NŁ 52 (1646). W arszaw a, dnia 28 gru d n ia 1913 r. Tom X X X II.
TYGODNIK POPULARNY, POŚWIĘCONY NAUKOM PRZYRODNICZYM.
PRENUMERATA „W SZEC HŚW IATA".
W Warszawie: rocznie rb . 8, kw artalnie rb. 2.
Z przesyłką pocztową ro czn ie rb . 10, p ó łr. rb . 5.
PRENUMEROWAĆ MOŻNA:
W Redakcyi „W szechśw iata" i we wszystkich księgar
niach w kraju i za granicą.
R edaktor „W szechświata*4 przyjm uje ze sprawami redakcyjnem i codziennie od godziny 6 do 8 wieczorem w lokalu redakcyi.
A d r es R ed a k c y i: W S P Ó L N A Jsfó. 37. T elefon u 83-14.
O P O C H O D Z E N I U B Ł O T N I A R E K G Ł Ę B I N O W Y C H L E M A N U 1j.
Dwa lata temu w jednym z artykułów, we Wszechświecie zamieszczonych, zapo
znałem czytelników z k w estyą pochodze
nia zwierząt zamieszkujących głębiny j e zior Europy środkowej. Widzieliśmy, że w sprawie tego pochodzenia oraz sposo
bów zaludniania głębin istnieją dwie hy- potezy, podane przez dwu wybitnych uczonych, 'F. A. Forela i Fr. Zschokke- go. Teraz więc tylko pokrótce przypo
mnę na czeni dwie te hypotezy polegają.
Przypuśćmy nawet, że jeziora podał- pejskie, do których zalicza się Leman, istniały i przed epoką lodową, czemu Fo- rel zaprzecza stanowczo, i posiadały już
!) A rty k u ł n in ie jsz y sta n o w i a u to re fe ra t o sta tn ie g o ro zd z iału ro z p ra w y p. t. „C ontribu- tio n a 1’e tu d e des L im n e e s du lac L e m a n “, k tó ra się w k ró tc e u k aże w „R ev u e suisse de zoologie".
W p e w n y c h p u n k ta c h tre ść niniejszeg o a rty k u łu n ie odpow iada ściśle te m u rozdziałow i, g d y ż ze w zg lę d u na ja sn o ść w y k ła d u m u siała b y ć ro z
szerzona i u zupełniona.
wtedy swą faunę głębinową, to naw et i w takim razie współczesnej fauny głę
binowej nie możemy wyprowadzić od przedlodowcowej; ta ostatnia, o ileby istniała, musiałaby uledz doszczętnemu zniszczeniu przez olbrzymie masy lodu, całkowicie wypełniające zagłębienia j e zior; powstanie więc dzisiejszej fauny głębinowej musi być świeższej daty; nie pochodzi ona w linii prostej od takiejże fauny przedlodowcowej, lecz powstała z fauny wybrzeżnej ju ż po cofnięciu się lodów i opróżnieniu zagłębienia jeziorne
go. Powstaje więc teraz pytanie, ja k się zaludnianie głębin odbywało; czy zacho
dziło ono natychm iast po ustąpieniu lo
dów i, raz dokonane, już się nie pow ta
rzało dla jakichbądź przyczyn, czy też emigracya zwierząt wybrzeżnych w g łę
biny zachodzi wciąż jeszcze i w dobie obecnej? 1).
F. A. Forel był zwolennikiem ostatnie
go poglądu; podług jego zdania środo
wisko głębinowe jezior środkowo - euro
pejskich przedstawia warunki mało sprzy-
*) L ite ra tu rę te j k w e s ty i podałem w w yżej w zm iankow anym a rty k u le z przed d w u la t, p o m inę w ięc ją, obecnie.
818 WSZECHSWIAT JMa 52 ją ją c e życiu zwierząt wybrzeżnych. W e
g etu ją one tam tylko przez kilka poko
leń, w ygasając w końcu zupełnie. Lecz z drugiej strony bezustannie przybyw ają do głębin nowi emigranci strefy wybrzeż- nej, zajmując miejsce wymierających, aby po pewnej liczbie pokoleń znowu w ygasnąć zkolei.
Zschokke, zasłużony zoolog z Bazylei, uznał, że hypoteza ta nie wyjaśnia zado
walająco pewnych punktów biologii g łę
bin jeziornych, obmyślił więc obok niej inną. W edług jego hypotezy pewna licz
ba zwierząt głębinowych nie przedstaw ia zdegenerowanych odrośli launy wybrzeż nej, ja k sądzi Forel, lecz pochodzi w pro
stej linii od fauny żyjącej podczas epoki lodowej w całej Europie środkowej, za
chowując do dnia dzisiejszego typ tej fauny. Przy końcu epoki lodowej zwie
rzęta te, unikając zbyt wysokiej tem pe
ratu ry wód wybrzeżnych, schroniły się do głębin jeziornych, które ich potom ko
wie zamieszkują aż po dzień dzisiejszy.
Zschokke nie uznaje jed n ak swej hypo
tezy za wyłączną i podaje j ą tylko obok forelowskiej, dodając, że dla każdego po
szczególnego g atu nk u rozstrzygnąć nale
ży oddzielnie, która z nich je s t słuszna.
Gdy rok temu, ogłaszając rezultaty b a dań nad błotniarkam i głębinowemi Le- manu w krótkiej notatce tymczasowej x), opowiedziałem się w stosunku do tych zwierząt za hypotezą Forela, nieprzyta- czając zresztą argumentów, które mnie ku temu skłoniły, stanow isko moje spot
kało się z protestem konchyliologa z Neu- chatelu p. J. P iageta a). W tym sam ym właśnie czasie i on prowadził badania, czysto zresztą konchyliologiczne, nad
J) R oszkow ski W . N o tes su r les L im n ees de la fau n ę p ro fo n d e du la c L em an. Zool. A n zeig . Tom XL, 1912.
2) P ia g e t J. L es re e e u ts d ra g a g e s m alaoolo- g ią u e s de M r. le prof. E m ile Y u n g d an s le lac L em an . Jo u rn . de C onchyl. Tom LX. N o u v eau x d ra g a g e s m alacologiques de Mr. le prof. Y u n g d an s la fau n ę p ro fo n d e du L em an . Zool A nzeig.
T om X L II, 1913. L e s m o llu sąu e s su b litto rau s:
d u L em an re c u e illis p a r M. le prof. Y ung.
Zool. A n z e ig . Tom X L II, 1913.
mięczakami Lemanu, wyłowionemi przez prof. Yunga z Genewy. W przeciwień
stwie do mnie stanął w obronie h y p o te zy Zschokkego w kw estyi pochodzenia błotniarek, uważając dzisiejsze formy g łę binowe za bezpośrednich potomków b ło t
niarek lodowcowych.
Zajęcie takiego stanow iska wypłynęło zresztą z chęci dowiedzenia odrębności gatunkowej form głębinowych, odrębno
ści przeze mnie zaprzeczonej. Badacze, którzy opisali pierwsze wydobyte przez Forela z głębin lemańskich błotniarki, Brot i Clessin, wyróżnili wśród nich trzy gatunki, którym nadali nazwy: Limnaea abyssicola Brot., L. Poreli Cless. i L. pro funda Cless. Piaget w obrębie tych trzech gatunków wyodrębnił kilka odmian, ja k L. abyssicola var. Brotiana Piag , L. abys
sicola var. macrostoma Piag., L. Foreli var. obtusiformis Piag., L. Foreli v ar acu- tispirata Piag., L. profunda var. Rosz- kowskii Piag., oraz stworzył jeszcze j e den, czwarty, gatunek: L. Yungi Piag.
z licznemi odmianami: var. humilis Piag., var. intermedia Piag., var. ventriosa Piag., var. acella Piag. Zrozumiałe jest, że j e śli na błotniarki głębinowe patrzeć bę
dziemy z pun k tu widzenia hypotezy Fo
rela, jako na zdegenerowane w skutek złych w arunków bytu odrośle fauny wy- brzeżnej, podtrzymywanie odrębności ga- tunkowej ty ch form nie miałoby w ielkie
go sensu. To też P iag et stara się za wszelką cenę dowieść, że hypoteza Fo
rela nie może b.yć do błotniarek zasto
sowana. Rozpatrzmy się więc w a r g u mentach, które przemawiają za je d n ą lub za drugą hypotezą.
Piaget przytacza dwa fakty, dowodzą
ce podług niego konieczności przyjęcia hypotezy Zschokkego. Pierwszym ma być stałość cech konchyliologicznych, charakteryzujących wyżej wymienione cztery gatunki, które, jakoby, nie s ty kają się i nie zlewają nigdy ze sobą;
stałość tę wyjaśnia przez założenie, że ewolucya tych gatunków w jednolitem środowisku głębinowem była bardzo sła
ba, przez co również są one bardziej zbli
żone do swych odległych przodków lo
dowcowych, aniżeli formy wybrzeżne.
JMe 52 W SZECHSWlAT 819 Argum entem drugim je s t ciekawy szcze
gół rozsiedlenia geograficznego form wy- brzeżnych i głębinowych: formy wybrzeż- ne, ja k Limnaea limosa var. sublitto- ralis Piag. i L. limosa var. Roszkowskia- na Piag. schodzą do 3 0 m, a czasami n a w et do 50 m głębokości, gdy formy g łę binowe, odwrotnie, wznoszą się aż do
15 m, ja k L. Poreli Cless.
W artość argum entu pierwszego wydaje mi się zupełnie iluzoryczną, ja k iluzo
ryczna tylko je s t stałość i określoność cech konchyliologicznych form głębino
wych. Gdy ma się przed sobą, tak, ja k ja miałem, kilkaset egzemplarzy, wśród których trudno znaleźć dwie muszle po
dobne do siebie, wtedy ocenić można, j a k często dowolne będzie zaliczanie p e
wnej ich liczby do tego a nie innego z czterech wymienionych gatunków. To też, gdym pewną ilość swego materyału posłał p. Piagetowi z prośbą o dokładne określenie mi gatunków i odmian przez niego stworzonych, co bardzo chętnie uczynił i za co składam mu gorące po
dziękowanie, ujrzałem, że w pewnych razach i on sam był w kłopocie. Tak np.
jed n ę z muszli odesłał mi z określeniem:
„L. Yungi lub L. profunda var. Roszkow- s k ii“, przez co wykazał, że nie wiedział, do którego z tych dwu gatunków zali
czyć daną muszlę. Drugi egzemplarz, który z całą pewnością, nietylko na za
sadzie cech konchyliologicznych, lecz przedewszystkiem na podstawie budowy aparatu płciowego zwierzęcia, określiłem jak o L. abyssicola Brot., Piaget zaliczył do g atu n k u L. Yungi Piag.; gdym mu wyjawił moje zdanie, zgodził się na moje określenie, przez co i tu zatarł granicę między dwiema formami, które naw et podług mego zdania, choć jestem prze
ciwnikiem bezużytecznego tworzenia no
wych gatunków, są od siebie gatunkowo różne (gdyż dowiodłem, że forma Yungi Piag. należy do g atu n k u L. ovata Drap.,
*) N az w a L. lim osa P ia g e t o b ejm u je rozm ai
te fo rm y p o d ro d za ju G ulnaria, ja k L. auricu laria, o y ata etc., k tó re p. P ia g e t połączył w je d e n g a tu n e k : L es L im n e es des la cs de N e u c h a le l etc, J o u rn . de C onchyl. Tom L IX , 1911.
a torma abyssicola Brot. do L. palustris Miill.). J a k więc widzimy, naw et ogra
nicz ijąc się do cech morfologicznych m a
teryału wyłowionego z Lemanu, nie mo
że być mowy o stałości i określoności cech czterech bronionych przez Piageta gatunków.
Gorzej jeszcze spraw a ta przedstawiać się będzie, o ile wciągniemy w rozważa
nia wyniki doświadczeń z hodowlą form głębinowych. Z ja j formy L. Yungi Piag., czyli formy najbardziej zmienionej, n a j
bardziej typowej z form głębinowych, z jaj, powtarzam, złożonych i wyhodowa
nych w akwar.yum, wyrosły formy wy- brzeżne L. ovata Drap. Niewierząc oczom własnym i, obawiając się wpływu idei apryorystycznych, przesłałem kilka z tych muszli p. Piagetowi, który też określił je ja k o L. ovata. Następne pokolenie wyrosło również na, możnaby powiedzieć, typowe L. ovata Drap. Gdy jed n ak część tego drugiego pokolenia od wczesnych stadyów była umieszczona w złych wa
runkach życia, w akw aryum małem, w tem peraturze nizkiej, w świetle sla
bem, w skutek czego gałązki zarazy wo
dnej w akw aryum umieszczone, zgniły, otrzymałem mięczaki o formie zbliżonej do jednej z form głębinowych, L. Poreli Cless., które też jako takie zostały ozna
czone przez p. Piageta 1). Otrzymałem więc trzy pokolenia, z których każde n a leżałoby, idąc za Piagetem, odnieść do innego gatunku: L. Yungi Piag.—L. oya
ta Drap.—L. Foreli Cless. Na to, zdaje mi się, zgodzić się trudno. Doświadcze
nie więc jasno wykazało, że cechy kon- chyliologiczne, których stałość Piaget podnosi, ulegają olbrzymim wahaniom.
Przejdźmy do drugiego argumentu.
J e s t on oparty na fakcie, że w pewnej głębokości, w pewnem określonem śro
dowisku znajdujemy zmieszane ze sobą formy wybrzeżne i głębinowe; fakt ten zdaje się wskazywać, i tak też je st tłu maczony przez Piageta, że wpływ wa-
‘) R oszkow ski W . A propos des L im n ees de la fau n ę profonde d a lac L em an. Zool. A nzeig.
Tom X L II I, 1913.
820 WSZECHSW IAT Ai 52 runków środowiska nie wystarcza do w y
jaśnienia różnic, istniejących między nie
mi; pierwsze w ykazują cechy form w y brzeżnych, jeśli więc w tem samem śro
dowisku istnieją obok formy głębinowe, jeśli różnic między niemi nie mógł za
trzeć wpływ środowiska, jednaki dla form obu, w szystko to wskazuje, że różnice te są w nich głęboko zakorzenione, d a wne, co przemawiałoby za odwiecznym rozdziałem dwu pni błotniarek: wybrzeż- nych i głębinowych. Jeśli a priori przyj
miemy stałość cech konchyliologicznych i wyłączymy możność emigracyi, przeno
szenia się z jednej strefy w drugą, to nie przeczę, że arg um e n t miałby wielką wartość. W ykazałem jed n ak , że można zmieniać z pokolenia na pokolenie błot
niarki głębinowe na wybrzeżne i odw rot
nie, przez zmianę w arunków hodowli;
z drugiej strony w mych doświadczeniach wykazałem, co zresztą z góry łatwo było przewidzieć, że zwierzęta, wyrosłe w pe
wnych warunkach, zachowują swój k ształt ch araktery sty czny , choć je przeniesiemy do warunków innych. W świetle tych danych doświadczalnych obecność w ja- kiemś miejscu form wybrzeżnych i głę
binowych daje się wyjaśnić przez przy
puszczenie, że je d n a tylko z dwu form wyrosła w danem miejscu, druga zaś do
stała się tu już jako forma dorosła, dro
gą czynnej czy biernej migracyi. Że prze
noszenie bierne odbywa się, miałem spo
sobność przekonać się niejednokrotnie, i tłumaczy ono najzupełniej obecność form wybrzeżnych w głębinach, zamiesz
k anych przez formy głębinowe. Raz np.
wyłowiłem dwa egzemplarze błotniarek wybrzeżnych w głębokości 280 m, w od
ległości kilku kilometrów od brzegu. Oba były mocno uszkodzone, skorupka j e dnej była upełnie rozbita; oba osobniki w chwili wydobycia z głębin żyły je s z cze. W szystko wskazywało, że zostały one porwane przez burzę dnia poprzed
niego i uniesione na środek jeziora, skąd opadły na dno. Trudno również zaprze
czyć możliwości migracyi czynnej, która zachodziłaby głównie w głębinach m niej
szych, ja k właśnie te, o których mówi Piaget. Formy wybrzeżne schodzą tak
głęboko w Lemanie, ja k daleko sięga w głąb flora zielona, t. j. do 30 m, głę
bokości. Łatwo sobie wyobrazić, że na tej granicy zachodzi aktyw na wymiana form; głębinowe mogą posuwać się w gó
rę, wybrzeżne w głąb.
Ażeby jed n ak obalić argument Piageta, ja k on się w danej chwili przedstawia, nie potrzebuję wcale uciekać się do hy- potezy czynnej w ymiany form. Opiera się on na jednym tylko fakcie: Forel w roku 1910, w głębokości 15 m, przed Morges wyłowił dwie błotniarki, które Piaget określił jako L. Foreli Cless. Oto cały m ateryał dowodowy, że formy głę
binowe wznoszą się w strefę zamieszkaną przez formy wybrzeżne, W celu w yjaś
nienia tego faktu muszę zboczyć na chwilę w dziedzinę rozsiedlenia w Lemanie ro
ślin zielonych, które w życiu błotniarek, jako główne źródło pożywienia, wybitną odgryw ają rolę. Zwykle u stóp skał, wy
brzeże stanowiących, gromadzi się ił, wązkim pasem okalając całe jezioro; ił ten stanowi podłoże, na którem rozwija się bogata flora, złożona z Potamogeton, Elodea, Myriophyllum, Ceratophyllum, Chara i t. p., gdzie żyją błotniarki w ol
brzymich ilościach. Flora ta sięga j e dnak niezbyt głęboko—2 —5 metrów śre
dnio. Poniżej rozciąga się piaszczysta, jałow a ława, szerokości różnej w rozmai
tych punktach jeziora, dochodząca jednak do kilkuset metrów, bardzo wybitnie wy
kształcona (500 m) właśnie przed Mor
ges; ława ta, zupełnie niemal pozbawiona szaty roślinnej, ma też faunę nadzwyczaj ubogą. Dopiero na zboczu ławy i u jej stóp, w głębokości 20—30 metrów, napo
ty k a m y znów rośliny w dużej ilości, ja k Chara, Nitella i t. p. i błotniarki na nich żyjące, typu wybitnie wybrzeżnego.
Między więc temi dwoma pasami flory zielonej leży pas zupełnie jałowy. Jeśli fale zaniosą nań kokon z jajami błotnia- re < wybrzeżnych, wylęgłe z nich zwie
rzątk a ciężką będą miały pracę, aby się przy życiu utrzymać. W takich w a ru n kach zajdzie zjawisko, które obserwowa
łem w swej hodowli, gdzie młode osob
niki L. oyata, umieszczone w środowisku niesprzyjającem rozwojowi, pozostały ma-
M 52 WSZECHŚWIAT 821 łemi i wątłemi, dając formę L. Foreli
Cless. Głębokość, w jakiej Porel znalazł dwa wspomniane osobniki, zgadza się zu
pełnie z tem wyjaśnieniem.
Tak więc i drugi argument, oparty na rozsiedleniu geograficznem błotniarek głębinowych, nie wystarcza wcale do do
wiedzenia lodowcowego ich pochodzenia, gdyż fakt ten inaczej wyjaśnić się daje i znajduje się, zresztą, w zupełnej zgo
dzie również z hypotezą Forela. Z d r u giej strony to właśnie rozsiedlenie g e
ograficzne dostarczyło mi faktów, prze
mawiających stanowczo na korzyść tej ostatniej, a które w świetle hypotezy Zschokkego pozostałyby niezrozumiałemi.
Dość ju ż dawno zauważono, że obec
ność błotniarek głębinowych w jakiemś miejscu jeziora zależy od obecności błot
niarek na sąsiedniem wybrzeżu. Zależ
ność tę wyraźnie sformułował uczeń Zschokkego Fehlmann 1) w swej rozpra
wie o faunie głębinowej Lago di Luga- no. Toż samo zjawisko zauważyłem w Le- manie. Wszędzie, gdzie znalazłem błot
niarki głębinowe, widziałem również błot
niarki na wybrzeżu, w Rivaz zaś, gdzie w skutek niekorzystnej dla nich budowy wybrzeża, błotniarek nie było, nie zna
lazłem ani jednego osobnika w głębinach.
Drugiem ciekawem zjawiskiem je s t ich rozsiedlenie pionowe. Liczba błotniarek głębinowych zmniejsza się stale wraz ze wzrostem głębokości.
Dwa te fakty mówią same za siebie.
Jeśli formy głębinowe są pozostałością launy lodowcowej, która żyje w głębi
nach Lemanu, jak o w środowisku n aj
bardziej jej odpowiadającem, fakty te pozostaną niewytłumaczonemi. Jak zro
zumieć fakt, że podczas milionów lat, które nas dzielą od epoki lodowej, błot
niarki głębinowe nie rozeszły się po ca- łem dnie jeziora i nie zamieszkały go w sposób jednolity, chociaż warunki życia w tem środowisku są wszędzie, mniej więcej, jednakowe. F akty te dopiero
!) Fehlmann. Die Tiefenfauna des Luganer Sees. Intern. Eev. d. ges. Hydrobio]. u, Hydrogr.
Biol, Snppl, Serya 4, 1911.
w świetle hypotezy Forela przestaną być zagadką— wtedy stanie się zrozumiałem, że w głębinach tam tylko są formy głę
binowe, gdzie je st odpowiednia fauna wybrzeżna, wysyłająca swych przedsta
wicieli w głębiny, oraz że im bliżej b rze
gu, tem więcej musi być osobników, gdyż tem łatwiejszy je st dowóz ich z wy
brzeża. Zdaje mi się więc, że wyboru niema, i że zdołałem dowieść, ja k o hypo
teza Zschokkego do błotniarek nie może być zastosowana.
Stojąc ju ż teraz na gruncie hypotezy Forela, łatwo zrozumiemy jeszcze jeden ciekawy problemat. Forel w latach 1870—
1875 znajdował między Lozanną a Mor- ges dużo L. abyssicola Brot; później for
ma ta stała się rzadszą, obecnie zaś pod
czas swych dwuletnich poszukiwań zna
lazłem dwa zaledwie egzemplarze. Cze
mu przypisać ten zanik przedstawiciela g atunku głębinowego L. palustris Mliii, (abyssicola stanowi głębinową odmianę wybrzeżnej palustris)? Podług mego zda
nia winno temu osuszanie błot nadbrzeż
nych, które kilkadziesiąt lat temu były bardzo obfite między Lozanną a Morges (np. Vidy, Pierrette i t. p.). L. palustris Miill. nie występuje wcale w jeziorze, gdyż zbyt mała powierzchnia nogi w po
równaniu z powierzchnią muszli, w y sta wionej na działanie fal, nie poz .a temu gatunkowi na osiedlenie się w wodach burzliwych. Źródłem, które dostarcza faunie głębinowej tego gatunku są wła
śnie owe błota, które dawniej, przed za prowadzeniem regulacyi rzek, były zale
wane z wiosną podczas wylewów przez wody spływające do jeziora. Dzisiaj, po osuszeniu błot, po uregulowaniu rzek, L.
palustris Miill. została wyniszczona lub odcięta od jeziora—znikła więc też z fau ny głębinowej.
O ile więc sprawę pochodzenia błotnia
rek głębinowych uważam za rozstrzygnię
tą, trudniej je st rozwiązać ostatecznie kwestyę inną. Dowiodłem na zasadzie szczegółów anatomicznych ap aratu płcio
wego, że w głębinach spotykam y tylko dwa gatunki błotniarek z pośród czte
rech, zamieszkujących wybrzeża i wody nadbrzeżne Lemanu; są to mianowicie L.
822 W SZECHSW lAT N i 52
ovata Drap. (formy głębinowe: Poreli Cless., profunda Cless. i Yungi Piag.) oraz L. palustris Mtill. (forma głębin, abyssicola Brot.). Dlaczego dwa inne g a tu nk i L. stagnalis L. i L. auricularia L.
nie mogą żyć w głębinach, chociaż z p e wnością są ta k samo narażone na zaw le
czenie tam przez fale? Pewną hypotezę poddał mi w tej sprawie prof. Simroth, w krytyce mej tymczasowej n otatki x);
j e s t on zdania, że szerokie rozsiedlenie geograficzne g atunku L. palustris Muli., spotykanego w Azyi, Afryce, Ameryce, musiało uodpornić tę formę na zmiany ciepła i przyzwyczaić do życia w różnych tem peratu rach , co umożliwiło jej zamie
szkanie głębin Lemanu o nizkiej te m p e
ratu rze 4,5°C. Trudnoby mi było się zgo
dzić na wyjaśnienie tak sformułowane.
Mnie się zdaje, że nie szerokie rozsiedle
nie geograficzne je st przyczyną obojęt
ności tego g atu n k u na zmiany tem pera
tu ry , lecz raczej przeciwnie, obojętność ta umożliwiła tak szerokie rozsiedlenie.
Pominąwszy je d n ak ten punkt, zdaje mi się, że nizka tem peratura panująca w głę
binach je s t rzeczywiście czynnikiem, nie- dopuszczającym innych gatunków; gdyż i drugi g atun ek tam spotykany, L. ovata Drap., również wykazuje, że mało je st czuły na wahania te m p eratu ry , żyjąc z jednej strony w wysoko położonych i zimnych jeziorach i strum ieniach gór
skich 2), z drugiej w ciepłych źródłach we Włoszech 3). Chociaż więc, w myśl hypotezy Porela, wszystkie gatu n k i j e dnakowo podlegają migracyi biernej, czy to w postaci form dorosłych, czy koko
nów, dwa tylko z nich zdołają tam we
getować przez pewmą liczbę pokoleń, dwa inne skazane są na zagładę n atychm ia
stową.
Na zakończenie chciałbym poruszyć
') P . Z en tra lb l. f. Zool., allg. u exp. Biol.
Tom 11, 1913.
2) Z schokke. Die T ie rw e lt d er H o ch g e b irg s- seen . Bazyleja, 1910. S te in m a n n . D ie T ie rw e lt d e r G-ebirgsbache. A nn. de B iol. lac. II, 1907.
8) Issel. S u lla te rm o b io si n eg li an im ali aqua- tioi. A tti Soc. L ig u st. Sc. n at. e g eo g r. Tom XVII, 1906.
jeszcze jed no zagadnienie: czy badania paleontologiczne nie mogłyby wnieść światła w kw estyę pochodzenia błotnia
rek głębinowych i nie mogłyby dostar
czyć dowodów, że jednak Zschokke, a nie Porel, ma słuszność? Jeżeli paleontolog wykaże w złożach epoki lodowej obec
ność muszel błotniarek o ty ch samych cechach, ja k ie charak tery zu ją dzisiejsze formy głębinowe, czy nie będzie to do
wodem, że Piaget ma słuszność? Mnie się zdaje, że nie. 0 ile fakt podobny zaj
dzie, to, opierając się na wynikach mych hodowli, odpowiem, że dowodzi on, iż podczas epoki lodowej w danem miejscu panowały nieprzyjazne dla błotniarek wa
runki, które wywołały taką a nie inną formę muszel; podobieństwo formy w d a
nym przypadku, wobec tego, że forma ta nie je s t dziedzicznie utrwalona, nie mo
że być uważana za dowód bezpośrednie
go pokrewieństwa, lecz tylko za skutek podobnych pod pewnym względem w a
runków życiowych. Duże pole pozostało tu dla badań przyszłych, zbadanie mia
nowicie wpływu każdego poszczególnego czynnika, ja k temperatura, pokarm i t. p.
oraz ich rozmaitych ugrupowań, na m u
szlę; badania takie przyczynią się wielce do głębszego zrozumienia biologii mię
czaków naszych.
D r. W. Roszkowski.
H . G. J O N E S .
O W P Ł Y W I E T E O R Y 1 C IŚ N IE N IA O S M O T Y C Z N E G O N A R O Z W Ó J
F I Z Y K O C H E M I I .
(S treszc zen ie o d czy tu ).
Zadanie, które mam przed sobą, je s t dość łatwe: żadna bowiem z własności roztworów nie wywarła tak potężnego wpływu na rozwój chemii współczesnej, ja k ciśnienie osmotyczne. W 24 roku swego życia chemik v a n ’t Hoff został po
wołany z U trechtu n a katedrę chemii w Amsterdamie. Niebędąc jeszcze ucz
Ni. 52 W SZECHSW IAT 823
niem Kekulógo z Bonn, v an ’t Hoff był niezadowolony ze stanu chemii ówczes
nej. W ydawały mu się bezcelowemi ów
czesne metody badań chemicznych, po
legające na studyow aniu własności ciał, powstałych ja k o p ro d uk t reakcyi związ
ków użytych. Ten rodzaj dociekań nie przedstawiał dla van’t Hoffa wyraźnego celu wtedy nawet, gdy miał stanowić je- dnę z niezbędnych faz rozwojowych che
mii. V an’t Hoff odczuwał potrzebę po
znania istoty reakcyj, których wynikiem było powstanie tego lub innego związku.
Chciał poznać przynajmniej, z ja k ą szy b kością przebiegają te reakcye i jakie są w arunki tworzenia się równowag che
micznych, mówiąc innemi słowy, chciał poznać dynamikę reakcyj chemicznych.
Będąc całkowicie pochłonięty myślą o istocie reakcyj chemicznych, a szczegól
nie o istocie reakcyj roztworów, van’t Hołf spotkał swego kolegę Hugona de Vriesa, wtedy botanika w uniw. am ster
damskim. De Vries przypomniał, że v an ’t Hoff mógłby znaleźć pewne wskazówki dla rozwiązania zagadnień, które zacie
kawiały jego umysł w rozprawach Pfef- fera o ciśnieniu osmotycznem cukru i kilku innych substancyj (Osmotische U ntersuchungen, 1877). W ten sposób po
wstała łączność pomiędzy van’t Hoffem a pracą Pfeffera. Przypadek ten miał w historyi rozwoju chemii znaczenie epo
kowe. Zobaczmy dlaczego.
Pfetfer wykonał pomiary ciśnienia osmotycznego pew nych roztworów cukru oraz kilku innych substancyj, w celu oznaczenia wielkości tej siły. Traktował to zagadnienie z p u n k tu widzenia bota
nika fizyologa, i pod tym względem cał
kowicie je rozwiązał. Zmierzyć siłę ciś
nienia osmotycznego z większą niż to poprzednio czyniono ścisłością, oto był jego cel. V an’t Hoff podjął zagadnienie nanowo w tem miejscu, gdzie ono było porzucone przez Pfeffera. Podług da
nych Pfeffera udało się zauważyć v an ’t Hoffowi, że istnieje stosunek prosty po
między ciśnieniem osmotycznem a stęże
niem roztworu, który je wywiera. W y
nika to z liczb następujących:
S tęż en ie ro z - C iśnienie tw o ru cukrn o sm otyczne
100°/0(C) w c m (P)
P /C
1 5 3 ,5 5 3 ,u
2 1 0 1 ,6 5 0 ,8
4 2 0 8 ,2 5 2 ,0
6 3 0 7 ,5 5 1 ,2
Widoczne jest, że stosunek P/C je st sta
ły, czyli że ciśnienie osmotyczne je s t pro- porcyonalne do stężenia. Mówiąc innemi słowy, 2 cząsteczki w roztworze wywie
rają ciśnienie dwa razy silniejsze od ci
śnienia 1 cząsteczki.
Rzecz więc sprowadza się do jednej z tych licznych własności ciał, które to własności są funkcyami liniowemi innych własności. Umysł zwykły, stwierdziwszy fakt powyższy, określiłby go w sposób następujący: je d n a z własności substan- cyi rozpuszczonej je st proporcyonalna do drugiej. Lecz inteligencya v an ’t Hoffa nie należała właśnie do typu zwykłego — powiem nawet odbiegała odeń bardzo da
leko. Ogarniając wzrokiem całokształt historyi rozwoju chemii, nie możemy znaleźć żadnej postaci, która pod wzglę
dem doniosłości swego wpływu na roz
wój chemii naukowej mogłaby dorównać van’t Hoffowi. Jeszcze nikt w tym stop
niu co on nie przyczynił się do rozwoju wiedzy w tak licznych i rozmaitych kie
runkach. Van’t Hoff nie był jedynie wy
bitnym chemikiem, lecz je d n y m z wiel
kich ludzi naszej epoki. W stałości ilo
razu P/C van’t Hoff dostrzega analogię z prawem Boylea, stosowanem do gazów.
Prawo to zwykle formułujemy w sposób następujący: w tem peraturze stałej ilo
czyn z ciśnienia masy gazu przez jej objętość je s t stały. Lecz ponieważ s tę żenie (gęstość) gazu czyli ilość cząste
czek w danej przestrzeni zaw artych je s t odwrotnie proporcyonalna do objętości przeto możemy powiedzieć, że iloraz
ciśnienie^ g azu j eg^ stały. Mówiąc in- stężenie
nemi słowy — ciśnienie gazu zmienia się w stosunku proporcyonalnym do s tę żenia.
Dwie własności: ciśnienie gazowe i ciś
nienie osmotyczne roztworów mogą j e dnak bardzo dobrze podlegać prawu
W SZECHSW IAT jNTs 52
Boylea, niemając zresztą poza tem żadnej wspólności podstawowej. W naturze bo
wiem istnieje bardzo dużo własności ciał, ulegających jed n ak o w ym zmianom. V an ’t Hoff przekroczył ten punkt widzenia, uważał, że jeśli istnieje jakiś głębszy stosunek pomiędzy roztworam i a gazami, to i inne praw a i zasady, rządzące ciśnie
niem gazów, powinny się stosować do ciśnienia osmotycznego roztworów. S p ra
wdzimy słuszność tego przypuszczenia.
D rugie prawo ciśnienia gazów — prawo Gay-Lussaca głosi, że ciśnienie gazu zwiększa się o 1jiVi swej wartości począt
kowej dla każdego podwyższenia t° o l°C w objętości stałej. N asuwa się więc py
tanie, czy ciśnienie osmotyczne wzrasta też wraz z podnoszeniem się t° oraz w j a kim stosunku wzrastanie to się odbywa.
Doświadczenia Pfeffera dają na to p y ta nia odpowiedź zupełnie wystarczającą, Pfeffer bowiem zmierzył nietylko ciśnie
nie osmotyczne roztworów cukrowych o różnych stężeniach, lecz także ciśnienia danego roztworu w różnych t°. Obliczo
ny podług danych Pfeffera współczynnik t a ciśnienia osmotycznego równa się mniej więcej 1li n , lecz tylko mniej więcej, w y nik badań Pfeffera specyalnie pod tym względem daje odchylenia dość znaczne.
Na szczęście posiadam y metodę, która pozwala bezpośrednio sprawdzić możność stosowania prawa Gay-Lussaca do ciśnie nia osmotycznego roztworów. Opiera się ona na zasadzie, znalezionej przez Soreta, Jeżeli wszystkie części jakiegoś je d n o li
tego roztworu utrzym ujem y w je d n a k o wej t°, to roztwór zachowuje w swej c a łości stężenie jednolite, t. j. różne części roztworu mają stężenie jednakowe. W chwili je d n ak , gdy w ja k iejś części roz
tw oru podniesiemy t°, część cieplejsza staje się bardziej rozcieńczoną (posiada stężenie słabsze), część zaś zimniejsza staje się bardziej stężoną. Tak oto wy
gląda fakt, znany w nauce pod nazwą zasady Soreta. Jeśli prawo^Gay-Lussaca stosowało się do ciśnienia|osm otycznego roztworów, to ponieważ (jak to niebawem stwierdzimy) ciśnienie osmotyczne j e s t przyczyną wszelkiej dyfuzyi, więc może
my obliczyć różnicę stężenia rozmaitych
części ogrzewanego roztworu w różnych t° na podstawie różnicy tem p eratu r tych właśnie części roztworu. Chwila nam y
słu wystarczy, aby nas o tem przekonać.
Istotnie część roztworu najbardziej go
rąca staje się najbardziej rozcieńczoną ponieważ ciśnienie osmotyczne cząstecz
ki gorącej je s t większe niż ciśnienie czą
steczki zimnej. Ten nadm iar ciśnienia osmotycznego zmusza substanćyę roz
puszczoną do przeniesienia się z okolicy silniejszego ciśnienia osmotycznego do sfery słabszego ciśnienia, czyli z części gorącej roztworu do części zimnej i to zjawisko trw a tak długo aż jednolitość ciśnienia ustali się ostatecznie. P rzy puśćmy np., że różnica tem peratur dwu części roztw oru była 50°;część zimniejsza roztworu musiałaby by ć o 5% 73 bardziej stężona, niż część gorąca. Wyniki do
świadczeń tak świetnie potwierdzają da
ne obliczeń, że możemy twierdzić, iż ciś
nienie osmotyczne i ciśnienie gazowe mają ten sam współczynnik t°, czyli, że p r a wo Gay-Lussaca stosuje się do ciśnienia osmotycznego roztworów. Trzecie prawo ciśnienia gazów, które chcę poruszyć, j e s t to prawo Avogadra. Mówi ono, że rozmaite gazy, zawierające w danej obję
tości jednakow ą liczbę cząsteczek, w y w ierają jednakow e ciśnienia. Sprawdze
nie możności stosowania tego prawa do ciśnienia osmotycznego je s t bardzo łatwe.
V an ’t Hoff dokonał tego w sposób n astę
pujący: wziąwszy wodór w pewnym ści
śle określonym stanie stężenia, t. j. za
w ierający w danej objętości określoną ilość cząsteczek, oznaczył jego ciśnienie.
Następnie wziął roztwór cukru, zaw iera
ją c y w danej objętości tyleż rozpuszczo
nych cząsteczek, ile było cząsteczek wo
doru. Porównawszy następnie ciśnienie osmotyczne roztworu cukru z ciśnieniem gazowem wodoru, stwierdził, że oba ciś
nienia są zupełnie jednakowe. F a k t ten stanowił sam przez się spostrzeżenie ol
brzymiej wagi. Byłoby dość trudno przy
puścić, gdyby doświadczenie tego uprzed
nio nie wykazało, że ciśnienie cząsteczki gazu równa się ściśle ciśnieniu osmo- tycznemu cząsteczki rozpuszczonej w je- dnakow ych_w arunkach stężenia.
Ai 52 WSZECHSWlAT 825 Teraz musimy chwilowo odbiedz od
tem atu w celu uniknięcia pomieszania pojęć. W swym skutku, t . j . w swej sile ciśnienie osmotyczne i ciśnienie gazowe są zupełnie jednakowe. Nie znaczy to bynajmniej, że przyczyny, powodujące te ciśnienia, są identyczne, lub nawet ściśle ze sobą złączone. Według mego zdania do dziś dnia jeszcze nie wiemy, co je st istotną przyczyną ciśnienia osmotyczne
go: posiadamy natom iast teorye, całko
wicie wystarczające dla wyjaśnienia ciś
nienia gazów. Tak np. teorya cynetycz- na gazów wyjaśnia ciśnienie gazów cią
giem bombardowaniem ścian naczynia przez cząsteczki gazu, znajdujące się w stanie ustawicznego ruchu. Byłoby niezmiernie trudno (nie chcę rzec nie
możliwe) wyjaśnić ciśnienie osmotyczne zapomocą podobnej teoryi dynamicznej.
Wiadomo nam bowiem, że cząsteczki roz
puszczone poruszają się w roztworze z szybkością bardzo słabą i że szybkość ta je s t niedostatecznie wielka, by spo
wodować ciśnienie osmotyczne w sposób analogiczny z gazami. Myśląc więc o dwu ciśnieniach (gazowem i osmotycznem), starajm y się unikać przypuszczenia, że przyczyny, powodujące te ciśnienia, są jednakowe.
W ten sposób 3 zasadnicze prawa ciś
nienia gazowego stosują się również do ciśnienia osmotycznego roztworów. Lecz ja k a je s t wartość tego uogólnienia? By dokładniej zrozumieć jego doniosłość, przyjrzyjm y się na chwilę nieco bliżej własnościom roztworów wogóle. Z tego, cośmy powiedzieli, wynika, że prawa ciś
nienia gazowego stosują się do ciśnienia osmotycznego roztworu, cukru np. Lecz w tem jeszcze nie tkw i cała prawda: roz
tw ory zasad, kwasów, soli wy wierają ciś
nienie osmotyczne znacznie silniejsze, niż
by to wynikało z praw ciśnienia gazo
wego. Wiadomo nam zaś, że kwasy, za
sady i sole, rozpuszczone w wodzie, czy
nią j ą przewodnikiem prądu elektryczne
go. Substancye te tworzą kategoryę ciał zwanych „elektrolitam i" wtedy, gdy c u kier. należy do kategoryi nieelektrolitów.
W nioskujemy więc, że ciśnienie osmo
tyczne elektrolitów nie podlega w zasa- dzie prawom ciśnienia gazów, gdyż ich ciśnienie osmotyczne jest zwykle znacz
nie silniejsze, niżby to wynikało z obli
czeń, na prawach ciśnienia gazów opar
tych. Cóż ten wyjątek ma znaczyć? Od
powiedź na to pytanie daje teorya dyso- cyacyi elektrolitycznej, podana w 1887 r.
przez Arrheniusa. Rozprawa, proponują
ca tę teoryę, ukazała się w tym samym tomie „Zeitschrift fur Physikalische Che
mie", co i rozprawa v an ’t Holfa o sto
sunku wzajemnym ciśnienia osmotyczne
go i gazowego. Podług teoryi Arrheniu
sa, która je s t powszechnie znana, kwasy, zasady i sole, rozpuszczone- w takiej cie
czy, ja k woda np., rozszczepiają się (dy- socyują się) na cząsteczki naładowane dodatnio lub odjemnie, na tak zwane j o ny. Te właśnie jony są szczególnie czyn
ne pod względem chemicznym. Dowody ścisłości tej teoryi są tak liczne i tak powszechnie znane, że niema zapewne chemika, któryby nie uznał teoryi A rrhe
niusa przynajmniej za podstawę swoich badań. Zbytecznemby było uzasadniać tu tę teoryę, w ystarczy powiedzieć, że w połączeniu ze stosunkiem, ja k i istnieje pomiędzy ciśnieniem osmotycznem a g a zowem, daje nam ona pierwszą naukową teoryę roztworów, słabo stężonych.
Doniosłość ścisłej teoryi roztworów.
Wracamy więc do poprzedniego p y ta n i a — ja k a je s t wartość naukowa ścisłej teoryi roztworów? Chciałbym szczegól
nie podkreślić ten punkt ze względu na jego ważność zasadniczą. V an’t Hoff udowodnił, że prawa ciśnienia gazów obejmują również ciśnienie osmotyczne roztworów—lub, inaczej mówiąc, że is t
nieje ścisły związek pomiędzy własnoś
ciami roztworów a gazów. Cóż w tem doniosłego?
Znamy materyę w 3-ch stanach skupie
nia: stałym, ciekłym i gazowym. O pierw
szym z nich wiemy stosunkowo niewiele.
Przyzwyczajeni niejako jesteśm y do form krystalicznych i do układów, w jakich m aterya się krystalizuje. Poddając ma-
W SZECHSW IAT JMi 52 tery ę działaniu różnych rodzajów energii:
ciepła, światła, elektryczności i t. d. spo
strzegam y jej energiczne przewodnictwo.
Pomimo to wszystko, o ciałach stałych wiemy naogół bardzo mało. Nie znamy naw et formuły chemicznej ciał takich, ja k lód, lub sól szybikowa. Formułę pier
wszego z tych ciał oznaczamy przez H20, lecz wiemy bardzo dobrze, że to nie je st H20, lecz (H20 )x —jed n ak wartość tego x zupełnie je st nam nieznana i dziś nie po
siadam y jeszcze żadnego sposobu do oznaczenia wartości tego x. Oznaczamy sól przez NaCl, wiedząc że je s t to (NaCl)y, i ten y pozostaje dla nas równie zagad
kowym ja k x poprzedni. Cytuję te przy
kłady, by wykazać, w ja k im stopniu igno- rancya nasza j e s t zupełna w stosunku do stałego s tan u skupienia. Jeśli przej
dziemy do s tan u ciekłego, spostrzeżemy, że wiadomości nasze są zaledwie trochę obszerniejsze. Stanowczo ciecze znamy daleko lepiej niż ciała stałe. Znamy w wielu razach ich skupienie cząsteczko
we czyli ich ciężar cząsteczkowy. Wiele też badań poczyniono nad ich własno
ściami fizycznemi. Lecz i w stosunku do tego stan u skupienia wiadomości nasze nie są bynajmniej całkowite, stan ich je s t raczej niezadawalający. Np. wiemy bardzo mało o prawach, jakim ciecze pod
legają.
Przechodząc do gazów, stajem y odrazu wobec zupełnie innego stanu rzeczy.
W tej dziedzinie wiadomości nasze są istotnie obfite. Możemy naw et powie
dzieć, że w większości problematy za
sadnicze w stosunku do gazów zostały ju ż rozwiązane. P raw a ciśnienia gazów są nam znane; oznaczamy ciężar czą
steczkowy substancyj w stanie gazowym
—je s t to stałą podstaw ą w oznaczaniu ciężaru atomowego. Mechanizm wewnętrz ny przewodnictwa ciepła, światła, elek
tryczności przez gazy je s t nam dobrze znany, dzięki ostatnim pracom Thomso
na. Możemy badać gazy zapomocą m e
tody ściśle^inatematyeznej, sto su jąc do nich np.jgpierwszą i d ru g ą zasadę te rm o dynamiki. ,Jednem słowem znamy materyę w stanie gazowym znacznie lepiej, niż w dwu innych stanach skupienia. I te
raz dopiero możemy sobie zdać jasno sprawę, dlaczego je s t ważna możność trakto w an ia roztworów w sposób analo
giczny z gazami. To nam pozwala bo
wiem do pewnego stopnia stosować do roztworów metody ścisłe. Od czasów v a n ’t Hoffa wiemy istotnie coś o mate- ryi, znajdującej się w stanie roztworu.
Lecz tu nasuw a się nam nowe pytanie:
w czem tkwi doniosłość stosowania do roztworów ścisłych metod naukowych, lub jakichkolw iek metod wogóle? D la czego n auka o roztworach je s t podsta
wowa nietylko w chemii, lecz we wszy
stkich gałęziach wiedzy przyrodniczej?
I to pytanie doprowadza nas do n ajw aż
niejszego punktu tego odczytu.
Znaczenie roztworów.
Chwila nam ysłu pozwoli nam zrozu
mieć ważne znaczenie roztworów dla nauk przyrodniczych. W yrazu roztwór używam tu w znaczeniu jaknajszerszem : roztworem nazywamy jednolitą miesza
ninę jednego lub dw u różnych stanów skupienia materyi — wtedy, gdy części składowe nie m ogą być od siebie od
dzielone sposobami mechanicznemi. Z de- finicyi tej wynika, że ciała stałe, ciecze lub gazy mogą być rozpuszczalnikami i że m aterya, będąca w jednym z 3 s ta nów skupienia może być rozpuszczona w substancyi o stanie skupienia podob
nym lub odmiennym. Możemy więc mieć 9 typów roztworów. Zachowując w p a mięci wyżej przytoczoną definicyę roz
tworów, łatwo dojdziemy do zrozumienia dalszej treści tego artykułu. Uogólnia
jąc, możemy powiedzieć, że cała chemia j e s t tylko gałęzią nauki o roztworach. Po
myślmy na chwilę o wszystkich reak c j a c h chemicznych, uświadommy sobie, ile z nich nie zachodzi w roztworach, (wyrazowi roztwór nadajemy tutaj poprzed
nie, szerokie znaczenie). Zaznaczam, że wszystkie reakcye, zachodzące w w yso
kiej t° w masach roztopionych, są dla nas też reakcyam i roztworów, ponieważ określenie roztworu nie wyznacza okreś
lonych w arunków t°. Musimy więc s tw ier
dzić, że ilość reakcyj, nieodbywających
JSB 52 WSZECHSWIAT się w roztworach, je s t niezmiernie mala,
w ynika więc z tego że „stan rozpuszcze
n ia " —(roztwór) je st je d n ą z conditiones sine qua non całej chemii. Przejdźmy do geologii. S kały zostały osadzone z roztworów lub zawiesin wodnych (ko
loidalnych lub krystaloidalnych), lub ze stopionej magmy; lecz ta ostatnia je st również roztworem, różniącym się od poprzednich tylko warunkami t°. W ten sposób geologia staje się dla nas nauką, powstałą z istnienia roztworów. W n a ukach biologicznych widzimy to samo.
Cóżby się stało z fizyologią zwierząt lub roślin, gdyby roztwory nie istniały?
Mówią często: bez węgla niema życia, to samo moglibyśmy powiedzieć o roztwo
rach, bez których m aterya żyjąca nie mogłaby długo przetrwać, ani się roz
mnażać. Farmakologia, terapeutyka, ca
ła nauka medycyny nie mogłaby istnieć bez roztworów. Przyczyna, dla której zjawiska materyi żyjącej zachodzą w roz
tworach jest, prawdopodobnie, ściśle zwią
zana z faktem, że reakcye chemiczne od
byw ają się całkowicie (lub prawie cał
kowicie) w roztworach. To, cośmy tu powiedzieli, w ystarczy w zupełności do w ykazania doniosłego znaczenia roztwo rów dla n auk przyrodniczych.
Gdyby roztwory nie istniały, powierz
chnia ziemi miałaby wygląd zupełnie odmienny. Nie mielibyśmy ani chemii, ani biologii, ani geologii. Przerażają- cem jest, doprawdy, pomyśleć, coby się stało z przyrodą, gdyby własności m a
teryi rozpuszczonej nie istniały. I ten tylko fakt, że jakikolwiek rodzaj materyi dopiero wtedy staje się czynnym z pun
k tu widzenia chemicznego, biologicznego lub geologicznego, gdy go rozpuścimy w jak im ś innym rodzaju materyi, wy
starcza, by przekonać, że nauki te za
wdzięczają swe istnienie materyi rozpu
szczonej. Widoczne więc jest, że jeśli chcemy posiąść gruntow nie naukę chemii, biologii i geologii, tak ja k dziś posiada
my fizykę, to m usim y poznać przede- wszystkiem własności m ateryi w stanie, od którego te nauki zależą całkowicie.
Z punktu widzenia rozwoju ścisłej wiedzy chemicznej doniosłość uogólnie
nia v an ’t Hoffa i Arrheniusa, pomimo niejednolitości całokształtu powiązanych faktów, była olbrzymia. Zjawienie się tego uogólnienia w r. 1887 zaznaczyło w historyi chemii, nowTą epokę — epokę prawdziwej chemii. Od tego czasu che
mia ogólna dokonała postępów olbrzy
mich w kierunku przeistoczenia się w na
ukę ścisłą. Śmiało możemy powiedzieć, że w ciągu tego krótkiego okresu postęp w tym kierunku dokonany je s t bez po
równania większy, niż w ciągu całych stuleci poprzednich. Uogólnienia te wy
nikły z porównań, które van’t Hoff zrobił pomiędzy pomiarami Pfeffera nad ciśnie
niem osmotycznem a ciśnieniem gazów.
To wystarczy, by wykazać znaczenie podstawowe teoryi ciśnienia osmotyczne
go z punktu widzenia rozwoju chemii ogólnej.
Mówiąc w ten sposób o postępach ch e
mii od 1887 r., nie zapominamy bynaj
mniej, że prawo działania mas zostało wynalezione i ogłoszone w r. 1868. Lecz bez badań poprzednio tu przytoczonych pozostałoby ono zupełnie bezowocnem.
Van’t Hoff bowiem pierwszy zastosował je do reakcyj chemicznych, gdy poznał ścisłą łączność, wiążącą roztwory i gazy.
Nie mogę skończyć rozpatrywania te oryi ciśnienia osmotycznego, niepowie- dziawszy nic o roztworach stężonych i roztworach elektrolitów. Teorya A rrh e
niusa została zaproponowana dla objaś
nienia pozornie anormalnych ciśnień osmotycznych elektrolitów; teorya roz
tworów „idealnych" czyli bardzo rozcień
czonych nie dawała się zastosować nie
tylko do roztworów bardzo stężonych ale n aw et do roztworów o stężeniach powszechnie w laboratoryach używanych.
Zauważono, że naw et z uwzględnieniem dysocyacyi elektrolitycznej roztwory elek
trolitów wywierają zasilne ciśnienie osmo
tyczne. Z tego powodu przez czas pe
wien p u nkt ten pozostawał niewyjaśnio
nym. Posiadaliśmy teoryę roztworów idealnych, niemającą dla nauki wielkiej wartości użytkowej, ciekawą jedynie dla uczonych. W ydaje mi się, że dziś posia
damy bardzo zadawalające wyjaśnienie
828 W SZECHSW lAT - \i 52 pozornie anormalnych ciśnień roztworów
stężonych.
Teorya rozpuszczalników głosi, że sub- stan cy a rozpuszczona łączy się zwykle z mniej lub bardziej znaczną ilością, to łączenie się czyni, że ta część już nie może działać jak o rozpuszczalnik. Stężenie t a kich roztworów zależy od tego, w jak im stopniu rozpuszczalnik łączy się z substan- cyą rozpuszczoną i takie roztwory są z w y kle bardziej stężone, niżby się mogło zda
wać z ilości substancyi rozpuszczonej.
Przypuszczenie to zostało stwierdzone przez wyniki badań, poczynionych w cią
gu ostatnich lat dziesięciu w inojem i wielu innych laboratoryach. W swojem tylko la- boratoryum nagromadziłem kilkanaście zupełnie od siebie niezależnych doświad
czeń, stwierdzających ścisłość teoryi roz
puszczalników. Teorye te musimy roz
p atry w ać jak o dodatek do teoryi dyso- cyacyi elektrolitycznej, która, w ten s p o sób uzupełniona, pozwala nam obliczyć w przybliżeniu ciśnienie osmotyczne roz
tworów stężonych, w tedy gdy stopień dysocyacyi roztworu j e s t wiadomy. Sło
wem, posiadamy dziś teoryę, w y jaśn ia
ją c ą własności roztworów faktycznie w praktyce laboratoryjnej używanych. Do
niosłe znaczenie takiej teoryi wykazałem poprzednio.
Ciśnienie osmotyczne, a dyfuzya.
Konkludując, chciałbym powiedzieć jeszcze słów kilka o stosunku, ja k i is t
nieje pomiędzy ciśnieniem osmotycznem, a chemią ogólną — lecz z nieco innego p u n k tu widzenia. Dyfuzya je s t je d n ą z najlepiej znanych własności roztworów.
W y tw arza się ona zawsze, gdy skom uni
ku jem y dwa roztwory o stężeniu nieje- dnakowem: Ciało rozpuszczone przenosi się z roztw oru bardziej stężonego do mniej stężonego do chwili, aż stężenie stanie się jednakow em . Myśmy się tak przyzwyczaili do tego zjawiska, że n a
w et nie uważamy za potrzebne bliżej się nadaniem zastanaw iać. Zasługuje je d n a k ono na bliższą uwagę.
W eźm y wysokie naczynie szklane w y pełnione wodą i umieśćmy na dnie iego ja k iś ciężki związek — azotan ołowiu
(N03)aPb, rtęci (N03)2Hg, lub PtCl4. Te ciężkie substancye rozpuszczą się i zaj
mą w wodzie (stosunkowo lżejszej) g ó r
ną część naczynia. To zjawisko możemy (oczywiste zgruba) porównać do wzno
szenia się w powietrzu ludzi i aparatów stosunkowo daleko od powietrza cięż
szych. Niemożna badać dyfuzyi, nieprzy- jąw szy, że w tem zjawisku wchodzi w grę ja k a ś potężna siła, zdolna prze
zwyciężać ciążenie, i podnosząca substan- cyę rozpuszczoną, cięższą niż rozpusz
czalnik. Lecz teraz musimy sobie zadać pytanie, czem je s t ta siła. Badania iloś
ciowe zjawisk dyfuzyi wykazały, że pod
legają one prawom ciśnienia osmotycz
nego. W edług prawa F icka ilość sub
stancyi rozpuszczonej, przenikającej przez daną powierzchnię oddzielającą różnie stężone roztwory, je s t proporcyonalna do różnicy stężeń po obu stronach tej po
wierzchni. Widzimy tu analogię z p ra wem Boylea (ciśnienie wywierane pomię
dzy dwoma komunikującemi się gazami je s t proporcyonalna do różnicy ich s tę żeń). Widzieliśmy, że ciśnienie osmoty
czne podlega prawu Boylea, stosowane
mu do gazów, a teraz poznajemy, że d y fuzya podlega mu również. Stąd wnios
kujemy, że istnieje zupełna analogia po
między dyfuzyą a osmozą. Z zasady So- reta, z k tó rą uprzedniośmy się zapoznali, wynika, że spółczynnik t° dyfuzyi i spół- czynnik t° gazów są jednakowe, czyli, że wpływ t° na dyfuzyę i na rozszerzalność gazów je st jednakowy, a więc prawo Gay Lussaca stosuje się również do obu zjawisk. Wiemy zaś, że stosuje się ono i do ciśnienia osmotycznego, a więc an a
logia pomiędzy ciśnieniem osmotycznem a dyfuzyą. Wogóle szerokie porównania zjawisk dyfuzyi i osmozy wykazują nam, że mamy do czynienia z dwiema serya- mi zjawisk podlegających tym samym prawom. Możemy więc przypuścić, że ciśnienie osmotyczne je st przyczyną wszelkiej dyfuzyi. Ciśnienie osmotyczne więc j e s t tą siłą, która przezwycięża ciążenie powszechne, podnosząc cząstki substancyj ciężkich w rozpuszczalniku lżejszym, aż do ustalenia jednolitości układu.
.Ni 52 WSZECHSWIAT 829
Rozumiemy więc z tego, że ciśnienie osmotyczne utrzym uje równowagi stęże
nia w roztworach. Ten fakt znowu nam tłumaczy, ja k ważne je s t ciśnienie osmo
tyczne dla chemii ogólnej, n auk biolo
gicznych i t. d. Gdyby ciśnienie osmo
tyczne nie istniało, nie mielibyśmy możności utrzym ać jednolitego stężenia żadnego roztworu. Mielibyśmy z tem po
ważny ambaras, nietylko w chemii ana
litycznej ilościowej, lecz również w bo
tanice i zoologii, których ostatnie postępy opierają się na możności zmiany w arun
ków, jakim poddajemy organizmy badane.
Obserwacya modyfikacyj, zachodzących w organizmach i powstałych z racyi zmiany warunków otoczenia, zdecydowała o postępie tych nauk. Bez własności dojścia do jednolitości stężenia, ja k ą po
siadają roztwory, wszystkie metody roz
bioru objętościowego w chemii sprowa
dziłyby się do zera, biologia zaś doświad
czalna nie mogłaby mieć takich ja k dziś widoków rozwoju na przyszłość. Ten krótki wykład pozwoli nam posiąść do
stateczne wyobrażenie o doniości ciśnie
nia osmotycznego, jako własności, za
chowującej jednolitość roztworów i po
zwalającej na rozwój strony ilościowej wielu gałęzi wiedzy przyrodniczej.
Zbadajmy teraz ciśnienie osmotyczne roztworów koloidalnych. Tem at ten w swym całokształcie nabrał dużego rozgłosu w ciągu kilku lat ostatnich z powodu szybkiego rozwoju chemii koloidów. Niedawno jeszcze przypusz
czano, że koloidy są pozbawione ciśnienia osmotycznego. Znany był jednak fakt, że niektóre roztwory koloidalne przed
stawiały zjawiska mniej lub więcej po
dobne do dyfuzyi. Jak żeb y więc mogła istnieć dyfuzya bez ciśnienia osmotycz
nego? Badania ostatnie ustaliły, Ż3 roz
twory koloidalne, oraz niektóre zawiesiny (emulsye) ko loidalne (których cząstki są znacznie większe od cząstek roztwo
rów koloidalnych) w ywierają ciśnienie osmotyczne. I wcale mię nie zdziwi jeśli pewnego dnia zostanie udowodnione, że ciśnienie osmotyczne roztworów ko
loidalnych (tak zw. roztworów rzeko
mych) podlega tym samym prawom, co
i ciśnienie osmotyczne roztworów p raw dziwych. Wiadomo, że w roztworach koloidalnych stopień rozdrobnienia ma- teryi je st daleko słabszy niż w roztwo
rach prawdziwych, t. j. liczba jednostek fizycznych, zawartych w pewnej ilości roztworu koloidalnego lub zawiesiny je s t mniejsza, niż w roztworze praw
dziwym.
Nie będzie więc wcale dziwnem, że pewien koloid wywiera w jakimś roz
puszczalniku (wodzie np.) ciśnienie osmo
tyczne daleko słabsze, niż krystaloid, o stężeniu jednakowem. Już bowiem wiemy, że krystaloidy rozdrabniają się w rozpuszczalnikach w sposób bardziej subtelny.
Parę słów jeszcze o stosowaniu ciśnie
nia osmotycznego do doświadczeń z ogni
wem elektrycznem. Pierwsza baterya elektryczna została wynaleziona przez Voltę z górą sto lat temu, jej zaś funk- cyonowanie zostało zrozumiane dopiero po ustaleniu przez v an ’t Hoffa i Arrhe- niusa współczesnej teoryi roztworów.
Znając ciśnienie osmotyczne roztwo
rów, otaczających elektrody, możemy nietylko obliczyć siłę elektromotoryczną stosu, lecz i objaśnić w sposób zadowa
lający jego funkcyonowanie. Na tym przykładzie uwidocznia się stosunek, istniejący pomiędzy ciśnieniem osmo- tycznem, a elektrochemią. Nie mogę skończyć tego referatu o ciśnieniu osmo- tycznem, nie powiedziawszy słów parę 0 wspaniałych pomiarach ciśnienia osmo
tycznego, dokonanych i prowadzonych w dalszym ciągu przez H. A. Morsego 1 jego współpracowników. Trudności, pokonane w trakcie tych pomiarów, i ich nadzwyczajna ścisłość każą je zaliczyć do klasycznych prac naukowych.
Czem więc je s t ciśnienie osmotyczne?
Gdzie i w jak i sposób powstaje ono?
Olóż na to pytanie muszę oświadczyć, że tego nie wiem, ani ja, ani nikt inny, zdaje mi się, w chwili obecnej. Próby wytłumaczenia istoty ciśnienia osmo
tycznego są niezliczone. Mam wrażenie, że wszyscy ci, którzy nic lepszego nie
830 WSZECHSW IAT JMs 52
m ają do roboty, uw ażają za stosowne zaszczycić nas od czasu do czasu swoją opinią w tym względzie. Przeczytaw szy w przeszłości cały szereg rozpraw na ten temat, postanowiłem na przyszłość ich nie czytać. Doszedłem bowiem do wniosku, że o istocie ciśnienia osmotycz
nego dziś nic nie wiemy i do poznania jej w tej chwili żadnych sposobów nie posiadamy. Z pracy Morsego wynika, że chcąc wytłumaczyć ciśnienie osmotyczne, musimy zwrócić uwagę, że błona napół przenikliwa (używana w pomiarach) — wchłania prawdopodobnie część wody z przedziału zew nętrznego i uwadnia się.
Roztwór zaś przedziału wewnętrznego pozbawia błonę wody w sposób niezna
ny. Dla mnie osobiście słowa te nic nie tłumaczą. Mojem zdaniem jedynie, co wiemy napewno, to to, że istota ciśnie
nia osmotycznego je s t prawie całkowicie nieznana w stosunku do napięcia po
wierzchniowego roztworów pomiędzy któ- remi ono się przejawia. Gdy będziemy posiadali zadawalającą teoryę ciśnienia osmotycznego, to obejmie ona prawdo
podobnie zjawiska zachodzące w naczy
niach włoskowatych (napięcie powierz
chniowe). Bardzo j e s t możliwe, że po
w staje ono w naczyniach włoskowatych błony napół przenikliwej. Pomimo, że nieznainy dziś przyczyny ciśnienia osmo
tycznego — poznaliśmy doskonale jego skutki. Wielkość tej siły została obli
czona, jej zaś znaczenie wyjaśnione przez v a n ’t Hoffa i Arrlieniusa. Z tego, com powiedział, j e s t widoczna doniosłość w pły
wu ciśnienia osmotycznego na dalszy roz
wój fizyko-chemii. Ciśnienie osmotyczne musimy uznać za najważniejszą własność m ateryi rozpuszczonej.
Tłum. E. Medyński.
Spis książek i broszur, nadesłanych do red.
W szechświata w IV kwartale r. b.
Bróg i. K w e s ty a polska, str. 23, W a rszaw a, 1913.
Bruner Ludwik dr. O ciałach p ro m ie n io tw ó r
czych, s tr. 157, W a rsz a w a , 1914.
Chitków N. P o k a z a te ln y j sadik, str. 80, ta b li
ce, K o z ia ty n , 1913.
Demel Kazimierz. O p o tw o ra c h p o d w ó jn y ch u ro b ak a T u b ifex tu b ife s, odb. ze S praw ozdań Tow . N auk. w arsz., str. 265—267, W a rsza w a , 1913.
Gałecki Antoni dr. O m e to d ac h ilościow ego o znaczania k w a su octo w eg o w solach n ie o rg a
n ic zn y c h . Odb. z C h e m ik a polskiego, str. 4, W arszaw *, 1913.
Gałecki Ant. dr. i Kastorskij M. doc. W zajem n e s trą c a n ie się kolo id ó w . Odb. z Chem. polsk., str.
6, W arszaw a, 1913.
Garbiński W ładysław. P ro je k t k u rsó w p rze m y - sło w o -leśn y ch , s tr. 13, W arszaw a, 1913.
Hertwig Oskar, tłum . H e n ry k B uczek. Rozwój biologii w X IX stu lec iu (z w stępem i o bjaśnie
niam i tłum acza). S tr. 177, W a rszaw a, 1914.
Jarouhowski Zbigniew. J o g u r t czyli m leko b u ł
g a rsk ie , str. 21, W arszaw a, 1313.
Klimowicz Tadeusz. U e b e r die A n w e n d b a rk e it d. W e b e rsc h e n G esetzes a u f die p h o to tro p isc h e u K riim m u n g en d e r K o le o o tite v. A vena S atiya.
Odb. z B u lle tin A kad. K ra k o w sk iej. St. 465—506.
K ra k ó w , 1913.
Kucharzewski Feliks. K ie d y p o jaw ili się te c h nicy w P o lsce 1 k tó ry m i z p o p rzed n ik ó w n a szych pochlubić się m ożem y? S tr. 42, W arszaw a, 1913.
Lencewicz Stanisław. W y n ik i stu d y ó w a n tro p o lo g ic zn y c h w pow . O poczyńskim . Odb. ze S p ra w o z d ań T ow . N auk. w arsz. S tr. 2 4 8 — 268.
W a rsza w a , 1913.
Lencewicz Stanisław . M a te ry a ły an tro p o lo g icz
ne z W itk o w ie . Odb. ze S p raw o zd ań T ow . N auk.
w arsz. S tr. 368—381. W a rsza w a , 1913.
Lencewicz Stanisław. N o w e te o ry e p o ch o d z e
n ia człow ieka. Bez m iejsca i roku. S tr. 103—119.
Matuszewski Aleksander. P rz y c z y n e k do flo ry ro ślin s k ry to k w ia to w y c h la só w sz ep ie to w iec k ic h . Odb. ze S praw ozd. Tow . N auk. w arsz. S tr. 311—
330. W a rsz a w a , 1913.
P a m ię tn ik T o w a rz y stw a m iłośników p rz y ro d y z r. 1912/13. S tr. 37. W a rszaw a, 1913.
Rosicky W. i Thugutt St. J. E p id esm in , novy ze o lith . O db. z R o z p ra w y Czeske A kadem ie.
S tr. 4, P ra g a , 1913.
(Toż samo w o d b itk a ch z in n y c h w y d a w n ic tw n au k o w y c h ).
Roszkowski W acław. A propos des L im n ees de la fa u n ę p ro fo n d e d u lac L em an . Odb. z Zoolog.
A n zeig er. S tr. 88—90, 1913.
Rożen Zygmunt dr. W sp ra w ie nauk p rz y ro d n iczych w polsk ich szkołach średnich, str. 44, K ra k ó w , 1913.
