsze w atm osferze spokojnej, po zatrzym aniu m a
szyny.
O to są re zu ltaty tego długiego doświad
czenia.
P udełko zostało wyjęte z kom ory oziębia
jącej w dobrym stanie jeszcze w skrzyneczce drew nianej, wydobyto ziarn a w tym samym porządku, w jak im były ułożone i natych
m iast umieszczono je w inspektach, w celu zbadania kiełkowania.
P raw ie wszystkie ziarn a żyta, owsa i k o p ru bardzo prędko powschodziły. Czułka z 60 ziarn tylko 13 wy kiełkow ało, a z bardzo wielkiej liczby nasion lobelii tylko 10 ziarn zeszło. Z e m ało ziarn czu łk a wzeszło, nie m ożna tego przypisywać działan iu zimna, tem bardziej, że z tych sam ych ziarn inne nie poddaw ane wcale doświadczeniu, także w ma-
; łej liczbie powschodziły. Co do lobelii, to przeciwnie ziarna nie poddawane próbie b a r
dzo pomyślnie powschodziły, co dowodzi, że te, które nie wschodziły po doświadczeniu, m usiały zginąć w czasie samej próby.
W rezultacie ziarna żyta, owsa, kopru, z małemi bardzo w yjątkam i, nie ucierpiały wcale, chociaż były 118 razy z rzędu ozię
biane z m ałem i przerw am i do tem peratury
| niżej —30° C, w której trzym ano je 8 do 20 godzin pozwalając im powracać do zwykłej tem p eratu ry na bardzo krótko. Bardzo znaczna liczba ziarn czułka w ytrzym ała także tę próbę, k tó ra okazała się groźną dla większej części ziarn lobelii.
R ezultaty wymienionych doświadczeń po-
| tw ierdzają to przekonanie, że w ziarnach,
j
