У таких животных, как, например, земляные черви или те же актинии и кораллы, сколько бы мы ни искали, мы не найдем каких-либо органов, которые хоть отдаленно напоминали бы легкие или жабры, а ведь все они дышат, иначе они не могли бы жить. Мы не могли бы наблюдать у них и то периодическое (попеременное) поднятие груди, о котором мы говорили выше, по весьма простой причине: у них даже нет той части тела, которая соответствует нашей груди.
Таким образом, если бы мы признали, что дыхание выражается только этими видимыми, чисто внешними движениями, то пришлось бы признать, что даже такие несомненные животные, как земляные черви, неспособны дышать. Но это, конечно, совсем не так.
Дыхание — одна из основных жизненных функций всякого живого существа. Вдыхание человеком воздуха в легкие — это один из способов усилить и облегчить соприкосновение нашей крови с окружающим нас повсюду атмосферным воздухом. Сущность же дыхания заключается в тех коренных изменениях, которые происходят с воздухом в нашем теле.
Дыхательные движения у человека и высоко организованных животных, то есть вдыхание и выдыхание воздуха, осуществляются действием специальных (дыхательных) мышц. При обычном спокойном дыхании человек при вдохе вбирает в свои легкие 0,5 литра воздуха и примерно столько же отдает при выдохе.
Но давно уже известно, что воздух выходит из наших легких совсем не таким, каким мы его вдыхаем. Известно, что в комнате, где дышало много людей, становится трудно дышать, а лампы и свечи гаснут. Следовательно, этот воздух потерял способность поддерживать дыхание и даже горение.
Воздух по своему составу неоднороден. Он состоит в основном из двух газов: на 4/5 (79,07 %) он состоит из недеятельного азота, который не годен для дыхания и не поддерживает горение, а на 1/5 (20,9 %) из кислорода, который необходим и для того и для другого. Кроме этих газов, в воздухе есть еще незначительные примеси других газов, из которых важное значение имеет 0,03 % углекислого газа, менее правильно называемый иногда углекислотой. Этот газ получается при горении угля и других углистых веществ и состоит из углерода и кислорода.
Когда мы вдыхаем в себя воздух, то при этом часть кислорода переходит в нашу кровь и разносится с нею по всему телу, а взамен мы выдыхаем воздух, в котором содержится 4,4 % углекислого газа, то есть почти в 150 раз больше нормального. Кроме того, мы выдыхаем много паров воды: это тот самый «пар», который пышет у нас изо рта в морозный день и оседает в виде инея на волосах, усах и бороде.
Наука нашла легкий способ обнаружить присутствие углекислого газа. Для этого пользуются «известковой водой», то есть прозрачным раствором гашеной извести, который получается, если мутнобелое «известковое молоко» процедить через фильтровальную бумагу. Как только пузырьки углекислого газа попадут в известковую воду, так сейчас же из прозрачного раствора выпадает белая муть, оседающая на дне сосуда в виде мела. Этим способом легко убедиться, что в выдыхаемом нами воздухе содержится много углекислого газа.
Внутренний смысл процесса дыхания заключается в том, что наш организм отнимает из воздуха некоторую часть содержащегося в нем кислорода, а взамен выделяет углекислый газ и пары воды, находясь, таким образом, в постоянном взаимодействии и взаимосвязи с окружающей его внешней средой.
Как мы уже говорили выше, все живые организмы дышат, но все они дышат по-разному. Мы встречаем целый ряд специальных приспособлений и органов, которые в своей совокупности обеспечивают снабжение живых организмов кислородом из атмосферного воздуха и соответственно обеспечивают удаление накопляющегося углекислого газа наружу — в атмосферу. И чем сложнее строение живого организма, тем более сложно осуществляется у него и процесс дыхания.
У совсем просто организованных животных, весь организм которых состоит всего-навсего из одной единственной клеточки (поэтому их и называют «одноклеточными», или «простейшими» организмами), дыхание совершается через их покровы, обладающие достаточной проницаемостью, чтобы обеспечить их потребность в кислороде.
У насекомых дыхание совершается уже через специальный дыхательный орган — трахеи, представляющие собою целую систему трубочек, которые открываются наружу своеобразными дыхальцами и своими разветвлениями пронизывают все тело.
Многие животные, обитающие в водной среде, дышат жабрами, которые по своему внешнему виду весьма различно устроены у разных животных, но значение их и принцип строения во всех случаях один и тот же. Жабры — это своеобразные выросты в виде лепестков, нитей и т. д., усеянные густой сетью кровеносных сосудов, они образуют в общей сложности громадную поверхность, в сопоставлении с общими размерами тела животного; выставленные наружу в воду, они непрерывно омываются свежей водой, богато насыщенной кислородом, растворенным в ней, и весьма бедной углекислотой.