DÉVELOPPEMENT, FORME, STRUCTURE ET PRINCIPALES RÉACTIONS DU CAL

Les notions historiques rappelées dans le chapitre précédent nous ont montré quelle est, pour MM. Wilhelm, de Janczewski et Russow, l’origine première du cal; il nous reste à dire l’explicauon qu'ils fournissent de son développement ultérieur.

M. de Janczewski (1) a vu dans les rhizomes de Phragmites les bouchons calleux se gonfler peu à peu, faire saillie de chaque côté de la membrane et confluer latéralement pour donner un callus général entourant de toutes parts le réseau cellulosique. Chez l’Aristolochia Sipho, le réseau cellulosique

(!) De Janczewskr, loc. cit.

est recouvert d’une mince couche de substance calleuse qui se gonfle, rétrécit les ponctuations et finit par les faire disparaître complètement, pour former de chaque côté de la cloison criblée une plaque calleuse homogène. Pour ce qui concerne la Vigne, M. de Janczewski a cru voir la membrane tout entière se gonfler et les lamelles cellulosiques disparaître avant la perforation des bouchons calleux. Il est vrai que la membrane s’épaissit, mais ce gonflement n’intéresse que les bouchons non cellulosiques des mailles et la mince couche de la même substance qui recouvre les filaments de cellulose sur les deux faces de la cloison; si M. de Janczewski n’a pu retrouver le réseau cellulosique, c’est que probablement il n’a pas attendu la pénétration complète du réactif colorant. Quant au développement ultérieur du cal, M. de Janczewski le déerit comme celui de l’Aristoloche.

Le mémoire de M. Russow que nous avons cité plus haut contient bien une nouvelle manière de voir, concernant les premières phases du développement du cal, mais l’auteur n’a pas décrit son accroissement ultérieur.

En résumé, pour M. de Janczewski, auquel on doit les observations les plus complètes sur ce point, 1l existe deux modes distincts pour la formation des plaques calleuses. Chez le Phragmites, des bouchons se forment au niveau des mailles du crible, se gonflent et finissent par confluer de chaque côté en une plaque homogène. Chez la Vigne, le Tilleul, etc., les filaments du réseau cellulosique se gonflent à leur surface et finissent par obstruer complètement les ponctuations en formant une plaque de chaque côté de la cloison. En réalité, la différence entre ces deux modes de développement n’est pas aussi grande qu'on pourrait le croire; nous espérons le démontrer un peu plus loin.

Les observations que nous avons pu faire sur les tubes criblés des Viris vinifera (tige et feuille), Viris canescens (üge et feuille), Aristolochia Sipho, Cucurbita Pepo, C. melanosperma et C. maxima, Tilia platyphylla, Impatiens japonica et I. Royleana, etc., nous ont montré qu’en effet, comme M. de

Janczewski l’a décrit pour la Vigne, la cloison s’épaissit avant l'établissement des perforations. Mais à l'encontre de ce qu'il a cru remarquer, nous avons toujours constaté que le réseau cellulosique ne disparait point pendant cet épaississement temporaire ; il se trouve seulement recouvert par une couche plus épaisse de substance non cellulosique. Nous ne saurions trouver une preuve plus directe de ce que nous avons dit dans le chapitre précédent à propos des échanges osmotiques auxquels se prête la substance non cellulosique du futur crible avant l’établissement des perforations. Cette substance, se laissant pénétrer peu à peu par le contenu des deux tubes voisins, se gonfle tout d’abord même dans les points où elle recouvre directement les filaments cellulosiques ; puis, si les mailles sont larges et les contenus riches en substances albuminoides, des canaux se creusent au centre des mailles par remplacement progressif et non par pénétration de filaments muqueux comme le croit M. de Janezewski. Alors la substance non cellulosique revêtant les filaments de cellulose ne sert plus aux échanges d’un tube à l’autre, puisque ces échanges se font directement; elle se contracte sur elle-même et ne forme plus qu’une couche presque imperceptible à la surface du réseau cellulosique.

Chez les autres Dicotylédones, où 1l ne m'a pas été possible de mettre en évidence de véritables perforations, j'ai toujours trouvé la cloison notablement plus épaisse que toutes les autres. C’est que les échanges osmotiques existant seuls ici, la partie non cellulosique conserve le premier état de gonflement que nous avons décrit plus haut pour la Vigne, la Courge, etc. Non seulement les cribles terminaux subissent ce gonflement préliminaire, mais encore lescrib les latéraux tels que ceux que lon trouve en grand nombre sur les parois longitudinales des tubes criblés appartenant aux divers Cucurbita. C’est ce qui produit l’aspect représenté par les figures 26 et 27, planche XXII, et que M. Wilhelm a décrit comme formé par des gouttelettes d’une substance mucilagineuse apparaissant le long des parois du tube criblé.

Lorsque surviennent des modifications dans la nutrition de la plante et que ces modifications retentissent sur la nature du contenu des tubes, soit à l'automne pour la Vigne par exemple, soit à un moment quelconque de l’année, pour VAristoloche et le Tilleul; si d'autre part le contenu des tubes criblés est habituellement bien pourvu de substances albuminoïdes, le revêtement cellulosique se gonfle, finit par obstruer les perforations des cribles, puis fait saillie de chaque côté de la cloison et en fin de compte ces gonflements se présentent de chaque côté de la cloison sous forme de plaques plus ou moins épaisses, que l’on désigne sous le nom de pluques calleuses.

Deux exemples pris entre tous vont faire comprendre facilement le mode de développement des plaques calleuses.

1° Rubus idœus.— Les tubes criblés appartenant au liber de la tige souterraine sont bien nets et les cribles simples sont un peu inclinés sur l’axe des tubes. Près du cambium, on rencontre des tubes en pleine activité dont les cribles sont nettement ouverts, bien que les perforations soient extrêmement fines. Le réseau cellulosique est cependant recouvert à ce moment par une fine couche de substance calleuse se colorant en beau bleu par le bleu d’aniline (fig. 48, pl. XXITT). Un peu plus en dehors on trouve des cribles plus épais (fig. 49, pl. XXIIT) dont la substance calleuse s’est gonflée et empiète sur les perforations qui deviennent de moins en moins visibles. Puis ce gonflement de la substance calleuse s’accentue encore davantage dans les tubes plus extérieurs, la cloison criblée s’épaissit beaucoup (fig. 50, 51 et 52, pl. XXII) ; mais les réactifs colorants de la cellulose montrent nettement que le réseau cellulosique persiste au milieu de la cloison épaissie et que les filaments constituants de ce réseau ne paraissent pas avoir perdu de leur épaisseur.

Il existe donc maintenant une plaque calleuse sur chaque face de la cloison criblée ; mais dans ces plaques on voit encore assez facilement de fines stries qui sont les derniers vestiges des perforations. Les plaques calleuses coupées par une sec-

tion perpendiculaire au plan de la cloison se montrent avec un contour légèrement mamelonné, les dépressions correspondant aux anciennes perforations. De même, une de ces plaques vue de face se montre criblée de petites dépressions qui dessinent des points sombres à sa surface. S’il était besoin d’une confirmation à l'appui du mode de développement que nous venons de décrire, d’après les observations directes, on n’en trouverait pas de plus éclatante que cette forme extérieure des plaques calleuses. En effet, si les bouchons se développaient seulement au niveau des perforations pour se gonfler ensuite en faisant saillie de chaque côté de la cloison, il est évident que ces bouchons pressés les uns contre les autres dessineraient à la surface de chaque plaque calleuse une sorte de réseau à mailles polygonales.

2% Cucurbita maxima. — La grosse tige du Cucurbita maxima contient des tubes criblés de grande taille et les plaques calleuses y atteignent souvent une épaisseur égale au diamètre même des tubes. Le développement n’est pas différent de celui que nous venons de décrire chez le Rubus; mais les deux formes extrêmes sont plus accentuées. D'une part, un crible appartenant à un tube en pleine activité présente des perforations bien nettes; il est, comme on dit, largement ouvert. D'autre part, le revêtement de substance calleuse recouvrant le réseau cellulosique est d’une finesse extrême. Le développement du cal suit exactement la même marche que chez le Rubus; mais ce développement s’exagère et les deux plaques calleuses atteignent un volume considérable par rapport à l'épaisseur de la cloison. A ce stade du développement, le contenu des tubes séparés par un crible envoie encore des prolongements dans les stries. Nous avons pu mettre en évidence ces fins prolongements en contractant lentement le contenu par l’action de l’alcool étendu (fig. 8, pl. XXI). À une phase moyenne de ce développement, les stries perpendiculaires à la surface du crible et représentant les derniers vestiges des perforations, se voient encore bien; mais elles s’effacent peu à peu, et dans les plaques volumineuses il est souvent

ÉTUDE DU LIBER DES ANGIOSPERMES. 263 difficile de les apercevoir. Comme ces stries détruisent l’homogénéité des plaques calleuses, l’action des réactifs colorants les fait reparaître assez nettement. Les figures 2, 5 et 6, planche XXT; 13 et 16, planche XXII, représentent des plaques calleuses très épaisses avec des stries bien caractérisées. Les résultats que nous venons d’énoncer touchant le développement des plaques calleuses sont en contradiction formelle avec les faits signalés par M. Russow. Cette observateur dit, en effet (1), que l’axe de chaque bätonnet calleux lui a paru traversé par un filament gélatineux analogue aux filets connectifs signalés par M. Wilhelm. Or ces filaments, quand ils existent, occupent les stries signalées plus haut. M. Russow n’a pas décrit le développement des plaques calleuses, mais il n’est pas difficile de voir que pour lui le cal est formé par des bouchons qui s’établissent à l’endroit des mailles, se gonflent de chaque côté de la membrane et finissent par se souder les uns aux autres. Nous avons vu que le développement des plaques ne suit pas cette marche.

C’est ici le lieu de mettre en garde les personnes qui n’ont pas fait du liber une étude un peu attentive contre une erreur d'observation que nous avons vue se produire un assez grand nombre de fois. L’action de l’alcool contracte ordinairement contre les cribles la substance albuminoïde des tubes criblés, sous forme de plaques plus ou moins épaisses offrant une ressemblance éloignée avec les plaques calleuses; il est indispensable de ne pas confondre deux choses aussi différentes.

Le mode de développement des plaques calleuses que nous avons décrit plus haut s’est montré le même chez les divers Cucurbita, Lagenaria, Aristolachia, Vitis, Cissus, Ampelopsis, Ricinus, Tilia, Quercus, Castanea, Juglans, Ophrys, Orchis, Gymnadenia, ete. Les observations de M. de Janczewski ne démentent pas cette manière de voir pour la plupart des plantes dont il a étudié le liber; mais nous devons reconnaître que la description qu’il fournit des états successifs du cal

(1) Russow, loc. cit., p. 192.

chez le Phragmites communis ne concorde pas avec les faits reconnus par nous chez toutes les plantes dont nous avons étudié les cribles. M. de Janezewski a vu les bouchons calleux des mailles se développer de chaque côté de la cloison et confluer en deux plaques calleuses pourvues de stries; celles-ci correspondraient donc, non pas à l’axe des mailles, mais bien aux filaments de cellulose. Les observations que nous avons faites sur les tubes des Phragmites ne confirment pas ces résultats ; malheureusement les matériaux que nous avons pu nous procurer ne contenaient pas de cribles d’assez grande taille pour nous permettre des observations très rigoureuses, et nous ne saurions dire si le développement du eal chez cette plante constitue réellement une exception à la règle générale que nous avons signalée pour les Dicotylédones, et qui se vérifie chez la plupart des Monocotylédones, en particulier chez le Typha, que M. de Janezewski a étudié avec beaucoup de soin. Les cribles du Phragmites communis nous ont présenté des caractères identiques à ceux des autres plantes; de plus, le liber du rhizome de Convallaria maialis, que nous avons étudié avec beaucoup de soin, nous a offert des plaques calleuses (fig. 70, pl. XXIV), constituées de la même façon que celles des Rubus, Cucurbita, Vitis, Tilia, ete. Nous enregistrons donc le fait signalé par M. de Janczewski, mais nous pensons qu’une étude attentive du liber de Phragmites s’impose dès aujourd’hui avant de considérer le fait comme une exception.

Le cal ne se développe pas chez toutes les plantes avec la même intensité. Les plaques formées de chaque côté des cloisons criblées paraissent d'autant plus épaisses que les tubes sont plus grands et plus riches en substances albuminoïdes. C’est ainsi que dans la famille des Cucurbitacées les divers Cucurbita développent des plaques calleuses beaucoup plus épaisses que la Bryone. On les trouve toujours très grandes chez les Viris, Lycium, Ampelopsis, Cissus quinquefolia, Houblon, etc.; de même que chez la plupart des plantes herbacées à grandes feuilles (Ricinus, Aconitum, Lappa, Archange-

lica, ete.). Parmi les arbres, les Amentacées, les Fraxinus, Platanus et Tilia tiennent les premiers rangs. Enfin, chez toutes les plantes, quand la formation du cal précède une nouvelle période d'activité, les plaques calleuses sont habituellement moins épaisses que si les tubes se préparent à perdre définitivement leur activité.

Très souvent les deux plaques développées sur un crible ne possèdent pas la même épaisseur. Les figures 39, planche XXIIT, et 54, planche XXIV, fournissent des exemples de cette particularité pour les cribles terminaux de la Vigne et du Tilleul. Mais ce fait se présente avec une netteté beaucoup plus grande quand 1l s’agit des cribles situés sur les parois longitudinales des tubes. C’est ce que montrent les figures 2, planche XXI, et 29, planche XXII, concernant le liber d’un Cucurbita. Il en est de même pour les rares cribles situés sur les parois longitudinales des tubes du Phragmites.

Le cal ne se développe pas aux dépens du réseau de cellulose qui constitue la charpente du crible. En effet, chez la Courge, l’Angélique, l’Aristoloche, la Vigne, le Tilleul, ete., on retrouve toujours au milieu du cal le réseau bien constitué et avec l'épaisseur qu’il paraissait avoir dès avant la formation des plaques calleuses. Cependant, chez la Courge, par exemple, les plaques calleuses peuvent acquérir une épaisseur et un volume considérables. Le chlorure de calcium iodé, qui colore en rose la cellulose, est un réactif très propre à mettre en évidence le réseau cellulosique, car la faible coloration qu’il communique au cal ne masque pas le crible.

On ne saurait donc admettre, avec MM. Wilhelm et de Janczewski, que le cal est dû à une modification de la cellulose, car bien évidemment, si cette opinion était fondée, le réseau cellulosique disparaîtrait en même temps que se développeraient les plaques calleuses. Ce qui est non moins vrai, c’est que le développement du cal coïncide avec un changement notable dans le contenu des tubes. La richesse de ceux-ci en matières albuminoïdes diminue à mesure que le cal s’épaissit, et bientôt il ne reste plus que le protoplasme pariétal envelop-

966 NH. LECOMTE.

pant un contenu presque complètement aqueux. Nous avons déjà dit, d'autre part, que le cal se développe d'autant plus que les tubes criblés contiennent habituellement une plus grande quantité de matières albuminoïdes. Nous pouvons donc conclure en disant que la première couche de cal fait partie intégrante de la membrane cellulaire, et que cette mince couche s’épaissit aux dépens du contenu albuminoïde des éléments séparés par un crible.

Les plaques calleuses ne présentent jamais une structure homogène. Il existe toujours des stries perpendiculaires à la cloison criblée et correspondant au centre des mailles. Cette striation est d'autant plus apparente que les plaques calleuses sont moins épaisses. Dans les plaques volumineuses des Cucurbita, Vaction des réactifs iodés est souvent nécessaire pour faire apparaître les stries avec netteté; mais alors on les distingue très bien (fig. 5 et 6, pl. XXI, et fig. 15, pl. XXIT); elles paraissent contenir une substance granuleuse analogue au protoplasme pariétal des tubes et se colorant en jaune par l’iode. Gette substance granuleuse représente bien évidemment le dernier vestige des filaments muqueux qui traversaient les mailles des cribles, pendant la période de grande activité, et qui réunissaient les contenus de deux tubes voisins.

Dans certains tubes, ces contenus s’enrichissent de nouveau après la formation des cals et on voit alors des filaments protoplasmiques s’insinuer dans le cal à l'endroit des stries et se diriger d’un tube dans l’autre. Ge fait est particulièrement évident chez les diverses Gourges et les figures 2 et 7, planche XXI et 20, planche XXIT en montrent des exemples remarquables. On peut voir que dans ce cas les contenus des deux tubes aboutissant au cal sont beaucoup plus riches en substances albuminoïdes que ceux des autres tubes dont le cal ne se laisse pas traverser par des filaments muqueux.

Bien mieux, cette activité tardive des tubes peut s’exagérer, et comme toutes les stries ne sont pas traversées par des filaments muqueux, celles qui en possèdent s’élargissent peu à peu par dissolution du cal autour d’elles, et on rencontre alors

des plaques calleuses percées d’une ou plusieurs grandes ouvertures. J'ai particulièrement remarqué ce fait chez le Cucurbita Pepo (Gg. 2, pl. XXI, et fig. 14,16 et 17, pl. XXII). MM. Wilhelm, de Janczewski et Russow ne signalent rien de semblable.

Le cal volumineux des divers Vitis, Tilia, Aristolochia, etc... présente des stries de même nature que celles de la Courge et susceptibles comme ces dernières de se laisser traverser par des filaments muqueux; mais je n’ai pas rencontré de ces larges canaux allant d’un tube à l’autre signalés à propos de la Courge et traversant les plaques calleuses de part en part.

Action des réactifs sur le cal. — La liqueur cupro-ammoniacale ne dissout pas le cal; mais dans les plaques volumineuses des Cucurbita elle fait apparaître de très fines stries tangentielles, coupées par d’autres stries aussi très fines et rayonnantes à partir de la cloison.

L’acide sulfurique pur dissout rapidement le cal à froid ; l'acide azotique ne le dissout pas à froid, mais cette dissolution s'opère facilement à chaud ; l'acide étendu au quart gonfle le cal. L’acide chlorhydrique étendu le gonfle, mais ne le dissout pas.

La potasse et l’hypochlorite de soude, agissant séparément sur le cal, legonflent d’abord, puis le dissolvent complètement.

Enfin les plaques calleuses ne se dissolvent pas à chaud dans l’eau additionnée de carbonate de soude; elles ne sont donc pas constituées par de la pectose.

Les réactions précédentes ne permettent pas de fixer la nature chimique du cal; mais elles montrent du moins que la substance qui le constitue n’est pas une des variétés de cellulose reconnues par M. Fremy. L’éminent chimiste a reconnu dans le parenchyme mou des plantes deux autres composés, la pectose et le pectate de chaux. Les indications qu'il a bien voulu nous donner nous ont permis de reconnaître que le cal ne présente pas les caractères distinctifs de ces deux substances.

L'action particulière des réactifs colorants sur le cal, les

circonstances dans lesquelles il se développe, le fait que les matières albuminoïdes des tubes disparaissent à mesure que s’accroissent les plaques calleuses, l’exagération de son développement chez les tuhes de Cucurbila, très riches en matières albuminoïdes, mais dépourvus d’amidon, le fait de la persistance de l’amidon dans les tubes du Vüiris, du Tecoma, etc., après l'accroissement des plaques calleuses, tout nous porte à croire que le cal renferme une matière azotée; mais malgré tous nos efforts pour reconnaître la véritable nature de cette substance, nous devons avouer que nos recherches sont restées sans résultat.

Les réactifs colorants du ca sont assez nombreux ; les principaux sont le bleu d’aniline, les chlorures iodés et l’acide rosolique.

Comme l’a montré M. Russow, le bleu d’aniline colore nettement le cal en bleu un peu verdâtre; mais il paraît le gonfler et ne permet pas de reconnaître les détails de structure.

Les réactifs iodés, employés seuls ou concurremment avec le bleu d’aniline, sont très propres à mettre en évidence tous les détails de structure du cal. A propos de ces réactifs iodés, faisons remarquer tout d’abord qu’ils exercent sur le cal une action astringente très nette; un cal coloré par le bleu d’aniline seulement présente des bords fondus, peu apparents; traité ensuite par un chlorure iodé, il parait contracté; ses bords deviennent parfaitement nets et bien caractérisés.

Le chlorure de zinc iodé colore le cal en rouge-brique intense; s’il est additionné d’une dissolution concentrée d’iode dans l’iodure de potassium, la coloration passe au rouge brun. Enfin, si la préparation a été traitée au préalable par le bleu d’aniline, la coloration passe au violet ou au vert-pomme, suivant la quantité d’iode contenue dans le réactif.

Au sujet de la coloration rouge-brique communiquée au cal par le chlorure de zinc 1odé, je ferai remarquer en passant que la coloration disparaît complètement dans l’eau, pour reparaitre aussitôt avec la même intensité si on remplace l’eau par une goutte du réactif 1odé. J

Enfin ce mode opératoire communique au cal une coloration un peu trop intense, qui ne permet pas toujours de voir les détails de structure.

Le chlorure d'aluminium iodé donne au cal une coloration rouge assez semblable à celle que produit le chlorure de zinc iodé, mais un peu moins brique.

La coloration par le chlorure de calcium iodé est sans contredit l'une des plus curieuses. Ce réactif colore le cal en rose, si on le fait agir après avoir traité la préparation par le bleu d’aniline, le cal prend une belle coloration rouge vineux pendant que le crible se colore en violet.

L’acide rosolique en dissolution dans de l'eau contenant un peu de carbonate de soude ou quelques gouttes d’ammoniaque colore le cal en rouge-hyacinthe. Cette coloration, découverte par M. Szyszylowicz et recommandée par M. de Janczewski, a été considérée par ce dernier auteur comme « le meilleur des réactifs qui colorent la substance calleuse ».

M. de Janczewski ajoute dans la même note : « Ce réactif colore diverses substances gélatineuses d’une manière tout à fait semblable, ce qui prouve que la substance calleuse n’est que de la cellulose transformée en substance gélatineuse. » On nous permettra de faire remarquer, en passant, qu’il est assez difficile d'expliquer une transformation aussi radicale. Le cal peut être une substance gélatineuse, sans être pour cela une transformation de la cellulose; enfin la gélatine et la cellulose sont des substances si différentes que le fait de la transformation de l’une en autre aurait besoin d’être appuyé par d’autres preuves que lobservation d’un simple phénomène de coloration.

L’acide rosolique ne nous a pas fourni les résultats que nous en attendions. La coloration très fugace qu’il communique au cal disparaît très facilement; de plus elle n’est pas -assez nette pour montrer les détails de structure. Elle ne peut servir qu’à déceler momentanément la présence du cal.

Outre les stries que nous avons signalées plus haut, 1l peut encore s’en développer d’autres beaucoup plus fines et plus

serrées, après l’action du réactif cupro-ammoniacal, dans les épaisses plaques calleuses des Vitis vinifera, Tiha, Cucurbita, ete. Ces fines stries sont les unes perpendiculaires au crible, les autres parallèles à la surface du cal.

Enfin la substance qui constitue chaque plaque calleuse se montre souvent, près du crible, moins résistante, et moins facilement colorable par les réactifs ordinaires du cal, que dans les régions plus externes (fig. 2, pl. XXI, c); aussi le cal peut-il se déchirer près du crible sous lPaction de l’alcool (fig. 2, pl. XXI).