Wetenschap Omgeving en doelmatigheid f -'-.-, , ' .";> Waarom het aardoppervlak een ideaal milieu vormt voor de ontwikkeling van levende wezens Dr. J. Oudenbosch til 1 "ï, IEDER levend wezen telt talrijke kenmerken, die stuk voor stuk een bewijs zijn van de groote mate van aanpassing aan de omgeving. De biologen hebben op het voetspoor van Darwin gedurende de vorige eeuw voornamelijk de morphologische zijde van dit probleem nagegaan; hoe de gedaante van visch.en vogel het dier bij de voortbeweging in het water, resp. in de lucht den minsten weerstand geeft, hoe de bouw en de onderlinge samenhang der ge wrichten de menschelijke hand tot een ideaal tast en grijpinstrument maken; hoe door de samenwer king van alle lichtbrekende media van het oog een geproportioneerd beeld van de omgeving op het netvlies ontstaat kortom, hoe de vorm aangepast is aan de functie. De ontwikkeling van de scheikunde in het alge meen, de scheikunde van het levende: de biochemie, in het bijzonder heeft het mogelijk gemaakt, ook op ander terrein, dan dat van den vorm, talrijke voor beelden voor het bestaan eener aanpassing te geven. Zoo bezitten vrijwel alle dieren het vermogen, vitamine C zelf te maken behalve het Guineesche biggetje, dat in zijn tropisch voedsel zooveel vita mine C aantreft, dat zijn organisme de eigen pro ductie kan ontberen en derhalve verloren heeft. Zoo beschermt de eischaal het jonge vogeltje tegen uitdroging maar verhindert tevens de uitschei ding van giftige stofwisselingsproducten als ammo niak of ureum, die daarom vervangen worden door urinezuur, dat ook giftig is, maar slecht oplosbaar, zoodat het in een bepaald deel van het embryo kan worden afgezet, zonder schade te veroorzaken. Het laatste is slechts n van vele voorbeelden, die wij zouden kunnen vermelden: schijnt het niet, of Moeder Natuur al haar kennis en kunde moet ge bruiken om door middel van ingenieuze aanpassin gen het leven harer schepselen te beschermen tegen de wisselvalligheid en de gevaren van het vijandig milieu, waarin zij moeten leven? Ja had mis schien een andere omgeving, een andere wereld, geen betere kansen op hoogere ontwikkeling kun nen bieden? PRECIES vijf-en-twintig jaar geleden verscheen in Amerika een boek, getiteld The Fitness of the Environment: De doelmatigheid van de Omge ving, met als ondertitel: Een onderzoek naar de biologische beteekenis van de eigenschappen der stof. Schrijver was Lawrence J. Henderson, assistent professor in de physiologische chemie aan de be kende Harvard-Universiteit, iemand, die zich door zijn fraai onderzoek van de chemische evenwichten in bloed en weefsels reeds naam had verworven en een nog grooteren zou verwerven. Behalve de uitgave in het Engelsch beleefde het boek nog een Duitsche vertaling en het zal ook in ons land wel in de meeste Universiteitsbibliotheken aanwezig zijn om jaar-in, jaar-uit, onuitgeleend, zijn plaatsjeop-de-plank te behouden: de speciale litteratuur de schier ontelbare artikelen in honderden periodie ken gepubliceerd is zoo uitgebreid, dat de hedendaagsche bioloog veelal geen tijd vindt, om boven dien een meer algemeen werk ter hand te nemen ook al is het misschien het belangrijkste wat de laatste halve eeuw op physiologisch gebied is ver schenen. Gepubliceerd in een tijd, waarin de onder zoekers alleen oog schenen te nebben voor de aan passing van het organisme aan zijn milieu, vraagt Henderson de aandacht van de wetenschappelijke wereld voor het omgekeerde: de aanpassing van de omgeving-zélf. Hij stelde zich er niet mee tevreden om als bewijs" van deze bewering een aantal voor beelden aan te halen, maar getroostte zich de moeite, om, naast zijn ander werk, in een vijftiental jaren alle gebieden der natuurwetenschappen te bestudeeren en zoo objectief mogelijk, materiaal te ver zamelen, dat zijn hypothese tot stelling kon maken: dat de eigenschappen van stof en energie het bestaan van levende d.w.z. relatief gecompliceerde, zich zelf reguleerende en een stofwisseling bezittende mechanismen begunstigen. TER verduidelijking enkele voorbeelden. Water heeft de merkwaardige eigenschap, bij bevrie zing uit te zetten, zoodat het soortelijk gewicht daalt, ijs op water blijft drijven en later, direct aan de werking der zonnestralen blootgesteld, weer kan smelten. Zou ijs zwaar der zijn dan water, dan zou al het in den winter ge vormde ijs naar den bodem der Oceanen zakken, zoo doende onttrokken worden aan den invloed van de zon en het gevolg zou zijn, dat er van jaar op jaar meer ijs zou komen. Water heeft bovendien een hooge soortelijke warmte slechts overtroffen door water stof en ammoniak d.w.z. dat er relatief veel warmte noodig is om het op een be paalde temperatuur te brengen, maar tevens, dat het deze opgenomen warmte moeilijk afstaat. Het gevolg is een ge lijkmatige temperatuur der oceanen, een gering tempera tuurverschil tusschen dag en nacht, zomer en winter, en het ontstaan van oceaanstroomingen met de belangrijke windformatie en waterver breiding door regenval. Tevens is het voor het dierlijk orga nisme, dat voor ongeveer zeventig procent uit water bestaat, gemakkelijker, de lichaamstemperatuur constant te houden. De smeltwarmte van ijs is op ammoniak na het hoogst: er zou dus a priori ontzaglijk veel warmte onttrokken moeten worden, om al het water in ijs te veranderen. Zoolang dat niet het geval is, wordt er een grens gesteld aan een tem peratuurdaling van de aarde: immers, indien een deel van het aanwezige water bevroren is, dient verdere koude slechts, om de hoeveelheid ijs te vergrooten. Omgekeerd kan de temperatuur bij aanwezigheid van het vele water ook niet te veel stijgen, aange zien de verdampingswarmte van water zeer groot is het overtreft daarin alle bekende stoffen en de combinatie van water met waterdamp een ideale thermostaat vormt. Indien wij tenslotte nog vermelden, dat water chemisch zeer bestendig is; dat het van alle vloeistoffen het best warmte geleidt; dat het een groot oplossingsvermogen heeft voor vaste stoffen, gassen en andere vloeistoffen; dat het een hooge diëlectriciteitsconstante bezit en dus ge makkelijk opgeloste stoffen in ionen kan splitsen, benevens een hooge oppervlakte-spanning, waarvan het belang in de plantenphysiologie en bij adsorptieverschijnselen naar voren springt dan probeere, om Henderson's woorden te gebruiken, de twijfe laar maar eens, om een andere stof te vinden, die water ook maar eenigszins benaderen kan in n van de ontelbare physiologische functies, die het automatisch of als gevolg van aanpassingen uit oefent ! AAN begin en einde van den grooten biologischen cyclus op aarde staan water en koolzuur: zij zijn beide noodig voor den opbouw van de gecom pliceerde verbindingen in het organisme en ontstaan weer bij de afbraak. Waar men het eerste vindt, treft men tevens het laatste aan, aangezien koolzuur zeer goed in water oplosbaar is; in tegenstelling tot zuurstof, waterstof en stikstof vrij in water kan binnendringen, maar, omdat het tevens gemakke lijk kan ontwijken, nooit geheel uit de atmosfeer verdwijnt. De mensen vormt per dag 2?3 kilogram water, 750?900 gram koolzuur en slechts ong. 100 gram andere stoffen. Was het koolzuur geen gas, dan zou de uitscheiding schier onmogelijk zijn; was het niet vrij oplosbaar, dan zou een groot aantal van de meest voorkomende physiologische proces sen illusoir zijn aldus Henderson. Zeer belang rijk is voorts het feit, dat de zuurgraad van het milieu en van de levende materie-zelf, constant ge houden wordt door de samenwerking tusschen het opgelost koolzuur en diens zouten. Misschien is er, op de beweging der hemellichamen na, geen ander De giraffe, het symbool van aanpassing aan de omgeving voorbeeld te geven van zulk een nauwkeurigheid in de reguleering van het milieu ! HET is onmogelijk in het bestek van dit artikel aan alle onderdeden van Henderson's meester lijke studie evenveel recht te doen wedervaren: wij vermelden dus alleen, hoe hij duidelijk maakt, dat leven alleen kan bestaan aan de oppervlakte van een vast lichaam, dat op een geschikten afstand van de zon staat, afmetingen heeft welke het in staat stellen, een atmosfeer te behouden en in het bezit is van een bepaalde hoeveelheid water en vaste stof, kortom op de aarde. Hij gaat na, hoe door de eigenschappen van koolstof, waterstof en zuurstof uit deze, voor protoplasma de belangrijkste elemen ten een verbazingwekkend aantal chemische ver bindingen (suikers, vetten, etc.) gevormd kunnen worden, die relatief instabiel zijn, langzaam afge broken kunnen worden en aldus geleidelijk energie afstaan. Bovendien bezitten koolstof en waterstof de grootste verbrandingswarmte en zijn zij dus, meer dan eenig ander element, geschikt, om te dienen als energiebron voor de levende cel. Terecht kan Henderson dan ook aan het slot van zijn boek neerschrijven, dat de natuurlijke eigen schappen van de omgeving, door talrijke onaf hankelijke en vereenigde werkingen, complexiteit, reguleering en stofwisseling, de drie fundamenteele karakteristica van het leven moeten bevorderen, m.a.w. dat de wereld even geschikt is voor levende wezens, als levende wezens voor de wereld! De laatste decennia hebben niet aan deze stelling kunnen tor nen integendeel. Wat Henderson dus aangetoond heeft, is, dat er in de doode wereld evenveel doelmatigheid bestaat als in de levende. Derhalve kan men de boven op gesomde eigenschappen van water, koolzuur, etc. beschouwen als een noodzakelijke voorwaarde voor het ontstaan van levende materie. Hoe dit ontstaan geschiedde, millioenen jaren geleden, is nog een raadsel en of wij het ooit zullen kunnen reproduceeren ? Lord Keivin, beroemd natuurkundige, vroeg eens aan den grooten chemicus Liebig, of hij geloofde, dat een blad of een bloem gevormd kon worden of kon groeien door chemische krachten. Liebig ant woordde, dat misschien eerder een leerboek over scheikunde of plantkunde uit doode materie zou ontstaan ! Ook deze Steen der Wijzen is nog niet gevonden. PAG. 15 DE GROENE No. 3219