SUR LES

PfîEMIEUS PHENOMENES DE LA GERMINATION DES SPORES DES CRYPTOGAMES,

PAR

N. W. P. RAUWENHOFP.

Ayant entrepris sur la génération sexuée des Gleichéniacées un travail étendu , dont je compte pouvoir bientôt publier les résultats *), j’eus naturellement à étudier aussi la structure des spores avant et pendant la germination.

Certains faits particuliers, que je rencontrai dans cette étude, m’engagèrent à étendre mes investigations à d’autres plantes , et , à la suite de ces recherches, j’ai été conduit à penser que les opinions actuelles au sujet de la première formation des prothalles doivent être légèrement modifiées.

Les spores des différentes espèces de Fougères possèdent généralement une paroi composée de plusieurs couches , qui présentent des différences physiques et chimiques plus ou moins prononcées. La plupart des auteurs distinguent une moitié externe et une moitié interne, une exospore et une endospore (appelées aussi quelquefois exine et intine^ par analogie avec les grains de

*) J’en ai déjà donné, sur quelques points, un aperçu préliminaire dans les séances de l’Académie d’Amsterdam des 27 Janv. et 30 Juin 1877 (voir les Procès-verbaux de ces séances), ainsi qu’au Congrès botanique international tenu, en Avril 1877, à Amsterdam.

pollen) , dont la première est dans certains cas encore recouverte , en tout ou en partie et pendant plus ou moins longtemps, par une membrane particulière , Vépis^ore (ou la périspore de Tschistiakoff). Mais souvent aussi on désigne sous le nom à'épispore simplement la couche extérieure de l’exospore, lorsque cette couche se distingue plus ou moins nettement , au premier coup d’œil, de la couche sous-jacente.

L’exospore est parfois colorée , souvent en brun , et sa surface est ornée, dans différentes familles et différents genres de Fougères, de dessins très caractéristiques, formés de bandes, de bosses et de pointes saillantes, dessins qui ont une certaine importance dans les cultures, comme moyens de reconnaître les espèces.

En raison du mode de production des spores dans les cellules mères, qui, à la suite d’une quadripartition ou de bipartitions répétées, montrent les cellules filles tantôt placées aux angles d’un tétraèdre, tantôt situées dans un même plan, les spores développées présentent ordinairement la forme ou bien d’un segment sphérique uni à une pyramide triangulaire (dont les trois faces au sommet sont les plans de jonction avec les trois cellules sœurs nées de la même cellule mère), ou bien d’un petit haricot ou d’un corps réniforme. Dans le premier cas, les arêtes des faces en question deviennent autant de côtes, qui concourent en un même point (le sommet de la pyramide), point où s’ouvre normalement la paroi de la spore au moment de la germination. Dans le second cas, on ne voit qu’une seule côte, au côté intérieur de la spore , et c’est encore en cet endroit que la paroi offre le moins de résistance, lorsque commence la germination. A l’exemple de M. Kussow {Vergleich. Untersuch. p. 88), on donne maintenant d’ordinaire le nom de spores radiaires aux spores de la première espèce, et celui de spores bilatérales à celles de la seconde espèce.

Quand les spores commencent à germer, on les voit d’abord se gonfler plus ou moins (parfois très peu , si l’exospore est dure et épaisse) en absorbant de l’eau ; puis , après un espace de temps très variable pour les différentes espèces de* Fougères ,

la paroi se déchire au point de réunion des trois côtes de la spore radiaire, ou au milieu de la côte unique de la spore bilatérale.

Par l’ouverture, la masse interne sort sous la forme d’une papille, qui bientôt grossit comme une jeune cellule à contenu de protoplasme et de chlorophylle, et qui porte, soit d’emblée soit après un temps assez court , une seconde papille représentant un poil radical , ou rhizoïde. Ces deux cellules , la première cellule du prothalle et la première cellule radicale , croissent et changent chacune à sa manière , selon le mode décrit en détail par beaucoup d’auteurs pour différents groupes de Fougères.

L’opinion courante au sujet de la première production du prothalle revient maintenant, en général, à ceci: Au début de la germination, l’exospore se fend; l’endospore, devenue libre, apparaît au dehors et constitue la paroi de la première cellule du prothalle, quelquefois aussi celle du premier rhizoïde; le contenu de la spore forme le contenu de ces deux cellules, et il fournit même le contenu d’un plus grand nombre de cellules dans le cas où des divisions ont eu lieu avant la rupture de l’exospore ou du moins avant que l’endospore se montre bien distinctement au jour. C’est ainsi, par exemple, qu’on lit dans Sachs {Lehrhuch der Bot.^ 4e éd. , p 416): „ Quand la spore

commence à germer, . . . l’exospore cuticularisée se

déchire le long de ses arêtes. L’endospore, qui s’échappe au dehors et où il n’est pas rare d’apercevoir déjà des cloisons, produit le prothalle, soit directement comme dans VOsmunda^ soit en formant d’abord un proembryon filamenteux, etc.” Et dans Luerssen [Grundzüge der Botanik, p. 235): „Chez les Hyménophyllacées , les spores commencent souvent déjà à germer dans la capsule , et les premières divisions ont lieu pendant que la spore est encore fermée , de sorte que , au moment où l’exospore est rompue par l’endospore, qui forme seulele jproemhryon^ celui-ci est déjà constitué par trois ou quatre cellules. Dans tous les autres cas , l’endospore par son expansion fait éclater l’exospore , .... et apparaît au dehors sous la forme d’une papille , qui s’allonge en tube, etc.”

350 N. W. P. RAUWENHOFF. SUR LES PREMIERS PHÉNOMEîs^ES , ETC.

Dans son ouvrage le plus récent, dont le tome 1er a seul paru jusqu’ici {Medicin.-Pharm. Botanik^ p. 554), M. Luerssen dit encore : „La spore , placée sur la terre humide , se gonfle ordinairement plus ou moins, en absorbant de l’eau, avant que l’endospore fasse éclater .... l’exospore. Ici , comme dans les Muscinées, la lyremière seule se développe en prothalle . . . . Par sa partie tournée vers le sommet de la spore , elle se montre à l’extérieur .... sous la forme d’une papille épaisse et obtuse, .... et s’allonge en un tube, à l’extrémité duquel elle accumule, avec le noyau cellulaire, la plus grande partie de la masse plasmique.” ‘)

Les vues ainsi exposées dans les traités généraux sont d’ailleurs en parfaite harmonie avec les descriptions que donnent, au sujet de l’acte de la germination, les mémoires spéciaux. Pour ne citer que quelques-uns des auteurs les plus récents , on lit dans Pedersen [Mitth. a. d. Gesammtgeh. d. Botan. v. Schenk U. Luerssen , II , p. 130) : „ Après la rupture de l’exospore , l’endospore s’allonge et se partage ensuite par une cloison transversale en deux nouvelles cellules , etc.” ,* dans Bauke {Jahrb. f. wiss. Batan, X, p. 59): „Dans la germination des Cyathéacées, la spore, déchirée à la partie trièdre , laisse sortir le jeune prothalle sous la forme d’une protubérance de l’endospore dans Burck {Archives

*) Chez des auteurs différents, parfois chez un même auteur et dans le même ouvrage, le mot endospore reçoit deux acceptions différentes, ce qui peut donner lieu à confusion. Par ce mot, en effet, on désigne tantôt la tunique interne de la paroi de la spore, tantôt la masse entière (paroi et contenu) de la spore, sauf l’exospore. Dans le passage ci-dessus cité de Sachs et dans celui de Luerssen {Grundzügé) , le mot ne peut avoir que la seconde de ces deux significations. Il en est de même quand on lit dans Goebel {Bot. Zeit., 1877, p. 673): //L’endospore renferme, ici aussi, de la chlorophylle, etc.” Par contre, dans le même ouvrage de Sachs {Lehrb. 4e éd., p. 33) l’endospore est définie comme //l’ensemble des couches internes” de la paroi des spores. Le mot présente la même signification dans Tschistiakoff {Ann. d. sc. nai., 5e sér. XIX, p. 226, et Bot. Zeit., 1875, p. 3) et dans Luerssen {Mitth. a. d. Gesammtgeh . d. Bot: v. Schenk u. Luerssen, I, p. 462), etc. Partout où le mot endospore sera employé par moi. il désignera seulement les couches internes de la paroi de la spore.

Néerl., t. X, p. 5): „Lors de la germination, les baguettes s’écartent entre elles au centre, et forment ainsi une ouverture à travers laquelle apparaît l’endospore enfin dans Goebel {Bot. Zeit.^ 1877, p. 676): „Par le sommet fendu de l’exospore s’échappe l’endospore, qui bientôt s’allonge en tube.”

Le premier développement de la génération sexuée des Gleichéniacées offrant , à part quelques détails , des phénomènes extérieurs généralement semblables à ceux qu’on observe chez les autres Fougères, je m’en étais d’abord fait une idée conforme à celle qui vient d’être exposée, comme on peut le voir dans les communications préliminaires rappelées ci-dessus. Mais un examen plus attentif, spécialement de la partie microchimique , — à laquelle je fais ici les rectifications nécessaires, — vint me susciter des difficultés. Avant la germination de la spore, je ne pouvais en effet constater dans la moitié interne de la paroi, ou l’endospore , pas plus que dans l’exospore , la réaction de la cellulose ; tandis que la spore , dès qu’elle commençait à germer , m’offrait immédiatement cette réaction dans la paroi de la papille apparaissant au dehors, ainsi que dans le revêtement le plus interne du contenu. Ce fait me fit douter de la justesse de l’opinion qui voit dans l’endospore en question la paroi de la première cellule du prothalle ou du premier rhizoïde. Car je ne pouvais admettre que la paroi interne de la spore mûre, déjà cuticularisée ou du moins modifiée secondairement, fût, au moment même de la germination, rajeunie en quelque sorte et ramenée à l’état de membrane cellulosique primaire et pure. Un pareil phénomène serait , à ce qu’il me semble , en opposition avec tout ce que nous savons du développement de la paroi cellulaire. Je compulsai ce qui avait été écrit sur la structure de la paroi des spores, et je reconnus que M. Fischer de Waldheim (Pringsh. Jahrb. f. w. Bot. lY, p. 374) et M. Kny [Pringsh. Jahrb. f. w. Bot.., YIII, p. 3) n’avaient pas non plus pu obtenir, dans VOsmunda^ la coloration bleue de l’intine; que M. Tschistiakoff (Ann. d. sc. nat. 1874, XIX, p. 226, et Bot. Zeit., 1875, p. 2) dans les Angiopteris et les Polypodiacées ^ M. Jonkman

{Bot, Zeit.^ 1878, p. 134) dans les Angiopteris et Marattia ,, et M. Bauke {Prmgsh. Jahrh.^ X, p. 59) dans les Cyathéacées ^ avaient au contraire trouvé la réaction de la cellulose dans l’endospore ; enfin , que MM. Luerssen , Pedersen , Burck et d’autres n’avaient fait aucune mention de la nature chimique de l’ endospore. En réalité, dans la plupart des recherches sur la germination des spores, l’attention s’était portée plutôt sur le côté morphologique que sur le côté physiologique de la question, et les premiers changements survenus dans la spore elle-même avaient été négligés ou décrits seulement d’une manière sommaire.

Je résolus donc d’étudier avec un peu plus de soin le développement des spores de Gleichenia ,, en le comparant avec celui d’autres Fougères. Les principaux résultats de cette étude sont les suivants :

Les spores du genre Gleichenia, dans lequel j’ai examiné les espèces Gl. hecistophylla ^ Gl, rupestris (voir PL YIII, fig. 1 et 2), Gl. Mendelli^ Gl. microphylla^ Gl. semivestita ^ Gl. circinnata , Gl. speluncae , Gl. dicarpa et Gl. flahellata , appartiennent , à l’exception de cette dernière espèce, qui contient des spores bilatérales (voir fig. 14 et 15), au type radiaire. Elles offrent une paroi parfaitement incolore et transparente, et, outre les trois côtes bien connues (une seule dans le Gl. flahellata)^ elles ne possèdent pas d’autres sculptures ou épaississements que trois bandes ou bourrelets assez larges (fig. 2, 3, 4, ô, è, b) également incolores et lisses, qui font saillie à l’extérieur et qui s’étendent , à peu près au niveau de l’équateur de la spore , entre les extrémités de deux côtes voisines, sans toutefois toucher celles-ci en aucun point. Ces bourrelets se présentent donc, lorsque la spore est couchée sur sa face convexe ou sphérique, sous la forme d’un triangle équilatéral à angles non fermés, qui circonscrit les trois côtes. Sur les spores du Gl. flahellata., il y a deux de ces bourrelets , parallèles à la côte unique , un de chaque côté et tout près de cette côte (fig. 16, 17).

Quand on fait de la manière ordinaire (c’est-à-dire , après avoir inclus les spores dans de la gomme mêlée d’un peu de sucre de

canne et les avoir laissées sécher) des coupes de ces spores, on trouve leurs parois composées de plusieurs couches : Une couche externe , mince , qu’on pourrait appeler épis2Jore (fig. 9 , ep.^)] une couche moyenne , plus épaisse , Vexospore (fig. 9 , ex.) , qui est surtout très développée à l’endroit où se trouvent les bourrelets, endroit où elle montre quelquefois nettement des strates distinctes, qui sont intimement unies entre elles, mais diffèrent probablement par leur teneur en eau ; enfin , une couche interne , qui porte ordinairement le nom endospore (fig. 9 , end.). Toutes ces couches, assez adhérentes l’une à l’autre, offrent beaucoup de résistance aux réactifs et ne se gonflent que peu ou point. Sous l’influence de la potasse concentrée , elles jaunissent ; avec l’acide sulfurique concentré, elles pâlissent, et quand l’action se prolonge elles deviennent brun-violet , sans perdre leurs limites arrêtées ; l’iode est très peu absorbé par l’exospore , un peu plus par l’endospore. En présence du chlorure de zinc iodé , ou de l’iode et de l’acide sulfurique , la couleur devient jaune brunâtre , non seulement en ce qui concerne l’exospore, comme cela est le cas ordinaire pour les spores des Fougères , mais aussi en ce qui regarde l’endospore. Même après le traitement préalable par la potasse ou par l’acide nitrique, je n’ai pu provoquer , ni dans l’exospore , ni dans l’endospore , la coloration bleue caractéristique.

Le contenu de la spore saine et non germée (soit sèche, soit recouverte d’eau distillée ou, ce qui vaut encore mieux, d’une solution de sel marin au coloré en jaune vif, presque

en jaune d’or (voir fig. 1 et 2). La spore est entièrement remplie d’une masse fortement réfringente , dans laquelle on distingue quelques globules de différentes grosseurs, et un gros noyau clair, qui se trouve presque toujours exactement sous le point de rencontre des trois côtes, ou, chez le Gl. flabellata^ sous le

') A moins qu’on ne réserve ce nom à l’enveloppe, parfois absente, qui paraît devoir être regardée comme un reste de la cellule mère de la spore (voir Tschistiakoff , Ann. d. sc. nat., 5g sér., XIX, p. 225 et 227 > Jonkman, Zeit., 1878, p. 131), auquel cas la couche externe en question formerait une partie de l’exospore.

Archives Néerlandaises, T. XIY.

354 y. w. P. RAUWEyHOFF. sur lfs premiers phénomènes, etc.

milieu de la côte unique. L’examen microchimique montre que ce contenu cellulaire est formé en partie de matières albuminoïdes , qui sont colorées en rouge par le réactif de Millon (fig. 8) , et en partie de globules gras ou huileux; on y trouve en outre une matière qui affecte la forme de grumeaux irréguliers, très réfringents, lorsque, sous l’action d’une faible pression, le contenu de la spore est évacué et se répand dans le liquide ambiant ; matière qui a quelquefois une certaine analogie d’aspect avec les cristalloïdes , mais qui ne se colore pas par le réactif de Millon , et dont je n’ai pu reconnaître jusqu’ici la nature chimique.

Telle est la composition de la spore non germée.

Cette spore étant maintenant semée sur la terre humide, et maintenue à une température et dans un état d’humidité convenables, on voit au bout de quelques jours, longtemps avant que la paroi ne s’ouvre , s’opérer , comme premiers phénomènes de la germination, d’importants changements dans le contenu de la spore; changements faciles à observer, vu la parfaite transparence de la paroi. La forme extérieure de la spore ne subit pas de modification sensible; du reste, la paroi ou coque dure ne paraît pas susceptible de se gonfler, comme le prouvent déjà les réactions indiquées ci-dessus. Le contenu , d’abord encore jaune foncé, change graduellement un peu de couleur, une teinte verte venant se mêler au jaune (fig. 3). Les grands globules gras paraissent se partager en d’autres beaucoup plus petits, de sorte que, si à ce moment on fait éclater la spore par pression, on voit nager dans le liquide ambiant une foule de petits globules incolores , entre lesquels se trouvent , en nombre plus ou moins considérable , des corpuscules verts extrêmement petits, de forme ordinairement globuleuse. Il s’est donc déjà formé de la chlorophylle , matière dont on n’apercevait pas trace dans la spore non germée. Le noyau de la cellule devient peu à peu moins distinct et quelquefois disparaît entièrement dans la masse opaque. Çà et là , toutefois , j’ai vu le noyau changer de forme, devenir polyédrique et émettre des prolongements filamenteux, ou pseudopodes; exceptionnelle-

ment j’ai aussi aperçu dans le noyau modifié deux nucléoles (fig. 6) , et plus tard j’ai alors trouvé dans ces spores , après la contraction du contenu, deux noyaux, chacun plus petit que le noyau primitif. Le contenu prend ensuite de plus en plus un aspect verdâtre et finement granuleux; les globules de graisse diminuent en quantité; si les spores parvenues à ce stade sont traitées par le chlorure de zinc iodé, on y découvre une multitude de grains excessivement petits de fécule, sous la forme de points noir bleuâtre , qui se trouvent surtout près du contour de la spore (fig. 6).

Le changement paraît maintenant commencer aussi dans la paroi. Lentement, au point de réunion des trois côtes, les trois valves s’écartent un peu l’une de l’autre.

Si alors on fait de nouveau agir le chlorure de zinc iodé , on trouve distinctement une paroi de cellulose formée autour du contenu de la spore. Cette nouvelle paroi , extrêmement mince , est étroitement appliquée à la paroi primitive de la spore, sauf à l’endroit où les valves s’écartent et où elle apparaît nettement comme limite d’une papille (fig. 10). Aussi est-ce seulement en cet endroit que , sur la spore vivante et s’ouvrant sous l’eau , on peut reconnaître la nouvelle paroi. Mais lorsque la spore a été traitée, comme il vient d’être dit, par le réactif de Schultze, et surtout lorsqu’il n’y a pas eu préalablement addition d’eau, on ne voit pas seulement le contenu se contracter et se colorer , mais on voit aussi la nouvelle paroi détachée de la paroi de la spore et constituant autour du contenu contracté un petit sac membraneux très mince, coloré en bleu clair (fig. 10, 11,12, 13). J’ai observé ce phénomène dans différentes espèces de Gleichenia , et je l’ai retrouvé aussi chez d’autres Fougères , dont les spores n’avaient pas des parois trop opaques; les grandes spores de Ceratopteris thalictroides ^ entre autres, le montraient très nettement. Chez les Gleichenia , on constate en outre qu’il y a déjà eu, à ce moment, partition cellulaire dans la spore. Le contenu contracté s’est divisé en deux parties , dont chacune est parfois pourvue d’un noyau , et entre lesquelles s’est formée

une cloison, ordinairement perpendiculaire à la direction de l’accroissement futur.

Dans les cas favorables, cette cloison de segmentation est déjà visible sans l’action du chlorure de zinc iodé ; mais , à la suite de l’emploi de ce réactif, elle apparaît comme une ligne bleue déliée, qui se rattache à la cloison cellulosique nouvellement formée. Une pareille division cellulaire, effectuée dans la spore même , n’a du reste rien d’extraordinaire. Kny l’a décrite pour Ceraio'pteris {Die Farkeriaceen ^ p. 9, PI. I, fig. 3), Prantl pour Trichomanes et Hymenophyllum {Die Hymenophyllaceen , p. 41); pour Ceratopteris j’ai vérifié l’observation de M. Kny.

Yoici donc comment je conçois le premier stade de la germination des spores: Ce n’est pas la couche interne de la paroi primitive de la spore , couche ordinairement appelée intine ou endospore, qui devient la paroi de la première cellule du prothalle ou du premier rhizoïde; mais, aux dépens du contenu protoplasmique , se constitue , avant la déchirure de la spore , une nouvelle paroi de cellulose , qui , par suite de la turgescence de la cellule , s’applique étroitement à la paroi interne de la spore. La formation de cette membrane cellulosique aux dépens du protoplasme se fait de la manière ordinaire , telle qu’elle a été décrite en détail par Hofmeister, Strasburger, etc.

Une fois formée, la paroi de cellulose s’accroît comme d’ordinaire par intussusception , et apparaît, lorsque la spore s’est ouverte , sous forme de papille. Après ce moment , elle peut d’ailleurs encore se développer beaucoup , témoin les spores germées Angiopieris et de Marattia (Luerssen, Mitth, a. d. Ges, Bot.^ I, p. 330, Jonkman, Bot. Zeit.., 1878, p. 136), où la première cellule surpasse 5 — 10 fois en grandeur le contenu de la spore elle-même. A l’intérieur de cette première cellule il s’opère bientôt (soit avant l’ouverture de la spore, soit un peu plus tard) des divisions par des cloisons de cellulose, après segmentation préalable du noyau cellulaire.

Cette manière de voir est contraire à l’opinion généralement admise et rappelée ci-dessus (p. 349) , suivant laquelle l’endospore

constituerait la paroi de la première cellule du prothalle; mais elle est, je crois, plus conforme à la vérité. Elle s’appuie, en effet sur des recherches spécialement dirigées vers les changements que le contenu de la spore éprouve au début de la germination , ce qui n’a pas toujours été le cas pour l’autre opinion. Les auteurs qui ont écrit sur la germination glissent en général sur ces premiers changements , ou bien ils les regardent comme semblables à ceux que présentent les grains de pollen. Chez deux d’entre eux seulement, je trouve une expression qui pourrait faire supposer une interprétation analogue à la mienne. C’est ainsi que M. Kny dit , par rapport à Osmunda {Pringsh. Jahrb. f. w. Bot. , YIII , p. 4) : y^cellule de la spore entourée par Vintine fait maintenant saillie à travers la fente , sous la forme d’une papille conique arrondie;” et M. Prantl, par rapport à Trichomanes speciosum (Prantl, Die Hymenophyllaceen ^ p. 41): „Le premier changement que subit la spore est la rupture de l’exospore aux trois arêtes du sommet, rupture causée par l’accroissement de volume de la cellule enveloppée par Vendospore.^ dans laquelle s’ordonne aussi le contenu plasmique, et où des grains de chlorophylle se séparent de la masse primitivement d’un vert uniforme”. Ces expressions sont toutefois équivoques, car il reste douteux si par le mot „ cellule” il faut entendre la cellule entière , avec une nouvelle paroi de cellulose , ou bien le contenu , ayant pour paroi l’endospore.

L’origine de l’opinion régnante est d’ailleurs facile à trouver. Les spores des Cryptogames vasculaires et les grains de pollen ont toujours été mis sur la même ligne. Pour les unes et les autres, le développement par quadripartition des cellules mères respectives et la formation des différentes couches de la paroi sont effectivement si analogues, que non seulement ces couches ont été désignées par quelques-uns (tels que M. Kny) sous les mêmes noms , exine et intine , mais qu’il était aussi tout naturel d’admettre la même marche dans les phénomènes vitaux ultérieurs des organes en question. M. Sachs , par exemple , dit {Lehrb. d. Bot..^ 4e éd. p. 21): „les grains de pollen déve-

358 y. W. P. RArWE^HOFF. SUR LES PREMIERS PHÉXOMÈXES , ETC.

loppent plus tard leurs tubes, les spores germent, et dans les deux cas Taccroissement se localise sur une certaine région de la couche interne de la membrane,'’ et plus loin (p. 35): -Dans la germination de beaucoup de spores {Spirogyra , Mousses , etc.) , Fexospore cuticularisée se déchire et se sépare entièrement de l’endospore qui continue son développement; le mode de formation de ces deux enveloppes montre cependant qu’elles ne sont, comme l’exine et l'intine des grains de pollen , que deux systèmes de couches d’une seule et même membrane ayant acquis des propriétés physico-chimiques différentes.” Dans la grande majorité des cas d'ailleurs , l'opacité de la paroi des spores ou les sculptures variées dont elle était couverte ne permettaient pas de démêler convenablement les changements de son contenu, et par suite on s’est contenté de supposer tacitement , ou du moins sans vérification sérieuse, que les choses se passaient dans la germination tout comme dans la formation des tubes polliniques.

L'étude directe montre toutefois, ainsi que nous l’avons vu plus haut , que cette supposition n’est pas fondée. Dans le contenu de la spore germante il se fait, avant que la spore ne s’ouvre, un changement remarquable, accompagné de la formation d’une nouvelle paroi de cellulose. Mais l’existence de cette paroi ne se révèle que lorsque l’exospore et l'endospore sont transparentes et incolores , de manière à rendre possible l’observation des modifications survenues dans le contenu de la spore. Ce cas favorable est précisément celui des Gleichéniacées. Je pense toutefois que le mode de développement des spores dans les autres familles de Fougères, où il ne peut être suivi pas à pas, est conforme à celui que nous montre ce cas , au lieu d’être assimilable au mode de formation des tubes polliniques. Xon seulement, en effet, ces plantes ont dans toute leur organisation une affinité beaucoup plus grande avec les Gleichéniacées qu'avec les Phanérogames ; non seulement les spores des Cryptogames vasculaires ont une signification morphologique et physiologique différente de celle des grains de pollen; mais les observations et les considérations suivantes, qui tendent à confirmer mes vues, sont

applicables aussi aux spores de la plupart des autres Fougères.

Lorsqu’on pratique des coupes de grains de pollen encore fermés , comme l’ont fait Schacht {Pringsh. Jahrh. f. w. Bot. , II, p. 110), Luerssen (Pringsh. Jahrh.., YII, p. 34) et Tscbiskiakoff, {Pringsh. Jahrh: X, p. 7), et qu’on opère de même sur des grains qui ont déjà laissé sortir le tube pollinique , on voit , fait connu, que la paroi de ce dernier est formée de l’intine, et en comparant les deux coupes on trouve que la paroi du grain de pollen, à l’endroit où se sépare l’intine, est composée de moins de couches qu’ailleurs , c’est-à-dire , uniquement de l’exine. Or, si l’on examine de la même manière des coupes de spores non germees et de spores germées, on constate que les valves ouvertes de ces dernières ont la même épaisseur et sont composées du même nombre de couches qu’avant la germination, alors qu’elles étaient encore fermées. La paroi de la papille qui apparaît entre les valves est donc une paroi nouvelle, et non l’ime des couches de la paroi primitive de la spore , comme c’est le cas pour la paroi du tube pollinique, qui est constituée par une portion de la paroi primitive du grain de pollen.

En second lieu, la modification que le contenu des spores subit lors de la germination est tout autre, et beaucoup plus profonde, que celle de la fovilla lors de la formation des tubes polliniques. A la vérité , notre connaissance de la fovilla est encore très peu développée sous ce rapport , et se réduit essentiellement à ceci, qu’outre les matières albuminoïdes on y trouve souvent de la fécule et de l’huile , et qu’une portion plus ou moins grande de la fovilla passe du grain de pollen dans le tube. Mais ce peu nous montre déjà une grande différence entre la fovilla et le contenu protoplasmique de la spore. D’une formation de chlorophylle , telle qu’on la voit dans celle-ci , et surtout d’une division cellulaire, telle que je l’ai trouvée dans la spore de Gleichenia et telle que nous l’offre aussi V Osmunda et à un degré encore plus prononcé le Ceratopteris , de tout cela il n’y a pas trace dans la fovilla , abstraction faite des noyaux cellulaires rencontrés dans les tubes polliniques de quelques Gymnospermes.

360 N. W. P. RAUWENHOFF. SUR LES PREMIERS PHÉXOMÈXES , ETC.

Enfin, l’intine consiste toujours en cellulose’), et cette membrane est parfois, entre autres chez les Onagrariacées (voir Scbacht, l. c. , et Tschistiakoff, Pringsli. Jalirh. f. iviss. Bot. ^ X, p. 10), pourvue d’épaissements spéciaux à l’endroit où sortira le tube, de sorte que la matière de la paroi de celui-ci est déjà en quelque sorte préformée et accumulée dans le grain de pollen. Sur les spores des Grleichéniacées , je n’ai jamais pu produire dans l’endospore la coloration bleue par le chlorure de zinc iodé, et, pas plus que M. Kny, je n’ai pu l’obtenir sur les spores de Ceratopteris tlialicU'oides. M. Kny ne l’a pas observée non plus chez l’ Osmunda. Par contre , M. Bauke [Pringsli. Jahrh. f. w. Bot. , X , p. 59) décrit l’endospore à^Hemitelea comme formée de cellulose, et M. Tschistiakoff [Ann. d. sc. , 5e sér. , XIX , p. 226) ainsi que M. Jonkman [Bot. Zeit.., 1878, p. 134) donnent la même composition à l’endospore à' Angiopteris. Quant à la nature chimique de l’endospore, il paraît donc y avoir des différences dans les spores des Fougères. A mon point de vue, toutefois , je ne crois pas devoir reconnaître à ce fait une grande importance , bien que le défaut de la réaction de la cellulose ait été l’occasion première de mes recherches. En tout cas , la circonstance que dans les spores mûres de plusieurs Cryptogames vasculaires la paroi interne n’est pas encore cuticularisée , n’est nullement contraire à l’activité que j’attribue au contenu des spores lors de la germination, pas plus que cette circonstance ne saurait affaiblir ni la valeur de mes observations sur les changements du contenu, ni les arguments que je viens de produire à l’appui de ma manière de voir.

Au contraire , cette manière de voir étant mieux que l’ancienne en harmonie avec nos idées actuelles concernant la fonction du protoplasme et du noyau dans la formation des cellules , je crois être fondé à l’appliquer aussi à des spores autres que

‘) C’est seulement dans le Mirabilis que M. Scliacht mentionne une autre composition chimique de l’intine, qui, chez cette plante, n’est pas colorée en bleu par l’iode et l’acide sulfurique.

celles des Fougères. Sous ce rapport , un intérêt spécial s’attache aux grandes Zygospores du Spirogyra nitida^ dont le développement et la germination ont été si bien décrits et figurés, il y déjà longtemps, par M. Pringsheim [Flora ^ 1852 , p. 465 , 481). Pas plus que M. de Bary (Uiitersuchungen über die Conjugaten ^ p. 8), je ne puis, après une étude attentive du sujet , rien ajouter d’important aux résultats de ce travail. Je pense seulement que les phénomènes observés doivent recevoir aujourd’hui une autre explication qu’en 1852, parce qu’à cette époque on admettait, avec Hugo von Mohl, que la paroi cellulaire se formait par dépôt successif de plusieurs couches différentes, tandis que maintenant, à la suite des découvertes de M. Nâgeli et des dernières recherches de M. Strasburger et d’autres observateurs , on professe à cet égard des idées toutes différentes. Je ne doute pas que M. Pringsheim ne soit le premier à reconnaître que l’interprétation donnée par lui en 1852 n’est plus au niveau de la science actuelle, encore que sa description des phénomènes reste parfaitement exacte. Mais cette description concorde entièrement avec la manière dont je conçois l’acte germinatif. Ecoutons M. Pringsheim lui-même. Après avoir remarqué que pour les spores de Spirogyra , de même que pour toutes les spores immobiles d’Algues, il s’écoule un temps considérable entre la formation et le développement (germination) , il dit (p. 469) : „Mais , durant cet intervalle de repos apparent^ il règne à l’intérieur de ces germes une activité incessante, dont les manifestations à la vérité ne frappent pas immédiatement la vue, mais dont les résultats se laissent reconnaître , aussi chez les Spirogyra , dans les changements irrécusables du contenu et de la membrane des spores mûres”. Puis, après être entré dans des détails au sujet de ces changements du contenu, il écrit (p. 470): „ Plus importantes encore que les changements observables du contenu , sont les différences qu’on remarque entre la membrane des vieilles spores et celle des jeunes spores. Au lieu de la membrane unique , transparente , formée de cellulose , que possède la spore dans sa jeunesse , elle présente , peu de temps avant qu’elle ne germe ,

362 y. W, P. RAUWEXHOFF. SUR LES PREMIERS PHÉXOMÈXES , ETC.

trois membranes différentes, non soudées entre elles. La plus interne enveloppe le contenu entier, qui est entouré en outre du tube primordial .... Cette membrane interne , la dernière dans l’ordre de la formation , est incolore comme la membrane primitive, et, comme elle, bleuit au contact de l’iode et de l’acide sulfurique; dans la spore non encore ouverte elle n’est pas toujours visible, et c’est peut-être à cause de cela qu’elle a échappé jusqu’ici aux observateurs , peut-être aussi parce que , dernier dépôt de la mature memhranogène ^ elle n’’ apparaît dans la cellule que peu de temps avant la germination. Avec le contenu qu’elle enveloppe, elle forme la partie essentielle de la spore, attendu que, lors de la germination, après la rupture et le rejet des deux membranes extérieures , elle constitue directement la jeune plante en se développant.”

Je n’ai besoin de rien ajouter à ces paroles. Pourvu que l’on ne perde pas de vue que l’éveil de la vie , ou la germination , commence avant que le nouvel organisme perce son enveloppe, il est clair qu’ici, tout comme dans les spores des Fougères, le contenu métamorphosé ou, si l’on veut, rajeuni de la spore produit une paroi cellulosique propre , destinée à revêtir la première cellule qui va devenir libre.

Il en est de même des spores d’autres Conjuguées , comme on peut s’en convaincre en relisant la description si exacte donnée par M. de Bary {Untersuchungen nher die Familie der Conjugaten ^ 1858). Dans le Genicularia Spiirotaenia^ par exemple, le contenu de la zygospore mûre subit peu a peu d’importantes modifications: la couleur devient plus foncée, à la place de petits grains de chlorophylle se montrent des lames de cette substance d’une forme spéciale , etc. Sous une légère pression la membrane externe se déchire, et le contenu, entouré d’une pellicule incolore et extensible, apparaît au jour. „La membrane vide”, dit M. de Bary „est formée des couches désignées sous les noms d’enveloppes externe et moyenne; cette dernière est tapissée d’une pellicule délicate bleuissant par l’iode et l’acide sulfurique, qui entourait précédemment la cellule interne expulsée , laquelle pos-

sède également une enveloppe de cellulose. Au lieu de V enveloppe interne unique^ qu'on observait à V époque de la maturité^ il y en a donc maintenant deux." (^. c. , p. 29, PL IV, fig. 12 — 15). On ne saurait exprimer plus clairement les vues que j’ai exposées.

Dans le Mesotaenium Chlamydosporium une Desmidiacée, M. de Bary mentionne {l. c. , p. 34) que les zygospores trahissent le début de la germination par la structure finement granuleuse et la coloration verdâtre, en apparence uniforme, que prend le contenu ; bientôt après , celui-ci se divise manifestement en quatre parties , dont chacune , entourée d'une membrane propre , forme une cellule fille ; nous avons donc ici quelque chose d’analogue à ce qui se passe dans les spores à.' Osmunda de Ceratopteris et de Gleichenia , à savoir , division du protoplasme et formation de nouvelles cellules avant la déhiscence de la spore.

Le cas est le même pour les spores de Fegatella (Leitgeb, Unters. il. d. Lebermoose , III , p. 32) de Frullania et de Radula (Hofmeister , Vergleich. Unters.., p. 27 et 29). Nous trouvons cette partition également, et peut-être à un degré encore plus prononcé, dans la spore germante de VAndreaea (Kühn dans Schenk u. Luerssen , Mitth. a. d. Gesammtgeb. d. Bot. , I , p. 6 , Berggren dans Bot. Zeit.., 1872, p. 445), où la rupture de l’exospore livre déjà passage à un corps pluricellulaire. Cette formation de nouvelles parois cellulaires, je ne saurais toutefois la qualifier, avec M. Kühn (Le.), de: „ différenciation de l’endos- "pore, avant qu’elle ne perce la membrane externe”. Dans ces spores de Mousses il s’agit aussi, d’après ma conviction, de la formation d’une nouvelle paroi cellulaire aux dépens du protoplasme , la cellule ainsi renouvelée ou rajeunie se divisant itérativement avant de quitter la paroi de la spore. Les choses ne se passent pas autrement chez les Sphagnum. Bien que M. Schimper , dans sa déscription classique de ce genre {Versuch einer Entw.-gesch. d. Torfmoose, Stuttgart, 1858), ne fasse pas mention de changements subis par le contenu de la spore avant l’ouverture de l’exospore, ce qu'il dit de la structure et de la

364 y. W. P. RAUVEyHOFF. SUR LES PREMIERS PHÉyOMÈyES , ETC.

formation des spores (p. 31 et 53), de même que sa courte description de la germination (p. 12) et ses figures (PI. I, fig. 1 — 10), s’adapte parfaitement aux idées que j’ai développées plus haut.

M. H. MûUer (Sachs, Arheiten d. bot. Instituts in Würzhurg ^ I , p. 478) a décrit en détail la germination des spores du Funaria hggrometrica J et, conformément à l’opinion reçue , lui aussi parle de l’endospore, qui est produite sous forme de tube à travers les fentes de l’exospore. Une cloison transversale sépare cette expansion de la capacité intérieure de la spore, et quelquefois cette première cloison peut se trouver à l’intérieur même de la spore. Chacune de ces expansions ou papilles devient la cellule mère de l’axe d’un proembryon etc. ... ; lorsque cette expansion s’est développée en un filament bi- ou pluricellulaire, une expansion toute pareille à la première se montre de l’autre côté de la spore”. Ici encore , je pense qu’il est beaucoup plus rationnel d’admettre , lors de la germination , un rajeunissement du contenu de. la spore et la formation d’une nouvelle paroi, que de déduire la paroi de ces deux filaments multicellulaires de la paroi interne de la spore eUe-même. Du reste, 51. 5IùUer dit lui-même que, dans les premiers jours qui suivent le semis des spores, une modification importante se produit dans le contenu de la spore, où la masse chlorophyllienne, jusque-là amorphe, se condense en grains distincts.

Enfin , dans les spores à' Equisetum , qu’on sait se développer rapidement et ne conserver que peu de jours leur faculté germinative , le développement paraît être continu , mais la marche en est la même que dans les cas dont il vient d’être parlé. Les belles recherches de Hofmeister (Pringsheim, Jahrb. f. w. Bot., DI, p. 287) montrent que la formation de la quatrième ou dernière enveloppe (c’est-à-dire, de la paroi de la cellule germinative) commence beaucoup plus tard que celle des autres, alors que les élatères sont déjà passablement développés, mais pourtant avant que la spore, entièrement mûre, se détache du sporange. Cette paroi de la cellule germinative, cellule contenant de la chlorophylle et ne tardant pas à se gonfler et à se dépouiller

des enveloppes extérieures et des élatères , doit donc être assimilée , sous le rapport morphologique , à la paroi formée immédiatement avant la germination dans la spore du Spiropyra , ainsi qu’à la paroi formée lors de la germination dans la spore des Fougères et d’autres Cryptogames.

En résumé, notre étude a donc conduit au résultat suivant:

L’opinion aujourd’hui généralement adoptée au sujet du rôle de l’endospore dans la germination est erronée.

Ce n’est pas l’endospore * ) de la spore mûre qui forme la paroi de la première cellule du prothalle , ou du premier rhizoïde , ou de tous les deux; mais ces parois proviennent d’une nouvelle couche de cellulose, déposée par le protoplasme rajeuni du contenu de la spore, immédiatement avant la germination ou au début de cet acte.

L’opinion ordinaire doit son origine à l’analogie, indûment généralisée, des grains de pollen et des spores des Fougères.

L’analogie de ces organes est prouvée en ce qui concerne leur formation dans l’anthère et le sporange par quadripartition des cellules mères respectives, mais elle ne s’étend pas au développement de l’intine du grain de pollen en tube pollinique à la surface du stigmate, d’une part, et à la germination de la spore, de l’autre.

On a supposé cette dernière analogie, parce que l’opacité de la paroi des spores de la plupart des Fougères ne permettait pas d’observer les changements , qui se produisent dans le contenu de la spore avant l’ouverture de celle-ci.

Mais l’étude de l’acte germinatif dans les spores des Gleichéniacées, dont la paroi est transparente et incolore, montre la fausseté de cette supposition. Sur ces spores , d’importantes modificiations dans le contenu , ainsi que la production d’une nouvelle

' ) Par endospore il faut entendre la membrane interne de la paroi de la spore mûre et non germée; non, comme on le fait quelquefois, la spore entière moins l’exospore.

366 X. W. P. RAUWEXHOFF. SUR LES PREMIERS PHÊXOMÈXES , ETC.

paroi de cellulose , au début de la germination , se laissent clairement reconnaître. En outre , la germination d’autres spores de Fougères se rapproche beaucoup plus du développement des spores des Œeichéniacées que de la formation des tubes polüniques.

Contre l’opinion ordinaire, et en faveur de la mienne, plaident encore les circonstances suivantes :

1®. La seconde est mieux en harmonie avec les résultats des recherches récentes concernant les fonctions du protoplasme et la formation de la paroi de cellulose.

2®. Les valves ouvertes de la spore germante ont la même épaisseur et présentent les mêmes couches que la section de la paroi entière de la spore non germée.

3®. Dans beaucoup de cas, l’endospore de la spore mûre est cuticularisée et n’offre pas la réaction de la cellulose.

4®. Lors de la germination, il y a parfois division cellulaire dans la spore avant la déhiscence de celle-ci.

Enfin, ma manière de voir est applicable aussi à la germination des spores d’autres Cryptogames. Elle trouve un appui, entre autres , dans la description des phénomènes germinatifs des zygospores, donnée par M. Pringsheim pour Spirogyra et par M. de Bary pour Genicidaria et Mesotaenium ; elle n’est pas en opposition avec les phénomènes observés dans la germination des spores des Hépaticées, des Bryinées et des Equisétacées , phénomènes dont elle fournit , au contraire , une explication plus satisfaisante.

Utrecht, avril 1879.

EXPLICATIOî^ DES EI&URES.