Transactions ofthe royal Society, 1894, vol. CLXXXV

D'après ces analogies entre la germination du grain de pollen et celle des graines, on doit trouver dans l un et dans l'autre des ferments solubles. Van Tleghem en effet, avait constaté Tinterversion du sucre de canne par le pollen de différentes plantes, même en présence du chloroforme, et Strassburger avait indiqué que le pollen renfermait : une diaslase agissant sur Tamidon et une enzyme cytohydrolytique attaquant la cellulose. M. Green a recherché ces ferments solubles dans les grains de pollen de plusieurs plantes. ^

La méthode employée était celle qui lui avait servi au cours de ses recherches sur la graine du ricin * : au moment de la déhiscence des anthères on recueille le pollen et on le broie finement ; on peut mettre la poudre directement en contact avec de Tempois d'amidon ou avec une solution de sucre ; on peut aussi faire digérer le pollen pendant une vingtaine d'heures dans une solution de sel marin à 5 p. 100 (de préférence à la glycérine) et rechercher les enzymes dans cet extrait. Le développement des bactéries est empêché par la présence d'un peu de chloroforme ou d'essence de cannelle', ou par l'addition de 2 p. 1000 de cyanure de potassium.

En appliquant ces méthodes, de Tinvertase a été rencontrée dans le pollen de toutes les plantes examinées, sauf TA/nws et le Clivia, La diastase se trouve également dans presque toutes les fleurs ; elle parait semblable à celle que Brown et Morris ont nommée diastase de translocalion, car elle dissout les grains d'amidon sans les désagréger.

M. Green n'a pu déceler la présence d'une enzyme cylohydrolylique ni d'un ferment agissant sur les matières protéiques ^.

Les quantités de diastase et d mvertase contenues dans le pollen augmentent beaucoup lorsque les grains germent (on détermine ces quantités d'une façon relative au moyen de la méthode de Kjeldahl, en faisant agir les extraits sur des solutions d'amidon ou de saccharose et mesurant le pouvoir réducteur qu'acquièrent les liquides; les poids d'oxyde de cuivre réduits sont proportionnels aux quantités de diastase). En plaçant des grains de pollen sur des surfaces humides on les voit émettre le tube pollinique assez rapidement, souvent en quelques heures ; l'expérience ne peut être prolongée au delà d un ou deux jours par suite du développement de microorganismes; on arrête la germination par Tadditiou d'un antiseptique.

Dans un seul cas, celui du LHium pardalinumj on a constaté une diminution de la quantité de diastase au début de la germination, cette diminution est suivie d'une augmentation. On a trouvé aussi que dés grains de pollen de cette même plante qui avaient perdu leur faculté germinative renfermaient beaucoup moins de diastase que des grains encore bien vivants.

2. Comme ces enzymes sont quelquefois difficiles à extraire, d'après M. Green lui-même, il pourrait se faire que ces insuccès, rares pour Tinvertase et la diastase, constants pour les ferments qui agissent sur la cellulose ou sur les albuminoïdes, fussent dus à ce que ces corps sont souvent retenus énergiquement par les cellules, ou ne peuvent se diffuser par suite de la présence de tannin. (Voir Brown et Morris.)

Le poUen du Zamia Sklnneri présente celle parlicularilé qu'il ne conlîent pas d'amidon, on n'y Irouve pas de diaslase ; ce pollen n e germe pas dans Teau pure, mais si on le place dans des solulions de saccharose ou de glucose ou mieux de jus de pomme, le sucre est absorbé et il y a formation d amidon dans le grain, précédant rémission du tube pollinique; en même temps la diaslase apparaît. Elle semble préexister à Tétat de zymogène dans le grain de pollen non germé.

Sauf pour le Zamia les pollens de toutes les plantes examiuées^nfermenl de Tamidon et souYent de la dextrine ; du moins au microscope on peut voir des grains se teignant en rouge violet dans le chloral iodé ; le pollen renferme en outre fréquemment un ou plusieurs sucres, saccharose, glucose ou maltose.

Lorsque le tube pollinique fait son apparition, des granules d*amidon passent du grain de pollen dans le tube; la coloration avec Tiode, d'abord bleuâtre, devient de plus en plus rouge à mesure que la germination avance, ce qui indique la transformation de Tamidon en dextrine, pour servir probablement au début à la formation de cellulose coustiluant les parois du tube. Mais ce tube a des dimensions trop grandes pour que sa cellulose provienne uniquement de la faible quantité de matière de réserve contenue dans le grain de pollen ; il prend alors de la nourriture dans le style qui renferme, le loug du chemin que doit parcourir le tube, de l'amidon, souvent des sucres, mais pas de dextrine. Pour s'assimiler ces subtances, le tube pollinique excrète alors des enzymes, diaslase et invertase ; le style lui-même contient de la diaslase.

L'absorption de matière nutritive se fait généralement avec une telle activité qu'il y a formation temporaire d'une réserve d'amidon dans le tube ou dans le grain de pollen.

En résumé le processus de la germination du pollen semble devoir être le suivant. Le grain tombé sur le stigmate absorbe de l'eau, se gonfle, émet le tube pollinique, et absorbe toute substance nutritive qui se Irouve à sa disposition. Il y a digestion intracellulaire des réserves et la proportion de ferment soluble croît, quelquefois après une diminution passagère. Le tube s'enfonçaut dans le style se nourril alors des réserves que celui-ci renferme.

E. Demoussy.

CoBtribatloB ft la chimie et à la physiologie des feuilles. — L'amldoD, les sucres et ladlastase des feuilles, par MM.H.-T.Brown et G.-H. Morris >. -— Les auteurs ont repris les expériences de Sachs ^ sur la formation et la dissolution de l'amidon dans les feuilles. A la méthode employée par le physiologisle allemand pour la recherche de l'amidon en place (traitement par l'eau bouillante, l'alcool, puis l'eau iodée)^ ils préfèrent celle préconisée par A. Meyer et par Schimper; on décolore de suite les feuilles par l'alcool chaud, puis on les plonge dans une solution concentrée d'hydrate de chloral à laquelle on ajoute un peu d'iode. Cette méthode, moins rapide que celle de Sachs, est beaucoup plus sensible.

l. Jowm» ofchem, Soc, mai 1893.

2» Annales agronomiques, 1884, t. X, p. 314.

PHYSIOLOGIE VÉGliTALB 485

Pour étudier la formation et la migration de Tamidon, on a suivi les indications de Sachs. Le poids de matière assimilé est déterminé de la façon suivante : des feuilles saines sont détachées de la plante, chaque feuille est partagée en deux en ayant soin de ne pas entamer la nervure médiane; à Taide d*un calibre en verre on découpe des surfaces déterminées sur une des moitiés, les morceaux sont séchés et pesés. L*autre moitié est placée à la lumière, le pétiole dans Teau; dans ces conditions il y a assimilation et les produits formés s*accumulent dans les (issus. Pour mettre fin à l'expérience, on découpe sur cette moitié des surfaces comme précédemment, on sèche et on pèse ; on rapporte tous les nombres à un mètre carré de surface de feuilles, Texcès du second chiffre sur celui donné par la portion de feuille tuée au début de l'expérience donne le poids de substance élaborée, dans un temps donné. Par exemple pour de ï HelianthuSypaT un ciel couvert, l'assimilation s'est faite avec une vitesse moyenne de 0 gr. 985 par heure et par mètre carré.

Le même jour on avait fait une autre expérience dans laquelle la moitié vivante de la feuille était laissée adhérente à la plante, de façon que les produits de l'assimilation, au lieu de s'accumuler dans le tissu comme dans la première expérience, pussent passer d'une façon continue dans le pétiole et dans la tige. L'augmentation de poids a alors été seulement de 0 gr. 46 pour neuf heures d'exposition à la lumière, c'est-à-dire de 0 gr. 05 par heure; cette quantité est si faible par rapport à la précédente que l'on peut admettre que toute la matière élaborée a émigré.

Dans des conditions d'éclairement plus favorables (trop rares en Angleterre pour ce genre de recherches), par un ciel à peu près exempt de nuages, on a trouvé que l'assimilation dépassait la migration de 0 gr. 713 par heure et par mètre carré.

Ces résultats concordent avec ceux obtenus par Sachs. Mais il y avait lieu de voir si les nombres obtenus représentent les poids d'amidon formés ou émigrés. Il est exact que l'amidon est le premier produit visible de l'assimilation, mais ce n'est peut-être pas le seul; de plus, il est très probable,comme l'avait pressenti Sachs lui-même, qu'il y a des produits intermédiaires, une série de sucres, entre la matière première, l'acide carbonique décomposé et le produit visible, l'amidon; les grains de chlorophylle qui élaborent l'amidon (les chloroplastes) doivent fabriquer cette substance dans les conditions normales aux dépens des derniers termes de la série des sucres. Les hypothèses de Bœyer, et les synthèses de Fischer sont d'accord avec cette manière de voir, qui est de plus confirmée par les expériences de Bœhm, Meyer, Laurent et Bokorny sur la formation à l'obscurité d'amidon dans les feuilles aux dépens de divers principes sucrés ou de l'aldéhyde formique.

La méthode employée par M. Brown et Morris pour la détermination exacte de l'amidon est due à O'SuUivan. Les feuilles doivent être tuées aussitôt après avoir été cueillies; si la dessiccation est lente, il y a perte sensible d'amidon, ce que montrent des essais au chloral iodé. On peut les soumettre à l'action des vapeurs de chloroforme, ou les maintenir quelque temps dans de Talcool avant de les sécher vers 75 degrés. Les feuilles sèches et pulvérisées sont traitées par de l'éther dans un appareil à épuisement jusqu'à ce

que réther passe incolore. La matière ainsi traitée est séchée puis mise en digestion à 40 degrés, pondant vingt-quatre heures, dans de Talcool à 80 p. 100 ; cette opération est répétée une seconde fois et on termine par des lavages à Talcool chaud ; il est inutile de laver ensuite àTeau. Après dessication le résidu est additionné d'un peu d'eau chaude et mis au bain-marie quelque temps pour bien transformer tout Tamidon en empois ; on laisse refroidir jusque vers 50 degrés, on ajoute un peu de diastase et on laisse la sacchariûcation se faire pendant deux heures vers 50 ou 55 degrés. On porte à Tébullition, le liquide est filtré et amené à un volume déterminé ; on mesure alors le pouvoir rotatoire au polarimètre et le pouvoir réducteur au moyen de la liqueur de Fehling. Avec ces données il est facile de calculer les poids de maltose et de dexlrine produits par Thydrolyse et par suite la quantité d'amidon contenue dans les feuilles.

Voici un exemple qui donne une idée de l'exactitude de la méthode.

Des feuilles de Tropœolum majus (capucine) furent cueillies à la fin d'une belle journée et rapidement séchées vers 75 degrés ; deux lots de 10 grammes furent alors épuisés par Téther et l'alcool comme il a été indiqué. L'échantillon A a été traité par un peu de diastase préparée qui, pour l'échantillon B, a été remplacée par un extrait aqueux de malt; chaque liquide a été amené à occuper un volume de 144 centimètres cubes.

Expérience A. — Déviation au polarimètre pour un tube de 10«" : 1 div. 9. 100 centimètres cubes de liquide réduisent 0 gr. 532 d'oxyde de cuivre ; 0 gr. 532 de GuO correspondent à 0 gr. 395 de maltose.

Celte quantité de maltose produirait une déviation de 1 div. 54 de l'échelle du polarimètre ; par suite 1.9 — 1.54 ou 0 div. 36 sont dues à la dextrine et correspondent à 0 gr. 0G4 de dextrine.

10 grammes de feuilles ont donc donné:

0 gr. 395 X -Tjjjp ou 0 gr. 5688 de maltose, correspondant à 0 gr. 5486 d'amidon.

0 gr. 064 X -î^Jq- ou 0 gr. 0922 de dextrine, correspondant à 0 gr. 0022 d'amidon

et contiennent 0 gr. 6408 'd'amidon.

Dans VeospérUnee B, on a trouvé qu'il ne s'était pas formé de dextrine ; le poids de maltose provenant de l'amidon était de 0 gr. 6912, correspondant à 0 gr. 6545 d'amidon. On a donc trouvé dans un cas 6.408 d'amidon pour 100 de feuilles sèches, et dans l'autre 6,545.

Au moyen de ce procédé, MM. Brown et Morris ont déterminé la quantité d'amidon qui disparaît des feuilles à l'obscurité; les nombres suivants se rapportent à des feuilles de capucine :

AMIDON AXIDOIf

p. 100 par

de feuillet mètre carré sèches. de feuilles.

Feuillet fratchement cueillies 6.505 1.756

feuilles maintenues .63 heures à l'obscurité, l'extrémité dans l'eau 2.055 0.554

PHYSIOLOGIB VÉGÉTALE 487

IMIDON AMIDON

p. 100 par

de feuilles, mètre carré sèches. de feuilles.

Feuilles cueillies à la fin d'une assez belle journée. 3.693 0.997

B. { Les mêmes feuilles après 24 heures de séjour à

robscurité 2.980 0.804

Feuilles cueillies à la fin d'une très belle journée. . 5.425 1.464

Les mêmes feuilles après 24 heures de séjour à robscurité 0.906 0.244

Les auteurs ont trouvé que 1 mètre carré de feuilles de Tropœolum présentait une augmentation de poids de 7 gr. 2 pour une période d'insolation de 8 heures, l'assimilation dépassait donc la migration de 0 gr. 9 par heure et par mètre carré. En comparant ce résultat avec les nombres cités plus haut pour Taraidon, on voit que le poids de cette substance contenu à un mo« ment quelconque dans la feuille n'est qu'une faible fraction du poids de matière élaborée pendant une journée d'été.

Ce fait est peut-être encore plus évident pour des feuilles d'Helianthus annuus.

Le 23 août, par une assez belle journée, à cinq heures du matin, des surfaces déterminées furent découpées sur des moitiés de feuilles, les autres moitiés furent laissées adhérentes à la plante jusqu'à cinq heures du soir, on y découpa alors des surfaces comme sur les premières ; on détermina le poids de matière sèche et l'amidon.

rOIDS POIDS

de I mq. amidon d'amidou

de p. 100 par

feuilles sèches. mètre carré.

A 5 heures du matin 50.006 2.01 1.05

A 5 heures du soir 58.666 4.19 2.45

Augmentation pour 12 heures 8.560 2.18 1.40

Augmentation par heure 0.713 0.18 0.12

D'autre part, une expérience faite en même temps sur des feuilles coupées montrait que le poids de matière assimilé dépassait 42 grammes par mètre carré. On voit la différence énorme qui existe entre l'augmentation du poids de la feuille et l'accroissement de la quantité d'amidon. Si donc ridée de Sachs est juste, à savoir que tous les produits d'assimilation passent à un moment à l'état d'amidon, la formation et la dissolution de cette substance doivent se faire avec une très grande vitesse. Mais il n'est pas du tout démontré que l'amidon est un intermédiaire nécessaire entre les sucres d'assimilation et les sucres de migration; MM. Brown et Morris sont portés à croire que l'amidon n'est élaboré dans la cellule que lorsque la proportion de matières nutritives dépasse les besoins de la cellule, et que la plupart des produits de l'assimilation ne passent pas par l'état d'amidon.

La diastase dans les feuilles, -^ Brasse ^ a nettement montré la présence

d'une diastase dans les feuilles de difTérentes plantes. Ses résnllats ont été contestés par Wortmann qui nie que la diastase joue un rôle quelconque dans la dissolution de Tamidon des feuilles. Les expériences de M. Brown et Morris prouvent avec la plus grande netteté l'existence de la diastase dans les feuilles, mais malheureusement n'élucident pas encore le mécanisme de la dissolution de Famidon.

Ces auteurs ont constaté que Jes produits de transformation de Tamidon sous rinfluence de la diastase extraite des feuilles sont identiques à ceux que forment, dans les mêmes conditions, la diastase extraite du malt. Avec des feuilles de capucine et de pois, Tamidon a été transformé en dextrine et en maltose que Ton a pu isoler. La sacchurifîcation ne parait pas aller au delà du terme maltose; les propriétés d'une solution de ce sucre ne sont pas modifiées par un contact prolongé avec des feuilles de ft*op<ro/tim. Par contre, le sucre de canne est partiellement interverti.

Il est pratiquement impossible de déterminer la quantité de diastase qui se trouve dans un tissu animal ou végétal, mais Kjeldahl a montré que cette quantité était proportionnelle au pouvoir réducteur, vis-à-vis la liqueur de Fehling, que prend une solution d'amidon soumise à l'action de la diastase; on peut ainsi avoir des nombres comparables en opérant toujours dans des conditions identiques.

MM. Brown et Morris ont déterminé l'activité diastasique d'un grand nombre de feuilles d'espèces différentes, les chiffres qu'ils donnent représentent le nombre de grammes de maltose que iO grammes de feuilles supposées sèches peuvent produire en quarante-huit heures à 30 degrés dans une solution d'amidon soluble. Pour les pois on a 240.3, c'est la plante la plus active ; au bas de l'échelle on trouve VHydrocharis Morsus-ranœ avec 0.267. Les feuilles des légumineuses sont particulièrement riches en diastase; le lupin fait exception ; mais les auteurs ont remarqué que la présence de tannin empêche la difTusion des enzymes, de sorte qu'une feuille peut contenir une assez forte proportion de diastase, tout en n'exerçant qu'une faible action sur une solution d'amidon. C'est le cas du lupin et du hpublon.

Les Liliacées sont pauvres en diastase ; peut-être y a-t-il là une relation avec ce fait que les plantes de cette famille sont toutes très pauvres en amidon, quelques-unes même n'en contiennent jamais.

Les feuilles d'Hydrocharis élaborent de l'amidon avec une très grande activité et n'ont qu'un faible pouvoir diastasique; cela est probablement dû à la présence du tannin empêchant la diffusion de la diastase. Ce cas étant mis à part, les feuilles de toutes les plantes renferment beaucoup plus de diastase qu'il n'en faut pour transformer rapidement Tamidon qu'elles peu* vent contenir.

La proportion de diastase dans les feuilles varie beaucoup suivant le moment où la détermination est faite; elle augmente à l'obscurité. Des morceaux de feuilles de capucine ont été tués par le chloroforme et séchés; le pouvoir diastasique correspondait à 2.16 ; pour d'autres morceaux la dessiccation à l'air a été faite sans qu'il y ait eu traitement préalable par le chloroforme, on trouva 3.68, soit une augmentation de 70 p. 100 de la quantité de diastase; on voit qu'il est indispensable de tuer immédiatement les feuilles

PHYSIOLOGIE TÉGeTALB 489

par le chloroforme si Ton veut connaître la proportion de diastase existant un moment donné K Enfin, un troisième lot fut maintenu dix-huit heures à Tobscurité, les pétioles dans Teau, puis soumis à Taction des vapeurs du chloroforme et séché; Taclivité diastasique correspond à 4.73 en augmentation de 118.5 p. iOO.En même temps des essais au chloral iodé firent voir que le secoud échantillon contenait beaucoup moins d'amidon que le premier, et que le troisième n'en renfermait plus du tout.

Les résultats furent identiques avec des feuilles d'Hydrocharis.

Pourquoi y a-t-il accumulation de la diastase lorsque la feuille est maintenue à Tobscurilé?

On peut concevoir que le protoplasma des cellules, où Tamidon se montre d'une façon passagère, sécrète une certaine quantité de diastase, et que cette quantité soit constante quel que soit Téclairement. Tant que Taction chlorophyllienne est assez active pour maintenir un excès d'amidon dans les cellules, la diastase est employée aie dissoudre et ne peut s'accumuler. Dans l'obscurité, l'assimilation ne se faisant plus, l'amidon disparaît, et la diastase n'étant plus utilisée s'accumule dans les tissus. A cela on peut objecter que Taccroissement de la quantité d'enzyme est tout à fait hors de proportion avec les quantités d'amidon dissoutes*. De plus, il faudrait admettre qu'il y a constamment formation et dissolution de grains d'amidon dans une même cellule, ce qui est bien conforme aux vues de Sachs, mais qui n'a jamais été constaté jusqu'à présent.

MM. Brown et Morris préfèrent une autre explication. Dans leur travail sur la germination de l'orge ' ils ont montré que l'embryon ne sécrétait de la diastase que lorsqu'il était obligé de se nourrir aux dépens des matériaux de réserve de l'endosperme; la sécrétion s'arrête lorsque l'on donne à l'embryon des solutions de certains hydrates de carbone ; la diastase apparaît lorsque la nourriture soluble fait défaut; son intervention deviendrait alors utile pour solubiliser les hydrates de carbone insolubles. Il en est peut-être de même ici : tant qu'il y a assimilation, les cellules sont pourvues des produits élaborés par l'activité chlorophyllienne, si abondamment, que ne pouvant s'écouler assez rapidement dans les organes de la plante, ils s'y trouvent en excès et cet excès se transforme en partie en amidon. Pendant cette période le protoplasma n'élabore que peu ou pas de diastase. Lorsque la lumière fait défaut les cellules vivantes transforment rapidement ou laissent émigrer les produits directement assimilables, tels que la saccharose, puis commencent à utiliser l'amidon de réserve; c'est à ce moment que la diastase est nécessaire, elle est sécrétée par le protoplasma qui manque d'aliments. Â l'appui de cette manière de voir, on peut citer ce fait, que des feuilles ayant flotté dix-huit heures à l'obscurité sur une solution de