Um über diesen wichtigen Gegenstand noch klarer zu werden, wollen wir doch einmal sehen, was mit dem Kalkwasser geschieht, wenn es mit der Ausatmungsluft in Berührung kommt. Hier ist ein Glaskolben, der etwas Kalkwasser enthält; durch die Glasröhren im Stöpsel kann Luft hinein- und heraustreten, so daß wir die Einwirkung der geatmeten, wie der frischen Luft bequem beobachten können. Ich kann nun entweder durch A Luft einsaugen und so in meine Lungen gelangen lassen, nachdem sie durch das Kalkwasser gegangen ist; oder ich kann die Luft aus meinen Lungen durch die bis auf den Boden gehende Röhre B treiben und ihre Wirkung auf das Kalkwasser zeigen. Gebt Acht – ich werde bei A beginnen –; jetzt habe ich also längere Zeit die äußere Luft in das Kalkwasser gezogen und dann durch dasselbe hindurch in meine Lungen; es zeigt sich aber nicht die geringste Veränderung, das Kalkwasser ist durchaus nicht trübe geworden. Nun will ich’s aber umgekehrt machen, also die Luft aus meinen Lungen durch das Kalkwasser hindurchtreiben (indem ich sie durch B einblase); da seht, hier zeigt sich die Wirkung sofort, das Kalkwasser wird durch die ausgeatmete Luft weiß und milchig. »Aber dieser weiße Niederschlag im Kalkwasser ist uns ja von früher schon ganz gut bekannt«, sagt Ihr, »das ist ja kohlensaurer Kalk, der bei Berührung des Kalkwassers mit Kohlensäure entsteht«. Ganz recht; es ist Kohlensäure, welche die durch das Atmen unbrauchbar gewordene Luft verdirbt; die Reaktion auf Kalkwasser läßt keinen Zweifel daran.
Fig. 35.
Ich habe hier zwei Flaschen, welche beide mit Kalkwasser gefüllt und durch Röhren verbunden sind, wie Ihr’s hier seht. Der Apparat ist zwar nur roh, wird aber doch für unsern Zweck genügen. Wenn ich nun an diesen Flaschen hier (bei a) ein- und dort (bei b) ausatme, so bewirkt die Einrichtung der Röhren, daß die Luft in beiden Fällen durch das Kalkwasser streicht. Zunächst bemerkt man nun, daß die gute Luft beim Einatmen in dem Kalkwasser wiederum gar keine Veränderung hervorbringt; und alsdann seht ihr die Wirkung beim Ausatmen: das Kalkwasser wird getrübt; und es ist doch nichts als mein Atem damit in Berührung gekommen. Der Unterschied ist wohl auffallend genug!
Gehen wir nun weiter zu der Frage: Was hat dieser ganze Prozeß zu bedeuten, der in uns vorgeht, ohne den wir nicht sein können, weder am Tage, noch bei Nacht, und welcher vom Schöpfer so eingerichtet ist, daß er im Wachen wie im Schlaf ganz unabhängig von unserem Willen sich fortsetzt? Wenn wir den Atem dauernd anhielten – was wir aber bekanntlich nur für ganz kurze Zeit vermögen – so würden wir uns selber zerstören. Auch im Schlaf sind die Atmungswerkzeuge und die mit ihnen verbundenen Organe in beständiger Tätigkeit; so notwendig ist der Atmungsprozeß für unser Leben, so unentbehrlich diese unausgesetzte Berührung der Luft mit unsern Lungen. Ich muß Euch diesen Prozeß in möglichster Kürze auseinandersetzen. Wir nehmen Nahrung zu uns; diese Nahrung gelangt durch die Speiseröhre zunächst in den Magen und dann weiter in die übrigen Teile des Verdauungskanals, wo die für den Körper brauchbaren Stoffe gelöst und von eigens dazu eingerichteten Gefäßen aufgesogen werden. Die so umgewandelten Nahrungsstoffe werden nun, nachdem sie zu Bestandteilen des Blutes geworden, durch eine besondere Reihe von Gefäßen in die Lungen eingeführt und wieder herausgeschafft; gleichzeitig wird durch eine andere Reihe von Gefäßen die Luft in die Lungen ein- und wieder ausgepumpt. Luft und Nahrungsstoff kommen auf diese Art in sehr nahe Berührung mit einander; sie sind nur getrennt durch ganz dünnhäutige Scheidewändchen, wobei denn die Luft auf das Blut eine Wirkung ganz derselben Art ausübt, wie wir sie an der Kerze kennen gelernt haben. Der Sauerstoff der Luft verband sich mit dem Kohlenstoff der Kerze zu Kohlensäure, und dabei wurde Wärme entwickelt; dieselbe eigentümliche Umsetzung findet in den Lungen statt. Der Sauerstoff der eingeatmeten Luft verbindet sich mit Kohlenstoff (nicht Kohle in freiem Zustande, sondern hier gerade im Augenblick der Verwendung erst frei werdend) und bildet damit Kohlensäure, welche dann in die Atmosphäre ausgeatmet wird. So gelangen wir denn zu der merkwürdigen Folgerung, daß wir den Nahrungsstoff als Brennstoff anzusehen haben. Ich will ein Stückchen Zucker nehmen, und Euch daran das eben Gesagte noch deutlicher machen. Der Zucker ist zusammengesetzt aus Kohle, Wasserstoff und Sauerstoff; aus denselben Elementen besteht, wie wir wissen, auch die Kerze, nur die Gewichtsverhältnisse sind andere. Der Zucker enthält:
| Kohle | 72 | ||
| Wasserstoff | 11 | } | 99 |
| Sauerstoff | 88 |
Es ist sehr merkwürdig, und es ist gut, wenn Ihr das beachtet, daß Wasserstoff und Sauerstoff sich hier genau in demselben Verhältnis vorfinden wie im Wasser, so daß man also auch sagen könnte: der Zucker besteht aus 99 Teilen Wasser und 72 Teilen Kohle. Eben diese Kohle im Zucker ist es, welche sich mit dem Sauerstoff der eingeatmeten Luft in den Lungen verbindet, also uns gleichsam zu Kerzen macht und durch diesen so schönen und einfachen Prozeß die für den Körper unentbehrliche innere Wärme neben manchen anderen notwendigen Wirkungen hervorbringt. Um dies noch deutlicher zu machen, nehme ich ein wenig Zucker – oder, um Zeit zu sparen, nehme ich etwas Syrup, der aus ungefähr ¾ Teilen Zucker und ¼ Teil Wasser besteht, und gieße etwas Schwefelsäure hinzu. Die Schwefelsäure nimmt aus dem Zucker das Wasser fort, mit dem sie sich kräftig verbindet, und zurück bleibt, wie Ihr seht, eine kohlschwarze Masse – wirkliche Kohle; Ihr seht, wie die Kohle sich abscheidet, und nach kurzer Zeit werden wir einen einzigen festen Kohlenklumpen in dem Gefäß haben, welcher allein aus dem Zucker stammt. Der Zucker gehört, wie Ihr wißt, zu den Nahrungsmitteln – und schwerlich hättet Ihr die Bildung von Kohle aus einem solchen erwartet. Meine Beweisführung wird indes noch vollständiger werden, wenn ich diese aus dem Zucker erhaltene Kohle verbrenne, d. h. chemisch ausgedrückt: wenn ich sie mit Sauerstoff – Oxygen – verbinde, wenn ich sie oxydiere. Hier habe ich einen Körper, der kräftiger oxydierend wirkt als die atmosphärische Luft[24], und die Oxydation der Kohle wird darin zwar dem Anschein nach anders vor sich gehen als beim Atmungsprozeß, im wesentlichen aber ist es ganz derselbe Vorgang, hier wie dort Verbrennung der Kohle durch Verbindung mit dem zugeführten Sauerstoff. Ich lasse jetzt die Einwirkung stattfinden, und Ihr seht nun sofort die Verbrennung erfolgen. Ich wiederhole es: ganz dasselbe, was in den Lungen durch den Sauerstoff der Luft geschieht, vollzieht sich hier in einem rascheren Prozesse[25].
Atmung und Verbrennung.
Es wird Euch in Erstaunen setzen, wenn ich Euch mitteile, welch’ hohe Gewichtsmengen Kohle bei dieser merkwürdigen Umwandlung in den Lungen verarbeitet werden. Schon wenn Ihr berücksichtigt, wie eine so kleine Kerze vier bis sieben Stunden brennt und so lange auch fortwährend Kohlensäure entwickelt, werdet Ihr eine Ahnung bekommen, daß die Menge der Kohle, welche täglich in Form von Kohlensäure in die Luft aufsteigt, sehr bedeutend sein muß. Welche Masse Kohlensäure mag wohl jeder von uns ausatmen! Welch ungeheurer Umsatz an diesem Brennstoff muß in der ganzen Natur, bei aller Verbrennung, aller Oxydation, aller Atmung stattfinden! Ein erwachsener Mann verwandelt in 24 Stunden etwa 240 Gramm, also nahezu ein halbes Pfund Kohle in Kohlensäure; eine Kuh verbraucht täglich ungefähr 2 Kilogramm Kohle, und ein Pferd 2¼ Kilogramm beim Atmen; also: das Pferd verbrennt in seinem Körper binnen 24 Stunden 2¼ Kilogramm Kohle, um während dieser Zeit seine natürliche Wärme zu unterhalten. Alle warmblütigen Tiere entwickeln so ihre Blutwärme einzig und allein durch Verbrennen der in den Nahrungsstoffen eingeführten Kohle[26]. Und welcher großartige Einblick ergibt sich daraus in die Vorgänge, welche sich in unserer Atmosphäre vollziehen! In London allein werden innerhalb 24 Stunden 548 Tonnen, also 5,000,000 Pfund Kohlensäure allein durch Atmung entwickelt. Und wo bleibt all diese Kohlensäure? Sie geht in die Luft. Verhielte sich die Kohle beim Verbrennen ebenso wie Blei oder Eisen – Ihr habt gesehen, daß diese Körper feste Oxydationsprodukte liefern – was würde da geschehen! Niemals könnte in gewöhnlicher Luft eine lebhafte Verbrennung vor sich gehen. Die Kohle aber wird durch die Oxydation zu einem Gas, das sich in die atmosphärische Luft erheben, sich mit ihr vermischen kann und nun von diesem gewaltigen Träger fortgeschafft wird.
Was aber wird nun aus der Kohlensäure? Wahrhaft wunderbar ist es zu sehen, daß dieses Atmungsprodukt, welches für uns so nachteilig zu sein schien, als wir seine Unbrauchbarkeit zu fernerem Atmen erkannten, – daß dieser gleiche Stoff wiederum zur Lebensquelle einer anderen Klasse von Geschöpfen wird; die Pflanzenwelt auf unserer Erdoberfläche saugt die Kohlensäure als Nahrungsstoff ein. Und auch unter der Oberfläche, in den großen Wassermassen der Meere und Seen findet derselbe Austausch statt; die Fische und anderen Seetiere atmen im Wasser in eben dieser Weise, wenn auch nicht in unmittelbarer Berührung mit der freien Luft.