II. NOMÈNES INTIMES DE LA FECONDATION

ir le trajet de l'ovaire à la trompe, ou mieux encore au niveau du pavillon de la trompe, que se produit la rencontre

: - avec l'ovule, la fécondation, comme le prouvent . ïsesses péritonéales ettubaires.

Quant au phénomène même de la fécondation, il ré.-ulte delà pénétration des spermatozoïdes dans l'épaisseur même de l'ovule.

Rôle du spermatozoïde. — Le rôle du spermatozoïde dans la

ûdat el sa ..étration au sein de l'ovule ont été longtemps

méconni s. A s la déc ." des filaments spermatiques et à

l'époque n. m [ues auteur- exagéraient l'importance de

t au poi: voir une miniature de l'être futur, d'autres

auteur-. t- ar : d contre l'opinion précédente.

tendaie. : restre singulièrement le rôle du spermatozoïde.

Pour eux. la partie liquide du sperme aurait seule joui de la propriét udante, et si l'on trouvait dans ce liquide des éléments.

anima is de mouvements, on n'attribuait à

mouvement:- d'autre rôle que celui d'agil perpétuellement la liqueur fécondante, d'y en la vie. ' ...pêcher la putréfac-

tion ! Bien plus, quelques-uns plaçaient la faculté fécondante non pas us le liquide, n - seulement dans une émanation subtile, dans une vapeur qui s'en serait dégagée, et cette théorie, dite de Va alis, était si généralement admise vers la fin du

dix-huitième siècle, que Spallanzani, auquel nous devons les pie: . - tentatr frimentales sur la génération, crut devoir

en faire une réfutation en règle. L'expérience de Spallanzani fut ti • simple, mais très démonstrative 1787). Ayant pris deux cupules en forme de verres de montre, il plaça dans l'une du sperme de grenouille et dans l'autre des œufs de grenouille fraîchement pendus : l'albumine qui entoure ces œufs les rendait adhérents à la cupule, de sorte qu'il put renvei lle-ci et la superpe

dan position à celle qui renfermait le sperme. Or. dans

FÉCONDATION 6gi

conditions, quoiqu'il laissât longtemps ces éléments de la génération dans cet étal de voisinage, mais non de contact, la fécondation n'avait pas lieu, quoique rien n'empêchât l'aura seminalis de s'exhaler et d'atteindre les œufs. Mais si, prenant ensuite un peu de sperme et quelques-uns de ces œufs, il les mélangeait dans un autre vase, il voyait la fécondation s'opérer, c'est-à-dire que les ■ développaient ultérieurement (segmentation et apparition de la gouttière médullaire, etc.). Une autre expérience de Spallanzani, non moins démonstrative que la précédente, et qui a été bien souvent répétée depuis lors, notamment par Prévost et Dumas, consiste à filtrer du sperme au-dessus d'un vase renfermant des ovules. La partie liquide du sperme traversant seule le filtre à l'exclusion des spermatozoïdes, la fécondation ne se produit pas; plus le filtre est épais, moins il y a d'ovules fécondés (avec un filtre mince, le microscope montre qu'il passe quelques spermatozoïdes). Ces expériences sont suffisamment claires par elles-mêmes pour qu'il soit inutile d'y insister ; elles démontrent qu'il faut absolument le contact direct de l'élément mâle avec l'élément femelle pour que ce dernier soit fécondé.

Voyons maintenant comment l'élément mâle pénètre l'ovule. De deux choses l'une : ou bien l'ovule est entouré extérieurement d'une coque, c'est-à-dire d'une membrane d'enveloppe résistante, ou bien il est dépourvu de toute enveloppe solide. Dans le premier cas, qui est celui des poissons osseux, par exemple, la coque est percée, en un point, d'un orifice extrêmement petit, le micropyle, orifice infundibuliforme disposé de telle façon qu'il ne peut livrer passage à plus d'un spermatozoïde à la fois. Quant au cas où il n'existe pas de coque autour de l'ovule, c'est de beaucoup le plus général, c'est celui de l'ovule de la femme et des mammifères en général. Mais, dira-t-on, n'y a-t-il pas alors la membrane vitelline qui fait obstacle à la pénétration du spermatozoïde? Il est prouvé aujourd'hui qu'un grand nombre d'ovules sont simplement entourés, au moment où la fécondation va s'accomplir, d'un zone pellucide! c'est-à-dire d'une couche plus dense, d'aspect particulier, mais qui, à l'état normal, est toujours fluide et perméable. Fol (de ( renève) a montré que, en mettant en contact avec l'ovule des liquides contenant des vibrions, ceux-ci traversaient cette couche pellucide et se retrouvaient dans le viteUus ; à plus forte raison, la zone pellucide est-elle perméable pour les spermatozoïdes. Quant à la membrane vitelline, en tant que membrane résistante et imperméable aux corpuscules figurés, c'est une formation secondaire qui n'existe pas sur l'œuf non fécondé ; à peine le premier spermatozoïde a-t-il pénétré dansle vitellus, qu'on voit l'ovule s'enkyster

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presque subitement, par condensation de sa couche périphérique, et en vertu d'une sorte de phénomène cataly tique dont on ne saurait préciser davantage la nature.

Il nous reste à voir maintenant comment s'opère la fusion de l'ovule et du spermatozoïde, et quels sont les résultats de cette fusion, phénomènes jusqu'à ces derniers temps mal connus et longtemps réputés mystérieux. C'est sur l'œuf des animaux à fécondation externe qu'il a été tout d'abord possible de suivre toute la série de ces phénomènes. L'œuf des limnées et des planorbes, mollusques qui vivent dans nos étangs, et qu'on peut se procurer facilement, a surtout servi à ces observations, qui ont été reprises et complétées récemment sur l'œuf des oursins et des étoiles de mer, ainsi que sur celui des poissons. Mais notons tout de suite un fait important. Certaines phases du processus qu'on a pu saisir sur l'œuf des animaux supérieurs s'y sont montrées absolument les mêmes que sur l'œuf des espèces à fécondation externe, si bien que nous sommes pleinement autorisés à conclure de cette similitude partielle à une identité complète, et, partant, à combler les lacunes que présente encore l'histoire de la fécondation chez les vertébrés les plus élevés, par la connaissance plus complète que nous en avons chez les êtres placés plus bas dans la série.

Parmi ces processus, le plus général est celui dit de la production des globales 'polaires, phénomène resté longtemps mystérieux, et dont on connaît aujourd'hui les rapports intimes entre les deux actes essentiels dont l'un constitue la maturation de l'œuf, et l'autre la fécondation proprement dite.

Rappelons d'abord la série de phénomènes dès longtemps décrits par Ch. Robin, et que les recherches récentes sont venues confirmer en montrant leur signification intime. Ces phénomènes, qui préludent a la fécondation, l'accompagnent et la suivent, sont, d'après les études sur les œufs d'invertébrés: 1° disparition de la vésicule gerrninative; 2° excrétion des globules polaires; 3° apparition du noiau vtellin; 4° segmentation du vitellus. La fécondation proprement dite, c'est-à-dire la pénétration du spermatozoïde, se placerait, et cela est parfaitement exact d'après les nouvelles recherches, soit entre la première et la deuxième phase, soit entre la deuxième et la troisième.

lo H était reconnu depuis longtemps que la disparition delà vésicule qerminative est le signe de la maturité de l'œuf. Quant à la question de savoir si cette disparition est réelle, s'il s'agit d'une véritable dissolution, ou si la vésicule devient simplement moins visible en changeant de place, on n'était pas jusqu'ici parfaitement d'accord la-dessus. Dans l'opinion de Ch. Robin, la vésicule disparaîtrait; nous venons qu'il n'eu est lien.

2° Après la disparition de la vésicule germinative, le protoplasma

devient transparent en un pôle «le l'œuf. Cette calotte sphérique, au niveau de laquelle les granulations vitellines ont absolument disparu, se soulève bientôt sous tonne d'une saillie hyaline et translucide, d'abord hémisphérique, puis conoïde, sorte de bourgeon résultant d'une véritable gemmation de la substance «lu vitellus. Puis la saillie s'étrangle à sa base, et, cet étranglement se prononçant de plus en plus, elle finit par être complètement séparée du vitellus, et se présente alors sous forme d'un globule de protoplasma amorphe; c'est le premier globule polaire, dont la formation peut être presque aussitôt suivie de celle d'un second globule identique. Rien n'est plus facile à observer que cette émission des globules polaires sur l'œuf des linmées et des planorbes, vers le mois de février. Ces globules, dont la signification n'a pas laissé que d'intriguer les observateurs, ont été qualifiés de polaires, parce que le premier sillon de segmentation du vitellus a pour point de départ constant le pôle au niveau duquel ils se forment; on les a appelés encore, pour la même raison, sphères de direction, globules de direction ; ils sont nommés aussi quelquefois globules de rebut, parce qu'une fois excrétés ils tombent en deliquium et ne servent plus à rien.

3° Peu de temps après la sortie du dernier globule polaire, on voit apparaître par genèse, — nous en sommes toujours à l'ancienne description, — au centre du vitellus, un corps sphérique, brillant, dense et homogène; c'est le noyau vitellin, qui marque une ère nouvelle dans l'existence de l'œuf. Son apparition n'a lieu, en effet, qu'après que la fécondation s'est opérée.

Acte intime delà fécondation. — Cherchons maintenant à connaître les choses telles qu'elles sont réellement, et à mettre face à face les faits tels qu'on les décrivait jusqu'ici, et tels que nous les montrent aujourd'hui les travaux des observateurs récents. Ces travaux, qui ont si profondément modifié l'état de la science sur cette question, ont été poursuivis simultanément par trois embryologistes qui observaient isolément et sans avoir réciproquement connaissance de leurs recherches : H. Fol (de Genève), dans le golfe de Messine et au laboratoire de zoologie maritime de Naples ; 0. Hertwig, dans les mêmes parages, et Selenka, à Rio- Janeiro. Les résultats auxquels ils sont arrivés sont parfaitement concordants; et, leurs observations se complétant les unes par les autres, c'est une description moyenne en quelque sorte que nous allons donner, sans nous attacher à suivre l'un d'eux de préférence. Nous distinguerons ici deux ordres de phénomènes : A, phénomènes reliant la disparition de la vésicule germinative à l'émission des globules polaires ; B, phénomènes reliant la sortie des globules polaires à l'apparition du noyau vitellin.

A. Sur l'œuf récemment pondu d'un stelléride (Asterias glacialis, 0. F. Millier), œuf présentant une couche périphérique

094 appareil génital

plus molle, non condensée en membrane, un contenu granuleux, niais transparent, avec une vésicule germinative presque toujours excentrique, on voit cette vésicule, après quelques minutes de séjour dans l'eau de mer, se transformer en une tache plus claire. Cette tache change alors de forme : elle s'allonge en un fuseau qui se met à voyager dans l'intérieur du vitellus et se déplace vers le pôle supérieur de l'œuf : ce fuseau est à ce moment tantôt transversalement, tantôt verticalement dirigé, et si alors on fait agir sur lui l'acide acétique (ou picrique), ou même sans avoir recours à aucun réactif, on peut voir chacune des extrémités de ce fuseau devenir foncée et former comme un centre d'attraction autour •duquel les granulations vitellines viennent se grouper en formant des traînées rayonnantes. En même temps, dans l'intérieur du fuseau se dessinent des filaments qui relient ses deux pôles l'un à l'autre, et qui semblent formés d'un protoplasma plus réfringent que le milieu dans lequel il est plongé. On a appelé ces filaments rayons ou filaments bipolaires, en raison de leur direction. La figure tout entière du fuseau, avec ses extrémités en étoiles, constitue ce que Fol a nommé un amphiaster; chacune de ces étoiles •est un aster.

On voit alors l'amphiaster se rapprocher de plus en plus de la périphérie de l'œuf, périphérie avec laquelle, à un moment donné, un des asters se trouve en contact. Cet aster repousse devant lui ■une petite portion du protoplasma ovulaire, et la surface de l'œuf se soulève à son niveau pour former une sorte de bosse parfaitement transparente : cette protubérance s'allonge de plus en plus puis elle s'arrondit au sommet, tout en resserrant à la base, et finit j>ar se détacher du vitellus pour constituer le premier globule polaire (fig. 195). Les réactifs montrent que la moitié interne -seulement de l'amphiaster est restée dans le vitellus, tandis que sa moitié externe en est sortie avec le globule polaire qu'elle •constitue essentiellement. Après une période de repos assez brève, l'aster disparu se reforme dans le vitellus, l'amphiaster se reconstitue avec ses deux étoiles et son fuseau à filaments bipolaires, en sorte que nous obtenons exactement la même image qu'au moment où le premier globule polaire allait se former : puis la même série de phénomènes se reproduit, et un second globule de rebut est excrété, entraînant avec lui, comme précédemment, une moitié d'amphiaster. Il reste dans l'œuf, en définitive, la moitié à peu près de la vésicule germinative, ou plus exactement la moitié du second amphiaster de rebut, sous forme d'une vésicule dans laquelle les réactifs montrent une disposition ravonnée (aster, fig. 196).

1 UCONDATION

A ce moment, ce reliquat de la vésicule germinative s.- condense pour former un petit noyau arrondi qui abandonne La périphérie de l'œuf et Be déplace Lentement d'abord, puis de plus en plus vite, vers le centre du vitellus. <> corpuscule est ce qu'on appelle le pronucleus femelle ou aster femelle : ce n'esl pas encore le noyau vitellin, mais seulement la moitié de ce noyau, que nous allons voir provenir de la fusion du pronucleus femelle avec un pronucleus mâle émané du spermatozoïde.

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Fi<.. 195. — Portion d'oeuf d* As terias glaciali? au moment où le premier irlobule polaire se détache et le reste du fuseau se rétracte dans L'œuf.

Fig. 1%. — Portion de l'œuf à'Aslertoa

glaci'ilis immédiatement après la formation du second globule polaire. — (Empruntée à Fol, Fécoii lation) .

Tels sont les phénomènes qui rattachent la prétendue disparition de la vésicule germinative à rémission des globules polaires : il est maintenant certain que la vésicule germinative ne se liquéfie pas, comme on le croyait il n'y a pas longtemps : nous venons de voir, en eftet, que, même après que les globules polaires s'en sont détachés, il reste encore quelque chose d'elle à l'intérieur de l'œuf. Ce quelque chose, c'est le promtclèus femelle. Avant d'aller plus loin, donnons la signification d'une dénomination de date récente, celle de fuseau de direction. Le fuseau de direction, — ainsi nommé pour le distinguer du fuseau de segmentation dont nous allons avoir à parler (p. 702), — n'est pas autre chose que Yamphiaster précédemment décrit.

B. Nous arrivons maintenant à ce moment si important du processus de la fécondation où, les spermatozoïdes abordant l'ovule, une vie nouvelle semble être communiquée à celui-ci. Cette question de la pénétration dans le vitellus de l'élément fécondadeur a été parfaitement étudiée, dans ces derniers temps, par Fol et par Selenka. Ces observateurs, faisant tomber sur des œufs d'oursin parvenus à maturité la semence du niâle, ont vu se dérouler sous leurs yeux le spectacle le plus intéressant auquel il puisse être donné à un naturaliste d'assister. Si l'on place sous le microscope des oiufs ainsi fécondés artificiellement, on voit le champ parcouru

APPAREIL GENITAL

par les spermatozoïdes qui avancent lentement et droit devant eux grâce aux mouvements ondulatoires de leur flagellum vibratile. Toutes les fois que la tête d'un spermatozoïde arrive au contact de la couche périphérique, molle et pellucide, de l'œuf, le spermatozoïde reste pris, et les mouvements de sa queue ne tendent qu'à le faire s'enfoncer davantage dans cette couche molle. Toutefois, la plupart des zoospermes ne pénètrent que peu avant dans l'épaisseur de cette couche, et restent près de sa surface ; quelquesuns seulement, en petit nombre, réussissent à se frayer peu à peu un chemin. Parmi ces quelques privilégiés, il y en a un qui réussit à devancer ses rivaux et qui arrive premier au but. Le voici parvenu au voisinage du vitellus (fig. 197, en A). Aussitôt qu'il

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Fie. 197. — Spermatozoïdes arrivés dans la membrane mucilagineuse t^œuf à'Asterias glaciolis)*.

en approche, la couche superficielle du protoplasma ovulaire sesoulève en forme de cône plus ou moins effilé, sorte d'apophyse hyaline qui marche à la rencontre du spermatozoïde et s'allonge jusqu'à ce qu'elle l'ait atteint. Dès qu'il y a contact (fig. 197, enB), le cône d'attraction, ainsi que l'a nommé Fol, cesse de s'étirer et commence, au contraire, à rentrer dans le vitellus. Ce mouvement de retrait, succédant au mouvement d'extension du cône d'attraction, est-il dû à une rétraction active de ce cône ou à l'énergie propre du spermatozoïde, c'est ce qu'on ignore, mais toujours est-il qu'à un moment donné cône et spermatozoïde finissent par se trouver englobés dans la masse vitelline. Hâtons-nous d'ajouter ici que la tête seule du spermatozoïde pénètre dans le vitellus ; la queue reste embourbée dans la couche mucilagineuse périphérique. C'est, en effet, un organe de locomotion devenu désormais inutile.

* En A, formation du cône d'attraction ; — en B, rencontre de ce cône avec le spermatozoïde.

Avant de suivre le spermatozoïde dans ses transformations ulté rieures, notons un fait qui reste encore inexpliqué dans sa eau.--, mais dont l'importance esi c ►nsidérable : à peine le contact entre le sommet du cône d'attraction et la tétedu spermatozoïde estril établi depuis quelques instants, que la couche hyaline de Barcode qui

jupe la surface du vitellus, et avec laquelle le cône d'attraction semble être en continuité de substance (couche enveloppante de Fol), prend îles contours plus foncés et plus nets; elle se transforme en une véritable membrane entourant le vitellus. 11 y a là un phénomène ea ta ly tique tout particulier, déterminé bien évidemment par le contact de l'élément fécondateur, mais dont la nature ne nous est pas autrement connue.

L'extrémité céphalique du spermatozoïde (tête proprement dite, c'est-à-dire le noyau de la cellule mâle) parvenue dans le vitellus, se gonfle et forme une petite tache claire qui reste d'abord immobile et sans changements apparents pendant plusieurs minutes. Abandonnant ensuite la surface du vitellus pour se rapprocher du centre de l'œuf, cette tache s'entoure de rayons constitués par des granules vitellins qui se disposent en lignes droites, convergeant toutes vers le centre de la tache, et séparées les unes des autres par des lignes claires et transparentes, affectant la même disposition; celles-ci sont, suivant toute apparence, des courants de sarcode vitellin venant confluer en un amas central. La ligure qui prend ainsi naissance est un aster môle; de même que l'aster femelle que

.wfisPîte

Sf*A

Fie. 19S, 10'J, 200. — Trois stades successifs dans la f jsïoix des pronucléus mâle et femelle chez VAstericu glacialis.— Œuf vivant (emprunté à F«l, Fécondation).

nous avons vu résulter du fractionnement du second amphiaster de rebut, l'aster mâle se rapproche de plus en plus du centre de l'œuf, c'est-à-dire marche à la rencontre du pronucléus femelle. Parvenu au voisinage de celui-ci, il se dépouille en partie de ses rayons, et c'est sous la forme d'un noyau plus ou moins bien circonscrit qu'il arrive au contact du corpuscule femelle. Ce noyau, c'est le pro nuclèus maie.

On assiste alors au phénomène suivant: les deux pronucléus se fusionnent; il se fait une véritable conjonction, le pronucléus femelle se creusant parfois en forme de croissant, de manière à