И зоология обязана Гумбольдту существенными приращениями. Систематическая часть этой науки обогащена была в особенности тем, что он собрал значительное количество до него вовсе неизвестных или мало известных американских животных. Разработкой этого материала, изданного в свет в виде второго отдела его сочинения под заглавием: Recueil d’observations de zoologie et d’anatomie comparée, faites dans l’océan atlantique, dans l’intérieur du nouveau continent et dans la mer du Sud, pendant les annèes 1799-1804 [1833], занялись в особенности Кювье, Латрейль (отдел насекомых), Валансьен (рыбы и раковины); в нем, однако, помещены и несколько монографий Бонплана и Гумбольдта. Труды последнего касались преимущественно сравнительной анатомии, в особенности устройства гортани и подъязычной кости у птиц, обезьян и крокодилов. Он показал влияние изменений этих органов на изменение голоса этих животных и открыл оригинальное устройство их у крокодилов, позволяющее им хватать свою добычу под водой, разевая широко пасть без опасности захлебнуться и задушиться; но они не имеют возможности съесть схваченного под водой, для чего необходимо должны выйти на берег. Не останавливаясь на разборе трудов Гумбольдта по части систематической и сравнительной анатомии, мы упомянем только о касающихся физиологии и зоологической географии.

Между трудами его по физиологии особенного внимания заслуживают исследования, касающиеся животного электричества как продолжение упомянутых в первой статье и применения трудов его о составе воздуха к учению о животной экономии. Уже давно известно, что некоторые рыбы Средиземного и других морей, например глазчатый электрический скат (Raja torpedo) отличаются способностью наносить удары другим животным, представляющие замечательное сходство с ударами электрическими. Уже древние пользовались этими рыбами в тех недугах, в которых в настоящее время употребляются электромагнитные аппараты. До Гумбольдта обратил внимание на этих рыб в особенности Уолш (1772), исследовавший их в Ла-Рошели и на острове Ре. Уже он описывает, что если дотронуться до электрического ската, то он защищается ударом, совершенно схожим с ударом электрической машины. Точно также можно его уединить худыми проводниками; если цепь, составленная из нескольких человек (до 20), взявшись за руки, будет замкнута прикосновением к скату первого и последнего человека в цепи, то все общество почувствует сотрясение. В воде они не так сильны – вследствие того, что стихия эта хороший проводник электричества, но зато они действуют и в отдалении, чего в воздухе не случается. По мнению Уолша, удары эти совершенно произвольны: не после каждого прикосновения к нему скат реагирует ударом, а большей частью, когда его раздражают чем-нибудь, в особенности щипаньем плавательных перьев. С анатомическим устройством электрических рыб познакомил ученых впервые Гюнтер. Он нашел, что электрический орган электрического ската тянется под кожей вдоль его поверхности до переднего края головы; орган этот состоит, если смотреть на него сверху, из многоугольных или круглых подразделений, а если смотреть сбоку – из параллельных тонких пластинок, так что он представляется рядом столбиков, оси которых направляются от живота к спине; средним числом от 400 до 500 с каждой стороны, в больших экземплярах и больше. Пучки нервных волокон рассеяны по всему органу. У электрического угря (gymnotus electricus) орган находится в хвосте, очень длинном (он превосходит голову и туловище по крайней мере в 4 Ѕ раза), в двух местах: одна часть его больше другой. Значительным протяжением хвоста и объясняется отчасти более сильное действие ударов электрического угря (оно, по вычислению Гумбольдта, в 10 раз сильнее ударов электрического ската). Столбики органа угря расположены не вертикально, как у ската, а горизонтально.

Электрические угри встречаются чаще всего в небольших речках, стоячих водах и болотах, текущих посреди необозримых льянос (равнин), тянущихся между Ориноко и берегами Венесуэлы. Так как индейцы из опасения ударов никак не решались добыть Гумбольдту живых экземпляров этих угрей, то он решился сам присутствовать при этой охоте. Индейцы, вооруженные бамбуковыми жердями, с криком согнали диких лошадей в болото, наполненное угрями. Здесь началась борьба, передать которую может только талантливая кисть. Угри пустили в ход свои электрические батареи; лошади, изнемогая от ударов, топтали угрей; несколько лошадей, парализованных, пошло ко дну; другие, выбравшись на берег, истомленные, с испуганным взором, растянулись вдоль болота; иные, с распущенными гривами, искали спасения в бегстве. Но только первая атака угрей страшна. Батареи их, вскоре истощенные, прекратили свое ошеломляющее действие, хотя мускульные движения их все еще были очень живы. Лошади как будто преодолели первый страх и натиск и теперь дошла очередь до угрей, быстро удалявшихся с поля битвы. По уверению индейцев, весьма правдоподобному, если гонять лошадей два дня сряду в болото, ни одна из них не падет жертвой ударов угрей, истощенных в течение первых суток разряжениями своих разрушительных органов. Угрям необходимы для восстановления израсходованных электрических сил спокойствие, отдых и пища. Из этого наблюдения, равно как из опытов, сделанных в Италии над скатами, у которых были перерезаны нервы, ведущие к их электрическим органам, мы вправе заключить, что последние нельзя сравнить с обыкновенными электрическими аппаратами; они не действуют как неоживленный вольтов столб, постоянно возобновляющий израсходованное электричество из соседних водяных слоев.

Так как окончательная победа осталась за дикими лошадьми, то Гумбольдту нетрудно было посредством багров с навязанными на них сухими веревками наловить огромных электрических угрей, искавших спасения на берегу. Анатомические исследования Гумбольдта подтвердили найденное прежде Гюнтером; но он приписывает еще большее влияние на электрическое действие этих рыб кислороду воздуха, заключенному в огромном плавательном пузыре их. Это – прибавление к электрохимической теории его, о которой была речь выше при рассмотрении его учения о раздражительности.

Гумбольдт утверждает, что ощущение, вызываемое ударами электрического угря, совершенно отлично от ощущений, получаемых раздражениями электрической машины, лейденской банки или вольтова столба. Различие это можно замечать только при слабых ударах, так как при сильных теряется всякая возможность сравнения. Они ошеломляют человека страшной болью. Дотронувшись ногами до одного из этих угрей, после того как они были пойманы на берегу, он был почти парализован в течение целых суток животным, израсходовавшим почти весь запас своего электричества на борьбу с лошадьми. Из этого можно составить себе приблизительное понятие, каков должен быть удар угря неистощенного!

В то время, когда Уолш делал свои наблюдения над электрическими рыбами, гальванизм не был еще известен. Гумбольдт и Бонплан были первые ученые, занявшиеся этим предметом после открытия гальванизма. Так как сооружение вольтова столба последовало в 1799 г., т. е. в год отъезда Гумбольдта в Америку, то последний, не знавший ничего об этом, не мог, конечно, и сделать сравнений между электрическими органами рыб и вольтовым столбом. Впрочем, аппарат этот, несмотря на свое высокое научное значение, вначале более мешал изучению животного электричества, чем облегчал его. Во время спора между Вольтой и Гальвани, из которых первый относил место проявления наблюдаемого явления в точку соприкосновения разнородных металлов, а второй – в организм самого животного, в это время было необыкновенно важно найти аппарат, который действовал бы без всякого посредства животных веществ. Вольтов столб и удовлетворял этому требованию в полной мере; при посредстве его можно было даже различать химические соединения. Внимание физиков сосредоточилось на этом приборе; наблюдения над животными были почти забыты, так что физики почти свыклись с мыслью, что упомянутые выше сокращения лягушек нечто иное, как действие соприкасающихся разнообразных металлов. Теория Вольта одержала верх. Гумбольдт, убедившийся еще до отъезда в Америку, в существовании совершенно независимого от металлического электричества, – электричества животного, издает свое исследование об электрических рыбах, желая подтвердить свои прежние положения. Это и удалось ему впоследствии вполне. Исследования его, сделанные им совместно с Гей-Люссаком в Неаполе над скатами [1819], убедили ученый мир в совершенной аналогии между электрическими органами электрического ската и вольтовым столбом; Фарадей доказал впоследствии ее и относительно электрического угря, что в начале казалось несколько сомнительным. Входить в подробности этих исследований, имеющих свою историю, мы, конечно, не имеем здесь возможности.

Гумбольдт воспользовался прекрасным случаем, представлявшимся ему во время плавания по реке Магдалене, исследовать различные условия дыхания крокодилов. Конечно, при этом не могло быть и речи о дыхании взрослых, так как они достигают длины 20 футов, а опыты были произведены над животными молодыми, дней 15-16 от рождения, длиною от 12 до 16 дюймов. Наловив их при помощи индейцев, отличающихся особенной ловкостью при этой небезопасной охоте, – они держат кусок дерева, за которое крокодилы в злости хватают зубами, и в эту минуту индейцы хватают их за затылок, – Гумбольдт поместил их под стеклянными колпаками, наполненными воздухом, а внизу водой. При этом он употребил особенный прибор в виде креста, сделанного из бамбуса, при посредстве которого крокодилы были так прикреплены, что не могли разбить хвостом колпака и принуждены были держать рыло свое поверх воды. В колпаках находилось 138 кубических сантиметров воздуха. Сначала они дышали, выставленные на солнце, совершенно спокойно, но после истечения часа или часа и 10 минут, начались первые признаки беспокойства. Они старались всеми возможными средствами погрузить головы под воду, как будто старались этим уклониться от вредного действия воздуха, в котором они находились. Дыхание становилось медленнее, они наклоняли голову и затем наступали сильные судороги, во время которых один крокодил разбил даже колпак. Два остальные были вынуты из-под них через 1 час 43 м. от начала опыта. На свежем воздухе они начали сильно вдыхать, глотая его широко разинутой пастью, и скоро оправились. Воздух в обоих колпаках увеличился от 1,000 на 1,124 и 1,154 частей. Составные части его представили средним числом из 5 анализов, сделанных посредством окиси азота, в 1,000 частях: 95 и 82 углекислоты, 60 и 76 кислорода и 845 и 842 азота. Этими данными объясняется беспокойство крокодилов, которое начинается, когда окружающий их в колпаке воздух содержит от 8 до 9% кислорода. При 5 или 6% содержания его животное издыхает. Таким образом, уверение индейцев, что крокодилы могут оставаться под водой по целым дням, ложно. Они не имеют органов, при посредстве которых они могли бы дышать в воде. Впрочем, эти наблюдения касаются только того времени, когда животные эти исполнены жизненных сил. Мы вправе предполагать, что явления изменяются совершенно, когда крокодилы в течение сухих месяцев тропического пояса и холодных умеренного, лежат оцепенелые, зарывшись в глину или ил. Уже Коррадори заметил, что лягушки погибают летом, если их держать минут 40 под водой, хотя они и проводят всю зиму на дне болот.

Количество поглощенного крокодилом воздуха, сравнительно, весьма незначительно. Животное в 3 дециметра длиной поглотило его в течение 1 часа 43 минут не более 20 кубических сантиметров. Это находится в связи с небольшим количеством крови этих животных, в чем Гумбольдт и Бонплан убедились при вскрытии большого экземпляра, а также тем обстоятельством, что молодой крокодил величиной в 6 раз больше лягушки имеет сердце такой же величины, как эта последняя.

Несмотря на то, что Гумбольдт сделал свой анализ выдыхаемого крокодилами воздуха при посредстве не совсем точного метода (с помощью окиси азота, между тем как мы видели выше, он не дает таких точных результатов, как эвдиометр Вольты и фосфор), мы не вправе упрекнуть его в этом. Он пользовался посреди пустынь тропических теми вспомогательными средствами, которыми мог располагать, не забывая ни одной отрасли науки. Конечно, в физиологической лаборатории эти опыты могли быть сделаны тщательнее и вернее, но они до настоящего времени еще не повторены и составляют единственный источник наших сведений по этому предмету.

Из числа животных, в организме которых анатомические исследования показали присутствие кровеносных сосудов, только млекопитающие и птицы дышат от рождения до смерти воздухом.

Между другими классами животных мы встречаем таких, которые всю жизнь, или часть ее, принуждены дышать в воде. Очень незначительно число таких, которые (напр. двуногая сирена и протей) пользуются в течение целой жизни своей возможностью при посредстве особенного устройства органов дыхания дышать на суше и в воде. Число этих амфибий, в настоящем смысле слова, весьма невелико.

С тех пор как Бойль и Мэран (в XVII в.) нашли, что вода может поглощать воздух, последний принимали за главный фактор при дыхании рыб. Против этого положения никто не вооружался. Но с открытием химического состава воды, состоящей из водорода и кислорода, – возникает вопрос: действительно ли необходим для процесса дыхания рыб воздух, поглощаемый водой только в незначительном количестве? Не естественнее ли считать, что одна из химических составных частей воды, т. е. кислород, находящийся в ней в количестве 89%, удовлетворяет процессу дыхания рыб? Но куда девается другая составная часть воды, водород? И на это был готов ответ: на образование жирных веществ этих животных. Кроме того высказано было мнение, что плавательный пузырь играет ту же роль, как легкие в других животных. Правда, уже тогда Пристли и Спалланцани вооружались против этого разложения воды, так как последний уже заметил, что рыбы, подобно другим животным, дышащим воздухом, принимают из воздуха кислород и выдыхают углекислоту и что они погибают в воде, из которой устранен воздух. Естественно, что явление это было бы немыслимо, если бы вода выделяла из своих составных частей необходимый для дыхания рыб кислород.

Так как эвдиометрический метод Спалланцани не удовлетворял всем требованиям науки, то Гумбольдт и Провансаль взялись проверить его опыты и тем дополнить работы Гумбольдта о составе воздуха. Они нашли посредством кипячения воды, что вода принимает в себя 0,0275 частей (по объему) воздуха, если последний проходит через нее постоянной струей. Вода вскипяченная и дистиллированная, оставленная в закрытом пространстве, поглощает воздух гораздо менее. Этот поглощенный водой воздух отличается особенностью: в нем не 21% кислорода, как в воздухе атмосферическом, а до 31%. Точно так же и углекислота представляет иное отношение; процент ее достигает 6-11%. В химически тщательно исследованную воду под колпаком он впускал крепких здоровых линов, оставляя их там от 5 до 17 часов. Анализируя после этого воздух колпака, Гумбольдт и Провансаль находили, что количество его от дыхания рыб уменьшилось и притом уменьшилось содержание кислорода и азота; содержание же углекислоты увеличилось. Это уменьшение и увеличение газов было, однако, в разных опытах не совсем постоянно. Опыты эти убедили еще, что потребность рыб в кислороде незначительна, хотя неоднообразна для разных пород рыб; так, напр., карпы после 20-минутного пребывания в дистиллированной воде, не смешанной с воздухом, издыхали. Дальнейшие опыты показали также, что рыбы прежде всего потребляют кислород воздуха, растворенного в воде, которая в свою очередь поглощает этот газ из находящегося над нею воздуха. Но так как последний процесс совершается со скоростью, неравномерной первому, то рыбы всплывают на поверхность воды, где и поглощают воздух в его эластическом виде. Животные, снабженные жабрами, пользуются преимуществом дышать в воде и в воздухе. Если же мы замечаем, что они на воздухе скоро погибают, то это зависит от того, что в этой среде жабры высыхают и кровообращение в них прекращается.

Если же поддерживать их во влажном состоянии (напр. обкладывая их сырым мхом), то рыбы могу жить и в воздухе так же, как и в воде. От присутствия значительного количества водорода или углекислоты в воде рыбы издыхали.

По общераспространенному мнению, роль плавательного пузыря рыб состоит в том, что при его посредстве животные эти могут по произволу опускаться и подниматься на желаемую глубину. Если они при помощи мышц своих сжимают пузырь, то понятно, так как удельный вес их делается от этого тяжелее, что они идут ко дну. Когда пузырь раздается – происходит противное. Впрочем, Гумбольдт заметил, что некоторые лини, у которых он вырезал плавательный пузырь, плавали и без него на разных глубинах, хотя большинство таких рыб находилось всегда на дне сосудов.

Эти опыты Гумбольдта над дыханием двух высших классов животных с холодной кровью были впоследствии дополнены Гей-Люссаком над птицами и млекопитающими.