Elemente der Naturwissenschaften

Elemente der Naturwissenschaften.

Von Emil Th–en.

In unserer Zeit des Fortschritts, wo Wissenschaften und Künste einen so hohen Grad von Ausbildung erreicht haben, sind es von erstern besonders die Naturwissenschaften, die sich, neben einer Staunen erregenden Erkenntniß unter den Eingeweihten, einer sehr großen Verbreitung unter den Laien erfreuen.

Die meisten Jünger, auch im Volke, zählen zu denselben die Chemie und Botanik, wohl auch die Mineralogie, und wie es den Anschein hat, ist eine Zeit nicht zu fern, in welcher eine gewisse Kenntniß dieser Wissenschaften, der Chemie zumal, eben so zum guten Tone gehören wird, wie jetzt eine solche der Classiker, sowie eine Fertigkeit in Musik.

Bei der populären wissenschaftlichen Bildung macht sich aber besonders ein Uebelstand bemerkbar, welcher der weiteren Ausbildung oft hemmend in den Weg tritt, ich meine den, daß sie bei den Meisten einer einigermaßen soliden Grundlage entbehrt. Will man jedoch irgend eine Wissenschaft treiben und zwar mit einigem Erfolg, so muß man zunächst einen festen Grund legen; es ist unbedingt das Erste, daß man sich vollkommen darüber klar wird, was die betreffende Wissenschaft eigentlich bezwecke, worüber sie von vorn herein handelt, daß man sie überhaupt zuerst in ihren Elementen zu erlernen sich bestrebt. Unterläßt man dies, so ist ein festes Wissen nie möglich, es fehlt der Grund, und ohne diesen ist ein festes Fortbauen nicht denkbar.

Die vorliegende Zeitschrift hat ihren geehrten Lesern schon eine sehr große, reichhaltige Auswahl von Aufsätzen aus allen Reichen der Naturwissenschaften gebracht, aber sicher fehlt noch vielen der Leser die erwähnte nöthige Grundlage, um sich vollkommen darüber verständigen, darin orientiren zu können. Es dürfte deshalb auch diese Arbeit geneigte Aufnahme finden, deren Zweck es sein soll, Aufklärung über genannten Punkt zu verschaffen.

Die Naturwissenschaften bilden, zu einem Ganzen zusammengefaßt, die Lehre von der Natur. Unter Natur versteht man, in wissenschaftlicher Beziehung, nicht den Gegensatz von Kunst, sondern alles mit den Sinnen Wahrnehmbare auf unserer Erde, die gesammte Körperwelt unseres Planeten. Die Lehre von der Natur nun, also von all diesen Körpern, zerfällt zunächst in zwei Haupttheile, nämlich in:

1. Naturkunde oder Naturlehre und
2. Naturbeschreibung oder Naturgeschichte.

Die Naturkunde lehrt uns, in welcher Weise die Naturkräfte auf die Naturkörper, und die Naturkörper unter sich auf einander einwirken; sie betrachtet die Veränderungen, die dadurch hervorgerufen werden, die natürlich der verschiedensten Art sein können, und wird wiederum in zwei Theile zerlegt, und zwar in 1. die Chemie und 2. die Physik.

Die Chemie lehrt diejenigen Einwirkungen der Naturkräfte und Naturkörper auf andere Körper erkennen, die zugleich eine Veränderung der Bestandtheile der letztern zu Folge haben, die also in so energischer Weise erfolgen, daß der Körper, auf den sie einwirken, zersetzt, zerlegt, in andere, von ihm verschiedene Stoffe umgewandelt wird.

Die Physik hingegen macht uns mit den Einwirkungen der Naturkräfte, also der Wärme, des Lichts, des Magnetismus, der Elektricität und des Galvanismus auf die Körper bekannt, bei denen nur eine Veränderung der äußern, sogenannten physikalischen Eigenschaften, nicht der Bestandtheile, der chemischen Eigenschaften, erfolgt. Chemische Einwirkungen sind hiernach bedeutend energischer und durchgreifender, als physische; erstere zersetzen, während letztere nur verändern, modificiren. – Ferner lehrt die Physik die allgemeinen Eigenschaften der Körper, wie die Eigenschaften der Ausdehnung, Undurchdringlichkeit, Theilbarkeit, Ausdehnbarkeit und Zusammendrückbarkeit, Porosität, Trägheit und Schwere, welche sämmtliche Naturkörper gemein haben.

Chemie und Physik, obwohl vollkommen verschieden, gehen doch sehr oft Hand in Hand, chemische und physikalische Processe kommen oft vereinigt vor, und besonders häufig dienen chemische Processe dazu, um physikalische Veränderungen hervorzubringen. – Es findet z. B. ein chemischer Proceß statt, wenn Holz verbrannt wird, denn es werden hier ganz andere Körper, als das Holz ist, gebildet, die wir im Rauche entweichen, im Ruße sich absetzen sehen; aber das Eisen, welches im Feuer schmilzt, das Wasser, welches darin kocht, bleiben Eisen und Wasser, sie verändern sich nur äußerlich, nur physikalisch, ersteres wird flüssig, letzteres dampfförmig.

Die Naturgeschichte oder Naturbeschreibung nun, der zweite Theil der Lehre von der Natur, beschreibt uns die einzelnen Naturkörper, wie sie sich uns zeigen, wie sie uns erscheinen, und zwar sowohl in ihrer äußeren Form, als auch in ihrer innern Beschaffenheit, so daß wir sie unterscheiden lernen. Sie theilt dieselben in lebende und leblose, und lehrt die Lebens-, Ernährungs- und Fortpflanzungsweise der erstern, sowie die Bildungsweise der letztern.

Dieselbe zerfällt in drei Theile, da sämmtliche zu betrachtende Naturkörper dreierlei Art sind, und zwar in 1. Zoologie, 2. Botanik und 3. Mineralogie.

Die Zoologie ist die Lehre von den Thieren, die Botanik die von den Pflanzen und die Mineralogie die von den Steinen, Mineralien. Während also die beiden ersten Theile die lebenden, organisirten Wesen betrachten, beschäftigt sich die letztere mit den leblosen, unorganischen Körpern.

Selbstverständlich ist das Material dieser einzelnen Wissenschaften ein sehr großes, weshalb man Thiere sowohl wie Pflanzen und Mineralien, je nach ihrer äußeren und inneren Aehnlichkeit, also nach ihren Verwandtschaftsgraden, in Classen, Familien, Ordnungen etc. theilt, und die dadurch entstehenden Systeme zu lehren, ist, neben der schon erwähnten Beschreibung der einzelnen Individuen, eine Aufgabe der Naturbeschreibung und jedes Theils derselben.

Nun finden sich aber noch Körper in der Natur, die im Grunde zu den schon betrachteten gehören, aber doch auch wieder verschieden von denselben sind, nämlich die Versteinerungen oder Petrefacten. – Es waren dies ursprünglich Thiere oder Pflanzen oder Theile von diesen, welche aber bei vorzeitlichen und vorweltlichen Erdumwälzungen mit Felsmassen umgeben wurden, und deren organisirte Masse mit der Zeit durch unorganische, unter Beibehaltung der äußeren Form des betreffenden Körpers, verdrängt worden ist, die versteinert sind. – Die Wissenschaft, welche sich mit diesen Versteinerungen beschäftigt, heißt Versteinerungslehre, Petrefactologie.

Nach Vorstehendem hat man also folgendes System der Naturwissenschaften:

I. Naturkunde oder Naturlehre.
     1. Chemie.
     2. Physik.
II. Naturbeschreibung oder Naturgeschichte.
     3. Zoologie.
     4. Botanik.
     5. Mineralogie.
     6. Petrefactologie.

Nachdem ich nun diese Erklärungen mit der systematischen Zusammenstellung vorausgeschickt habe, werde ich etwas näher auf jede der obengenannten Wissenschaften eingehen. Natürlich muß ich mich stets sehr elementar halten, um einem möglichst allgemeinen Verständniß keinen Abbruch zu thun.

Die Chemie. – Die Chemie betrachtet die Naturkörper in den Veränderungen ihrer Bestandtheile, und da erstere zweierlei Art sind, entweder lebend, organisirt, oder leblos, unorganisirt, so zerfällt sie in zwei Haupttheile, in 1. die organische und 2. die unorganische Chemie, so daß sich also erstere mit den thierischen und pflanzlichen, letztere mit den mineralischen Stoffen beschäftigt.

So viele Körper es nun auch in der Natur gibt, so werden sie doch alle von einer verhältnißmäßig ungemein kleinen Anzahl einfacher Stoffe, sogenanter Elemente gebildet. Unter Element, auch Grund- oder Urstoff genannt, versteht man einen Körper, der durch kein uns zu Gebote stehendes Mittel in mehrere andere zerlegt werden kann, der ein einziges, unzersetzbares Ganzes bildet. Solcher Elemente kennt man bis jetzt 63, doch will ich hier nur einige nennen, als: Sauerstoff, welcher einen Theil der Luft und des Wassers ausmacht; Wasserstoff, der im Wasser enthalten ist; Stickstoff, Kohlenstoff, Schwefel, Phosphor, Eisen, Blei, Quecksilber, Kupfer, Zinn, Zink, Silber, Gold etc. Die Grundstoffe vereinigen sich in der mannichfaltigsten Weise unter einander und bilden so die Masse verschiedenartiger Körper der Natur. Einige allgemein bekannte Stoffe sind z. B. in folgender Weise zusammengesetzt: das Wasser besteht aus Wasserstoff und Sauerstoff; die Kohlensäure, welche in reicher Menge in den Mineralwässern enthalten ist, aus Kohlenstoff und Sauerstoff; die Schwefelsäure (Vitriolöl) aus Schwefel und Sauerstoff; der gebrannte Kalk aus Calcium und Sauerstoff; das Leuchtgas aus Kohlenstoff und Wasserstoff; das Holz, der Zucker, die Stärke etc. aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff; das Fleisch aus Kohlen-, Wasser-, Sauer- und Stickstoff; das Eiweiß aus Kohlen-, Wasser-, Sauer-, Stickstoff und Schwefel, und so fort.

Zunächst scheidet man alle unorganischen Verbindungen, die durch Vereinigung von zwei Elementen entstanden sind, in drei Classen, und zwar in 1. Säuren, 2. Basen und 3. indifferente Stoffe. Eine derartige Verbindung ist eine Säure, wenn sie einen sauren Geschmack zeigt und verschiedene blaue Pflanzenfarben, besonders Lackmusblau, röthet; basisch oder eine Base ist sie, wenn sie laugenhaft, ätzend schmeckt und die durch Säure geröthete blaue Farbe wieder bläut; zeigt sie jedoch keine dieser Eigenschaften, ist sie geschmacklos, wie das Wasser, wirkt sie weder auf blaue, noch auf geröthete Farbe, so heißt sie indifferent.

Säuren und Basen besitzen eine mehr oder weniger große Verwandtschaft zu einander, suchen sich zu verbinden, und liefern dann ein Salz, wie die Soda, die Pottasche, das Glaubersalz, das Bittersalz etc. In der Soda haben wir als Säure die Kohlensäure, als Base das Natron; in der Pottasche ebenfalls Kohlensäure und Kali; im Glaubersalz Schwefelsäure und Natron; im Bittersalz Schwefelsäure und Bittererde (Magnesia).

Von den organischen Verbindungen gilt nicht ganz dasselbe. Diese werden zwar sämmtlich nur von den wenigen Elementen Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und in seltenen Fällen noch Schwefel oder Phosphor gebildet, aber sie sind complicirter zusammengesetzt, als die unorganischen Verbindungen, und obgleich es auch organische Säuren und Basen gibt, ist doch die größte Zahl derselben indifferenter Natur, und die Art und Weise, wie die Elemente darin verbunden sind, ist uns meist noch ganz unbekannt, denn es sind eben keine Salze, in denen wir eine Säure und eine Base nachweisen könnten.

Es wird Manchem unerklärlich scheinen, wie die wenigen Elemente die Masse der Naturkörper bilden können, aber leichter erklärlich wird es, wenn man weiß, in wie mannichfacher Weise, in wie verschiedenen Verhältnissen sich diese Elemente verbinden und wie sie so ganz abweichende Eigenschaften annehmen. Einige einfache Versuche mögen das eben Gesagte bekräftigen. Die Soda besteht, wie erwähnt, aus Kohlensäure und Natron, sie bildet ein festes Salz, löst sich aber leicht in Wasser auf. Nimmt man solche Sodalösung in ein Gläschen und gießt zu ihr etwas starken Essig, so bemerkt man ein Aufbrausen, es entweicht eine Gasart, und dies ist die Kohlensäure. Vorher in der Soda festgebunden, entweicht sie jetzt als Gas, hat also ihre Eigenschaft, gasförmig zu sein, in der Soda, also in Verbindung mit der Base Natron, ganz verloren, ist fest geworden. – Oder übergießt man in einem Fläschchen einige Messerspitzen gelöschten Kalks mit reinem Wasser, schüttelt es mehrmals durch und läßt es dann sich absetzen, so erhält man über dem Bodensatze eine klare Flüssigkeit, die Kalk gelöst enthält. Gießt man nun das Klare ab und bringt einige Tropfen Schwefelsäure hinzu, so entsteht eine weiße Trübung, denn der erst im Wasser lösliche Kalk ist mit der Schwefelsäure eine darin unlösliche Verbindung eingegangen.

Derartige Fälle zeigt die Chemie noch ungemein viele und beweist damit, wie oft ein Element und ein zusammengesetzter Stoff seine Eigenschaften ändert; man findet darin die Erklärung, wie es möglich ist, daß 63 Elemente die Menge der verschiedenen Stoffe der Erde bilden können.

Es ist nun die Sache der Chemie, die Elemente in allen ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften zu beschreiben. Sie gibt uns an, wie selbige aussehen, ob sie fest, flüssig oder gasförmig sind, welches specifische Gewicht sie besitzen, unter welchen Verhältnissen sie sich mit einander verbinden, welche Eigenschaften die entstehenden Verbindungen haben, sodaß man sie unter allen Umständen erkennen kann, und wodurch und in welcher Weise letztere wieder in ihre Bestandtheile oder andere, besonders auffallend charakterisirte Verbindungen zerlegt werden.

Die durch genannte Beobachtungen gesammelten Erfahrungen werden dann in der verschiedensten Weise angewendet. Dem Arzte und dem Apotheker müssen die Zusammensetzungen und chemischen Eigenschaften der Arzneimittel bekannt sein, um sie in geeigneter Weise zusammenstellen oder andre aus ihnen darstellen zu können. Der gerichtliche Chemiker muß bei Vergiftungen das Gift im Körper nachweisen; er muß untersuchen, ob Nahrungsmittel, die zum Verkauf kommen, echt oder verfälscht sind. Der Ackerbau-Chemiker bestimmt die Tragfähigkeit des Bodens und die Frucht, die am geeignetsten auf ihm zu erbauen sein wird; er prüft die Düngmittel, künstliche wie natürliche, auf ihren Gehalt an wirksamer Substanz. Der technische Chemiker muß in Färbereien als Colorist die Farben, in Soda-, Pottasche-, Bleiweiß-, Chlorkalk-Fabriken die betreffenden Präparate bereiten u. s. f.

Soviel jedoch die Chemie auch leistet, so birgt die Natur, besonders die organische, noch immer viele Geheimnisse für dieselbe, und sicher kann sie noch lange Jahre in der rüstigen Weise, wie sie es jetzt thut, fortschreiten, ohne zum Ziele zu gelangen. Wir sind z. B. noch keineswegs im Stande, organische Verbindungen künstlich darzustellen, denn die Kraft, unter deren Einfluß die Bildung derselben nur möglich zu sein scheint, die sogenannte Lebenskraft, ist uns noch gänzlich unbekannt und wird es vielleicht auch bleiben.

Die Physik. – Die Physik fragt zunächst: was ist ein Körper? und antwortet: alles das, was einen Raum einnimmt. Sie gibt dann die allgemeinen Eigenschaften der Körper an, die wir schon kennen lernten und die also allen gemein sind, natürlich diese oder jene dem einen in höherem oder minderem Grade, als dem andern. Da jeder Körper einen Raum einnimmt, so besitzt er eine gewisse Ausdehnung; wo ein Körper ist, kann ein andrer nicht sein, er ist undurchdringlich; man kann jeden Körper in kleinere Theile zerlegen, er ist theilbar; jeder Körper ist durch Wärme ausdehnbar, durch Kälte und Druck zusammendrückbar, also zusammengenommen elastisch; die Körper lassen zwischen ihre Theilchen Luft und Flüssigkeit mehr oder weniger eindringen, sie sind porös; Trägheit oder Beharrungsvermögen zeigt sich bei den Körpern dadurch, daß sie sich bestreben, in dem Zustande zu verbleiben, in welchem sie sich befinden (ein ruhender Körper ruht, ein sich bewegender bewegt sich fort, solange, bis äußere Kräfte ihn zwingen seinen Zustand zu ändern); endlich besitzen alle Körper ein Gewicht, eine bestimmte Schwere.

Nachdem die Physik hierauf die Gesetze über Gleichgewicht und Bewegung fester, flüssiger und gasförmiger Körper, über Wellenbewegung des Wassers, des Schalles etc. abgehandelt hat, wendet sie sich zur Betrachtung der Naturkräfte, also der Wärme, des Lichts, des Magnetismus, der Elektricität und des Galvanismus.

Vom Wesen all dieser Kräfte oder Materien kann man sich bis jetzt nur ungenügende Erklärungen geben, denn sie sind eben keine Körper, sie besitzen nicht die allgemeinen Eigenschaften derselben, und da sie in Folge dessen auch ohne jedes Gewicht sind, so heißen sie Gewichtslose, Imponderabilien.

Wärme. – Wir besitzen verschiedene Wärmequellen, doch ist es besonders die Sonne, von der wir sie in größter Menge erhalten. Ferner erzeugen wir uns durch den chemischen Proceß der Verbrennung große Wärmemengen, im thierischen Körper selbst entwickelt sich vermöge der Lebensthätigkeit Wärme, und außerdem entsteht solche in geringer Menge bei Reibung, bei chemischen Verbindungen und Zersetzungen.

Sie pflanzt sich strahlend fort, theilt sich den Luftschichten und den übrigen Körpern nach und nach mit, es gleichen sich abweichende Temperaturen aus. Bekannt ist es, daß verschiedene Körper die Wärme verschieden schnell aufnehmen und abgeben, verschieden gut oder schlecht leiten. Pelz z. B. leitet die Wärme schlechter, hält sie mehr an den Körper, als Tuch oder Leinwand, und deshalb kleiden wir uns im Winter mit ersterem, im Sommer mit letzteren.

Die Wärme wirkt sowohl physikalisch, also nur äußerlich verändernd, als auch chemisch, zersetzend. Ihre physikalischen Wirkungen sehen wir in der Ausdehnung der Körper und in der Veränderung der Zustände derselben, denn sie macht feste Körper flüssig und flüssige gasförmig, und wie wichtig diese Wirkung der Wärme in Bezug auf die Umwandlung des Wassers in Wasserdampf ist, zeigen uns die Dampfmaschinen in hohem Maße. Chemisch wirkt sie insbesondere bei jedem Verbrennungs- oder Verkohlungsproceß, sowie außerdem bei einer Menge chemischer Verbindungen und Zersetzungen, die nur unter dem Einfluß der Wärme vor sich gehen.

Licht. – Auch das Licht erhalten wir hauptsächlich von der Sonne, wie überhaupt Licht und Wärme sehr eng verbunden sind und meist vereinigt vorkommen. Man denkt sich das Leuchten der Sonne dadurch bedingt, daß selbige die Theilchen einer unwägbaren Lichtmaterie mit ungeheurer Geschwindigkeit nach allen Richtungen hin aussendet. – Licht entsteht bei jeder Verbrennung mit Flamme, jedoch unter der Bedingung, daß ein Stoff, meist fein zertheilter Kohlenstoff, in ihr glüht. Die Spiritusflamme leuchtet nicht, weil sich beim Verbrennen desselben kein Kohlenstoff abscheidet, der in der Flamme glühen könnte, wie dies bei der Leuchtgas-, Oel- und Talgflamme etc. der Fall ist. In geringer Menge entwickeln im Dunkeln noch verschiedene lebende Thiere (die Johanniswürmchen) und faulende organische Körper (faules Holz), sowie beim Reiben, Zerdrücken oder Zerschlagen mehrere Mineralien, Zucker und einige andre Stoffe Licht, doch ist man nicht im Stande, diese Erscheinungen genügend zu erklären.

Auf der Wirkung des Lichts, der physikalischen nämlich, beruhen zunächst die Begriffe über Durchsichtigkeit und Undurchsichtigkeit, sowie über die verschiedenen Farben. Ein Körper ist durchsichtig, wenn er alle auf ihn fallenden Lichtstrahlen frei durch seine Masse läßt, undurchsichtig, wenn er keinen Strahl hindurch läßt, sondern alle in sich aufnimmt, absorbirt, und halb durchsichtig oder durchscheinend, sobald er nur einen größern oder kleinern Theil derselben absorbirt, die übrigen aber durchläßt. – Der Sonnenstrahl erscheint uns weiß, ist aber aus den sieben Regenbogenfarben: roth, orange, gelb, grün, blau, indigo und violett zusammengesetzt. Ein Körper zeigt sich uns nun farbig, wenn er nur einen Theil der im auffallenden Lichte enthaltenen farbigen Strahlen durchläßt, die andern absorbirt. Roth ist ein Körper, wenn er nur die rothen, grün, wenn er nur die grünen, blau, wenn er nur die blauen Strahlen durchläßt etc. – Chemisch wirkt das Licht ebenfalls, denn unecht gefärbte Kleidungsstücke verschießen, sobald sie längere Zeit dem Sonnenlichte ausgesetzt sind, und eine Anzahl chemischer Verbindungen und Zersetzungen werden durch den Einfluß desselben bedingt. Wir sehen dies z. B. beim Photographiren, denn dieses besteht im Wesentlichen darin, daß ein chemisches Präparat, Jodsilber, welches auf Glas- oder Metallplatten in feinem Ueberzuge dargestellt ist, durch die Wirkung des Lichtes, welches der zu photographirende Gegenstand hineinwirft, zersetzt wird.

Magnetismus. – Der Magnetismus, dem wir die bekannte anziehende Kraft der Magnete verdanken, findet sich zuerst natürlich in einem Mineral, dem Magneteisenstein, und kann von diesem aus auf jedes Stück Eisen übertragen werden, wodurch dann künstliche Magnete entstehen. Auch die beiden Metalle Nickel und Kobalt lassen sich magnetisch machen, und vom Eisen nimmt das weiche den Magnetismus nur vorübergehend an, das gehärtete aber, der Stahl bleibend. Jeder Magnet hat die Eigenschaft, je nach seiner Größe und Stärke, Eisen in kleinerer oder größerer Menge anzuziehen und festzuhalten, und zwar findet man diese Kraft an seinen beiden Enden am stärksten, während sie nach der Mitte zu mehr und mehr abnimmt, bis man, ganz in der Mitte, einen Punkt erreicht, der keinen Magnetismus zeigt. Die beiden Enden eines Magneten nennt man seine Pole, und zwar das eine den Nordpol, das andere der Südpol. Diese Pole zeigen einen verschiedenen Magnetismus, denn während sich je zwei Nord- oder zwei Südpole nicht anziehen, sondern abstoßen, ziehen sich Nord- und Südpol zweier Magnete an und es gilt überhaupt der Satz: gleichnamige Pole stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an. – Stellt man eine Magnetnadel in ihrer Mitte auf eine feine Spitze, so bleibt sie, nach einigen Schwingungen, in einer gewissen Richtung stehen, und zwar zeigt das eine Ende, der Nordpol derselben, nach Norden, das andre, der Südpol, nach Süden, weil der Erdmagnetismus auf sie einwirkt. Hierauf beruht die Anwendung des Compasses, der nichts Anderes ist, als eine derartig über einer Zeichnung der Windrose aufgestellte Magnetnadel, sodaß nach der Stellung derselben die Seefahrer stets wissen, in welcher Richtung sie segeln.

Elektricität. – Reibt man eine Siegellack-, Harz- oder Glasstange mit Wolle, Seide oder Pelz, so hat sie dann die Eigenschaft, kleine Papierstückehen aus geringer Entfernung anzuziehen. Diese Kraft verdankt sie der erregten Elektricität, sie ist elektrisch geworden. Die Elektricität kann zwar in jedem Körper wahrgenommen werden , aber da sie leitungsfähig ist, da es auch schlechte und gute Elektricitätsleiter gibt, so gelingt es uns z. B. nicht, eine Metallstange, die wir in der Hand halten, elektrisch zu machen. Die entstehende Elektricität wird nämlich sofort durch unsern Körper abgeleitet, und nur dann können wir sie sammeln, wenn wir die Metallstange oder überhaupt jeden guten Elektricitätsleiter durch einen schlechten, z. B. durch einen Holz- oder Glasgriff, von unseren, Körper trennen. Es gibt zwei Arten von Elektricität, nämlich Harzelektricität, die durch Reiben von Harz mit Wolle oder Katzenfell, und Glaselektricität, die durch Reiben von Glas mit Wolle oder Seide entsteht. Erstere heißt auch negative, letztere positive. Jeder Körper enthält beide Arten von Elektricität, und dann ist er in seinem natürlichen Zustande, man bemerkt an ihm keinerlei elektrische Eigenschaften. Wird ihm jedoch durch Reiben irgend eine Art genommen, so bleibt ihm nur noch die andere, und diese zeigt sich durch ihre anziehenden Wirkungen. Es ist uns noch völlig unbekannt, was eigentlich das Agens ist, welches die elektrischen Wirkungen bedingt, obgleich diese, physikalisch wie chemisch, sehr ausgedehnt sind, denn besonders in letzterer Hinsicht sind sie es in dem Maße, daß man annahm, jede chemische Veränderung, Verbindung oder Zersetzung werde durch Elektricität hervorgerufen und bedingt.

Galvanismus. – Von der jetzt besprochenen, durch Reibung entstehenden, der Reibungselektricität, unterscheidet sich die Berührungselektricität, der Galvanismus. Diese von Galvani entdeckte und nach ihm benannte Kraft zeigt sich bei Berührung von verschiedenen Metallen, z. B. Zink und Kupfer. Es scheidet sich nämlich dabei, durch Einfluß einer unbekannten Ursache bedingt, im Zink positive, im Kupfer negative Elektricität ab, und werden mehrere derartige Metallplatten in geeigneter Weise zusammengestellt und verbunden, wie dies bei der Pelta’schen Säule und besonders bei den galvanischen Batterien der Fall ist, so kann man elektrische Ströme von großer Stärke erzeugen, die sowohl mehrere, sonst unmögliche chemische Zersetzungen bewerkstelligen, als auch sehr stark magnetisirend auf weiches Eisen einwirken. – Die Wirkungen dieser Kräfte zeigen sich in der Galvanoplastik und in besonders großartigem Maßstäbe in der elektrischen Telegraphie. Die Zoologie. – Unter allen organisirten Wesen stehen die Thiere obenan, und von ihnen ist wieder der Mensch das vollkommenste. Von diesem aus sinkt die Organisation mehr und mehr auf niedere Stufen herab, bis man auf eine Grenze kommt, wo Thier und Pflanze nicht mehr zu unterscheiden ist, wo man Individuen, die sogenannten Pflanzenthiere trifft, die zwar den Bau der Pflanzen haben, aber doch auch, allerdings nur sehr dürftiges, animalisches Leben zeigen. Die thierische organische Substanz besteht aus Schleimstoff, durch dessen Umwandlung die einzelnen Theile: Gefäße, Muskeln, Sehnen etc. gebildet werden, während die Knochen zum großen Theil unorganische Masse enthalten, die wir in der zum Düngen der Felder gebrauchten Knochenasche sehen. Im Allgemeinen unterscheiden sich die Thiere dadurch von den Pflanzen, daß sie organisirte Wesen sind, welche freiwillige Bewegung, eine Mundöffnung und ein besonderes Verdauungsorgan, einen Magen, haben.

Am Körper der Thiere und zwar der höher organisirten, bemerkt man zunächst Nerven, Knochen, Knorpel, Muskeln, Sehnen, Häute, Gefäße, sogenannte anatomische Elementarorgane, welche sich zu Organen (Herz, Magen, Adern) vereinigt haben. Mehrere solcher Organe nun, die in naher Beziehung zu einander stehen, die einem und demselben Zwecke dienen, bilden ein organisches System. – Die Gesammtheit der Knochen bewirkt die äußere und innere Bewegung, sie bilden daher das Bewegungssystem. Das Herz, die Blutgefäße (Adern), die Lungen, die Luftröhre dienen zur Athmung und Circulation des Blutes, sie machen das Gefäß- und Respirationssystem aus. Durch das Ineinanderwirken des Magens, Darmcanals, der Leber, der Galle und der Milz wird das Verdauungssystem gebildet und durch die Geschlechtsteile das Generations- oder Fortpflanzungssystem. Sämmtliche Organe werden durch das Nervensystem belebt und empfindsam gemacht, und dieses hat seinen Hauptsitz im Gehirn und Rückenmark, von wo aus zahlreiche Fäden nach allen Richtungen hin ausgeschickt werden. Ein Theil dieser Nervenfäden dient dazu, dem Willen nachzukommen und die Bewegungen der Muskeln hervorzubringen, während der andere Theil die Sinneswerkzeuge bildet und empfindlich macht. Das höhere Thier hat fünf Sinne: Gesicht, Gehör, Geruch, Geschmack und Gefühl.

Die genannten organischen Systeme, sowie das Nervensystem, zeigen in dieser Ausbildung nur die höchsten Thiere, nach und nach vereinfachen sie sich und dieses oder jenes fällt ganz weg. Nach allen möglichen Abstufungen finden wir dann Thiere ohne Knochengerüst; ohne irgend welche Ortsbewegungsorgane; mit darmartigen Säcken oder ästigen Luftcanälen anstatt der Lungen; Thiere, die nur aus einem einzigen häutigen Verdauungscanale bestehen, dessen Oeffnung mit Fangarmen besetzt ist; und solche, bei denen männliche und weibliche Geschlechtsorgane nicht auf zwei Individuen vertheilt sind, sondern auf einem sich befinden oder nur durch Eierstöcke repräsentirt sind; ferner Thiere, deren Nervensystem durch einige zerstreut liegende Nervenfäden gebildet wird, bis auch diese verschwinden.

Um die große Menge der Thiere übersehen zu können, werden sie nach ihren gegenseitigen Verwandtschaftsgraden in Classen, Familien, Ordnungen, Unterordnungen und Individuen eingetheilt, in Systeme geordnet. Solcher Systeme des Thierreichs gibt es mehrere, je nachdem dieser oder jener Eintheilungsgrund gewählt, diesem oder jenem Organe der Vorrang ertheilt worden ist. Das bekannteste System ist das von Linné, welches sämmtliche Thiere in folgende sechs Classen eintheilt: 1) Säugethiere, 2) Vögel, 3) Fische, 4) Amphibien, 5) Insecten und 6) Würmer.

Hierbei ist zunächst auf den Bau des Herzens und die Farbe und Temperatur des Blutes Rücksicht genommen.

Das Herz der Säugethiere und Vögel besteht aus zwei Herzkammern und zwei Vorkammern, und sie haben rothes warmes Blut, aber die Säugethiere bringen lebendige Junge zur Welt, während die Vögel Eier legen. Das Herz der Fische und Amphibien ist aus einer Herz- und einer Vorkammer gebildet, und sie besitzen rothes kaltes Blut, aber die Fische athmen durch Kiemen, die Amphibien durch Lungen. Endlich wird das Herz der Insecten und Würmer nur aus einer Kammer ohne Vorkammer gebildet, und sie haben weißliches kaltes Blut; während jedoch die Insecten Fühlhörner zeigen, bemerkt man bei den Würmern Fühlfäden. – Die Thiere jeder dieser sechs Hauptclassen theilte Linné wieder, meist nach äußern Merkmalen, in Ordnungen, so die Säugethiere nach dem Bau der Zähne, in sieben, die Vögel nach ihrem Aufenthaltsort, nach der Art ihrer Ernährung etc. in sechs, die Fische in zwei, Knorpel- und Grätenfische, die Amphibien ebenfalls in zwei, Reptilien (Frösche, Eidechsen, Schildkröten) und Schlangen, die Insecten nach Zahl und Bau der Flügel etc. in sieben und die Würmer in fünf Ordnungen: Eingeweide- und Weichwürmer, Muscheln (und Schnecken) Korallen und Pflanzenthiere, so daß er sämmtliche Thiere in 29 Ordnungen bringt.

Da Linné sein System zu einer Zeit schuf, wo die Kenntnisse über Anatomie noch sehr unvollkommen waren, so sah man später bald die Unzulänglichkeit desselben ein, und von den neueren, besonders auf anatomische Verhältnisse gegründeten Systemen ist hauptsächlich das von Cuvier zu bemerken. – Cuvier theilte zunächst sämmtliche Thiere in zwei Theile, in Wirbelthiere und wirbellose Thiere, wovon erstere mit einem Knochenskelett versehen sind, letztere nicht. Die Wirbelthiere bilden nach ihn, eine Hauptclasse für sich, während er die wirbellosen Thiere in drei andere Hauptclassen theilt, in Weichthiere, Gliederthiere und Räder- und Strahlenthiere. – Die Weichthiere zeigen eine äußerlich durchaus gleichförmige, weiche Körpermasse; die Gliederthiere hingegen haben einen Körper, der aus Gliedern oder gegliederten, beweglichen Stücken besteht, und bei den Räderthieren sind sämmtliche Organe rad- oder sternförmig oder strahlig um einen gemeinschaftlichen Mittelpunkt gelagert.

In die erste Classe, die der Wirbelthiere, gehören: Säugethiere, Vögel, Amphibien und Fische; in die zweite Classe, die der Weichthiere: Kopffüßler (Tintenfisch, Meerpolyp), Flossenfüßler (Glasmuschel), Bauchfüßler (Schnecken), Kiemenfüßler (Austern, Teichmuschel, Riesenmuschel), Kopflose (Todtenkopfmuschel) und Rankenfüßler (Entenmuschel, Seetulpe); in die dritte Classe, die der Gliederthiere: Ringelthiere (Blutegel, Regenwurm), Krustenthiere (Krebse), Arachniden (Spinnen, Scorpione) und Insecten, endlich in die vierte Classe, die der Räderthiere: Sternthiere (Seeigel, Seestern) Eingeweidewürmer (Saug-, Band- und Blasenwürmer), Quallen (Medusen, Ohrenqualle), Polypen (Korallen, Armpolyp, Schwämme) und Infusorien. – Das System von Cuvier bringt also alle Thiere in 19 Classen, und es zählt nun hiervon wieder jede ihre Ordnungen, Unterordnungen und Individuen.

Die Zahl sämmtlicher jetzt lebender Thiere belauft sich auf ungefähr 106,900 Arten, wovon auf Wirbelthiere 18,570, auf Gliederthiere 70,500, auf Weichthiere 11400 und auf Räderthiere 6430 kommen.

Die Botanik. – Die Pflanzen werden gebildet aus Zellen und Gefäßen, und bestehen daher hauptsächlich aus Zellstoff, Holzfaser oder Cellulose. – Obgleich sie im Aeußern ziemlich verschieden von einander sind, so zeigen doch die meisten derselben, in Bezug auf Bau und Verrichtungen der einzelnen Theile, große Aehnlichkeit. – Sie sind im Allgemeinen zusammengesetzt aus den vier Hauptorganen: Wurzel, Stengel, Blätter und Blüthen, zu denen öfter noch verschiedene Nebenorgane, als Drüsen, Haare, Dornen etc. treten. Von den ersten, den Hauptorganen, dienen Wurzel, Stengel und Blätter zur Ernährung der Pflanze, es sind die Ernährungsorgane, während die Blüthen die zur Fortpflanzung nöthigen, die Fortpflanzungsorgane, enthalten. – Die Wurzel saugt die Nahrung aus dem Boden und ist zu diesem Zwecke an ihren äußersten Spitzen mit kleinen, schwammartigen Bläschen versehen. Der Stengel, meist aus langgestreckten Gefäßen gebildet, sendet seitliche Aeste aus und dient zur Fortleitung und theilweisen Ablagerung des Nahrungsstoffes, wodurch die Pflanze selbst vergrößert wird. Die Blätter sind zur Aufnahme der Kohlensäure der Luft bestimmt, wovon der Kohlenstoff in der Pflanze zur Bildung ihrer Substanz verbraucht, der Sauerstoff aber der Atmosphäre durch Aushauchen wieder zurückgegeben wird. Sonach sind es die Pflanzen, welche die Luft für Menschen und Thiere reinigen, zum Leben brauchbar machen, denn bliebe die Kohlensäure, die sich fort und fort wieder von Neuem erzeugt, stets in der Luft, so würde diese in kurzer Zeit unathembar werden, und alles thierische Leben müßte untergehen. Die Blüthen bestehen aus vier Theilen und zwar 1) aus dem äußersten, meist grün gefärbten Blätterkreise, dem Kelche, 2) aus dem meist bunten, der Blumenkrone, 3) aus den Staubgefäßen, die mehr oder weniger lange, dünne Fäden mit gelben Köpfchen, Antheren, bilden, und 4) aus den Pistillen, welche aus unten bauchig erweiterten, nach oben enger werdenden und an den Spitzen mit grünen Narben versehenen Röhren bestehen. Der bauchige Theil eines Pistills heißt der Eierstock, weil er die Eier enthält, der obere engere der Griffel. – Bei einer geringen Anzahl von Pflanzen kommen Staubgefäße und Pistille nicht in einer Blüthe vor, sondern sie sind in mehreren, auf einer oder verschiedenen Pflanzen, getrennt. Von den vier Theilen der Blüthe sind nur die zwei innersten, Staubgefäße und Pistille, die Fortpflanzungsorgane und zwar sind die Staubgefäße die männlichen, die Pistille die weiblichen.^{[WS 1]}

Anmerkungen (Wikisource)

1. Eine Fortsetzung wurde angekündigt, ist aber nicht erschienen.