QUANTITÉ

de gaz déi^a^é

pour 100

de plantes.

OBSERVATIONS

' Les flacons de IVxp«^rience n* 1 ont (^tH changés de di s- {•oliitioD pour faire l'ezpérience n*8.

MAme observation qfie ponrles exi>érienees n** 1 et 8.

I MAme obiiervation quf ponrles expériences n** 1, 8, 3 et 4.

, Les flacons de l'expérienre n* 7 ont t'té cxposAs au soleil tous les quatre en mAme temps.

On voit donc que même quand on étend beaucoup les dissolutions vertes et bleues, elles n'agissent pas avec la même efficacité que les liqueurs rouges et jaunes ; et il faut en conclure que si divers rayons lumineux caractérisés par une longueur d'onde déterminée agissent avec des énergies différentes sur les papiers photographiques, de même certains autres rayons encore caractérisés par leur longueur d'onde peuvent agir aussi inégalement sur les feuilles et y provoquer avec des intensités différentes la décomposition de Tacide carbonique.

§ 9. — LE DÉGAGEMENT d'oXYGÈNE DIMINUE AVEC l'iNTENSITÉ LUMINEUSE.

IL s'arrête dans l'obscurité.

Toutes les personnes qui ont observé le dégagement de gaz produit dans Teau par les plantes marécageuses ont pu constater que rémission diminuait aussitôt que la lumière interceptée par un nuage devenait moins vive ; et il arrive souvent qu'au moment où Ton soustrait la plante k l'action de la lumière et qu'on la plonge dans l'obscurité, on voit le dégagement de gaz s'arrêter aussitôt. D'après M. Van Tieghem, il persiste cependant quelquefois dans les plantes aquatiques, mais le gaz dégagé renferme peu ou pas d'oxygène.

Cette persistance du dégagement gazeux, quand la plante, après avoir subi une insolation plus ou moins prolongée, est transportée dans l'obscurité, avait fait supposer à ce naturaliste que la lumière pouvait s'emmagasiner dans la plante, comme elle s'emmagasine dans certaines substances minérales, ou même dans un vase métallique hermétiquement clos, ainsi qu'on l'observe dans les expériences de phosphorescence ; mais il a reconnu bientôt que cette interprétation était inexacte, et que la décomposition de l'acide carbonique était liée à l'action de la lumière. C'est ce qu'a démontré clairement M. Boussingault dans un de ses derniers travaux {Comptes rendus^ t. LXVllI, p. 410).

Tandis que dans les plantes aquatiques, le dégagement d'oxygène ne se produit que lorsqu'elles sont directement éclairées par l'action du soleil, il a encore lieu, pour les plantes aériennes, lorsqu'elles sont simplement soumises à l'action de la lumière diffuse; mais il s'arrête aussitôt que la plante est amenée dans l'obscurité.

Pour le démontrer, M. Boussingault a placé dans une atmosphère d'hydrogène et d'acide carbonique une feuille et un bâton de phosphore assez grand pour absorber instantanément l'oxygène dégagé. Le flacon était transporté subitement, d'un endroit où il recevait directement les rayons du soleil, dans une chambre obscure où séjour» nait depuis quelque temps un observateur dont la vue était ainsi rendue plus sensible. Lorsqu^au soleil la décomposition de l'acide carbonique était assez active pour que le cylindre de phosphore s'entourât d'abondantes vapeurs blanches, on rentrait l'appareil dans la chambre obscure : on n'apercevait pas la moindre lueur. L'appareil étant replacé au soleil, le phosphore répandait immédiatement des

vapeurs, signes de sa combustion lente; mus ces vapeurs disparurent toujours instantanément dans l'obscurité. En plaçant ainsi alternativement Fi^pareil à une vive lumière et dans une obscurité absolue, on acquérait la preuve que l'extinction de la phosphorescence dans la chambre noire n'était pas due à un état morbide de la feuille, mais rtellement à ce que, une fois soustraite à la lumière, elle cessait ornent d'émettre de l'oxygène.

iintiUMi

S 10. — DA1I8 L'oBScuarri, les plantes vivent a la façon des anuiaux

ET ÉMETTENT DE l'aGU>E CARBONIQUE.

Quelques physiologistes distinguent avec soin l'émission d'acide carbouique par les plantes, de la décomposition de ce gas. Le premier phénomène est pour eux l'analogue de la respiration des animaux, tandis que le second est un phénomène d'assimilation.

En admettant cette distinction, nous pourrions passer sous silence le phénomène d'émission d'acide carbonique, puisque c'est là une question de physiologie qui n'a pas trait au développement du végétal, mais il importe cependant de donner une idée de son importance.

En 1858, M. Corenwinder publia, sur l'assimilation du carbone par les feuilles des végétaux, un mémoire important {Ann. de chimie et depktfs.j 3' série, t. LIV, p. 821), qui peut, dans ce cas, nous servir de guide. On sait que la terre arable renferme une quantité considérable d'acide carbonique provenant de la décomposition des- matières végétales qui y sont enfouies {Ann. de chimie et dephys.^ t. XXXVII, p. 5, Mémoire sur Pair confiné dans la terre arable, par MM. Boussiogault et Lewy). Cet acide carbonique se diffuse peu à peu dans l'air ; de sorte que A l'on place, comme l'a fait M. Corenwiuder, un pot à fleur ordinaire rempli de terre, sous une cloche G lutée sur une plaque de yerre, et qu'on détermine, à l'aide d'un aspirateur A, le passage de Tair de la cloche au travers d'appareils E et F renferloant de l'eau de baryte, on peut déterminer, en pesant le précipité obtenu, la quantité d'adde carbonique contenue dans l'air aspiré (fig- 7).

Dans ses nombreuses expériences, M. Corenwinder agissait sur un pot à fleur garni de terre et de plante, puis sur le même pot dépouillé de végétaux; il admettait que dans le même temps la terre devait dégager la même quantité d'acide carbonique, et que, par

Si DU DÉVELOPPEMENT DES VÉGÉTAUX,

suite, une augmentattoo ou une âiininuûon daoa cette quantité, quand on opérait avec la plante, était due à un dégageaient ou à une absorption d'acide carbonique par la plante elle-même. Cette méthode n'est certainement pas rigoureuse ; toutefois les différences observées ont été assez sensibles pour que l'auteur ait pu Urer de ses expériences quelques conclusions importantes.

fl 1* Les végétaux exposés k l'ombre, dit>il, exhalent presque tous, dans leur jeunesse, une petite quanUté d'acide carbonique. (Voyez

GEBHIHATIOn.]

a 2° Le plus souvent, dans l'âge adulte, cette exhalaison cesse d'avoir lieu.

M 3" Un certain nombre de végétaux possèdent cependant la propriété d'expirer de l'aàde carbonique à l'ombre, pendant toutes les phases de leur existence.

Il h' Au soleil, les plantes absorbent et décomposent de l'acide carbonique par leurs organes foliaires avec plus d'activité qu'on ne le supposait jusqu'aujourd'hui. Si l'on compare la quantité du carbone qu'elles assimilent ainsi, avec celle qui entre dans leur constitutioD, on est obligé de reconnaître que c'est dans l'atmosphère, sous l'influence des rayons du soleil, que les végétaux puisent une grande partie du carbone nécessaire à leur développement.

H 5° La quantité d'acide carbonique décomposée pendant le jour, au soleil, par les feuilles des plantes, est beaucoup plus considérable que celle qui est exhalée par elles pendant la nuit. Le matin, il leur

sd/ISt souvent de trente minutes d'insolation pour récupérer ce qu'eUes peuvent avoir perdu pendant F obscurité. »

Ainsi, le phénomène de combustion, chez les végétaux, n*a pas toute rimportance qu'on a voulu lui donner dans ces derniers temps, n est certain cependant que les plantes meurent quand elles sont priyées d'oxygène, que ce gaz est nécessaire à leur vie ; mais il est certain, d'autre part, qu'elles ne s'accroissent, qu'elles ne vivent régulièrement qu'en décomposant l'acide carbonique, que c'est là leur fonction capitale. Et en effet, la plante est essentiellement un appareil réducteur, elle ne dégage pas de chaleur comme les animaux ; aussi est-elle habituellement incapable de mouvement. Tous les êtres qui se meuvent sont au contraire des machines à feu plus ou moins parfaites, et c'est précisément parce qu'ils dégagent de la chaleur, qu'ils peuvent aussi produire du mouvement. Si la plante était le siège d'une combustion régulière, elle devrait avoir une température plus élevée que le milieu ambiant ou exécuter des mouvements, et c'est ce qui n'a pas lieu.

La distinction faite par les anciens physiologistes repose donc sur les faits. Les deux règnes sont séparés par la différence de leurs fonctioDs, qui les rend nécessaires l'un à l'autre : l'un, appareil de réduction, décompose de l'acide carbonique, condense un élément combustible en absorbant la chaleur du soleil ; tandis que l'autre, au contraire, muni d'un appareil de combustion, brûle le carbone et utilise la chaleur accumulée dans la plante pour élever sa température et pour se mouvoir. (Voyez, sur ce sujet, dans Y Annuaire scientifique de l'auteur, année 1865, l'article Chaleur solaire et farces terrestres.)

AhmmvpUmm c«Hiylète d'oxyg èae |par les plantes dans l'obscarlté* —

Dans rob3curité,les plantes aquatiques émettent de l'acide carbonique, elles consomment peu à peu l'oxygène dissous, et, quand celui-ci fait défaut, elles ne tardent pas à périr asphyxiées. Quand on fait l'analyse de l'eau dans laquelle les plantes ont vécu à l'obscurité, on reconnaît qu'elles ont absorbé jusqu'à la dernière trace d'oxygène {Bulletin de ta Société chimique^ nouv. sér., t. II, p. 136), et que l'eau dans laquelle elles ont péri ne renferme plus que de l'azote et de l'acide carbonique. C'est non-seulement ce qu'il est facile de répéter dans le laboratoire, mais c'est aussi ce qu'il nous a été donné d'observer sur une grande échelle à l'école de Grignon.

Le domaine de Grignon est situé sur les deux versants d'une vallée dont le fond est occupé par un étang d'une certaine étendue. Dans cette eau végètent plusieurs plantes marécageuses complètement sub-

mergées, telles que le Potamogeton pectinatus^ le Ceraiophyllum submersum, etc. Au mois de juillet 1868 il s'y est développé en outre une telle quantité de la petite plante désignée vulgairement sous le nom de lentilles d'eau, que toute la surface de l'étang en était absolument couverte ; la plante formait un réseau assez résistant pour que de petits oiseaux pussent y marcher. Bientôt une forte odeur d'hydrogène sulfuré se répandit autour de l'étang, et l'on vit arriver à la surface ime grande quantité de poissons morts. On retira de l'étang plusieurs centaines de kilogrammes de poissons de dimensions variées.

U n'était pas possible d'attribuer à un empoisonnement par l'hydrogène sulfuré la mort de ces animaux, car les oiseaux d'eau n'auraient pas échappé à l'action de ce gaz, et l'étang restait garni de cygnes, de canards et de poules d'eau ; mais je pensai que la lentille d'eau avait formé à la surface de l'étang une couverture assez épaisse pour empêcher l'accès des rayons lumineux, et que, dès lors, les plantes submergées, plongées dans l'obscurité, avaient dû absorber Toxygène dissous, le transformer en acide carbonique ; que les poissons enfin , privés d'oxygène, avaient dû périr asphyxiés.

Pour m'en assurer, je prélevai quelques échantillons de l'eau de Tétang, en la puisant dans des bouteilles remplies d'azote, pour que l'eau, en y pénétrant, ne se trouvât pas au contact d'une atmosphère oxygénée (l). Les gaz dissous furent extraits par l'ébullition, puis analysés : on ne trouva que de l'azote et de l'acide carbonique ; il n'y avait pas une trace d'oxygène. {Comptes rendus y 1868, t. LXVII, p. 178.)

Il s'est produit dans l'eau de l'étang de Grignon, maintenue à l'obscurité par la couche épaisse de lentilles d'eau, un remarquable exemple de cette concurrence vitale & laquelle l'illustre Darwin fait, avec juste raison, jouer un rôle si important dans la succession des espèces. Dans l'obscurité où ils ont été plongés, animaux et plantes se sont trouvés n'avoir à consommer qu'une quantité limitée d'oxygène; bientôt celui-ci a fait défaut, et les animaux, moins bien organisés pour résister à l'asphyxie, ont péri rapidement.

Il résulte de Tobservation précédente que le dépeuplement des étangs, qui peut suivre le développement exagéré de la lentille d'eau, sera facilement évité, si l'on enlève celle-ci de façon à permettre un libre accès à la lumière : les plantes submergées ne sont à craindre qu'autant qu'elles sont plongées dans l'obscurité.

(1) Cette prteauUoa a été indiquée par M. Pélig ot dans ses recherches sur les eaux.

$ 11. — TEMPÉRATURE A lAQUELLE A UEU LA DÉCOMPOSITION

DE l'acide carbonique.

D'après MM. Cloëz et Gratiolet, la décomposition du gaz acide carbonique par des plantes submergées dans une eau d'abord à h degrés, qu'on laissait s'écbaufler peu à peu, ne commença qu'à 15 degrés, et atteignit son maximum vers 30 degrés. En refroidissant l'eau, on remarqua que la décomposition continuait au-dessous de 15 degrés et ne s'arrètdt complètement qu'à 1 0 degrés. Les plantes aériennes décomposent l'acide carbonique à une température beaucoup plus basse : à l'ombre, il y a eu, d'après M. Boussingault, de l'acide carbonique décomposé par les aiguilles du pin laricio^ de la température de + 0*,5 à 2^,5, par l'herbe de la prairie (graminées) de + 1*,5 à 3",5.

n est vraisemblable, au reste, que cette température, limite audessous de laquelle les plantes cessent de décomposer l'acide carbonique, varie beaucoup d'une espèce à l'autre; il ne faudrait pas croire cependant que les plantes que l'on rencontre parfois sur les montagnes soient soumises durant leur période de végétation à des froids excessifs; le sol qui les porte s'échauffe sous l'influence du soIeU. M. Marlins a vu dans les Alpes le thermomètre placé sur du sable et exposé au soleil, marquer 12 degrés, tandis que l'air, à l'ombre, n'atteignait qu'une température de — S"",!. « Souvent, dit le savant naturaliste de Montpellier {Ann. de chimie et de phys., y série, 1860, t LVIII, p. 208) , quand on met le pied sur le bord d'un champ de neige, le poids du corps fait rompre une croûte superficielle qui ne repose pas sur le sol, dont la chaleur a fondu la couche de neige en contact avec lui. Quelquefois le voyageur aperçoit avec étonnement, sous ces voûtes glacées , des soldanelles en fleur et les rosettes de feuilles du vulgaire pissenlit. » A travers cette couche de neige, les rayons calorifiques et lumineux du soleil peuvent passer et déterminer les phénomènes qu'ils provoquent dans les circonstances ordinaires.

g 12. — LES FEUILLES VIVANTES SEULES DÉCOMPOSENT l'aUDE