NUTRITION ET DÉVELOPPEMENT DES ÊTRES MICROSCOPIQUES

M. Raulin. Mais ce que l’on sait sur d’autres espèces prouve que l'on retrouverait pour elles, dans une étude plus soio-oeuse, des phénomènes du même ordre que ceux que M. Raulin a découverts, et que nous avons dès lors le droit d’exposer comme des faits généraux de l’histoire des infiniment petits.

La plante étudiée par M. Raulin est une mucédinée, un de ces végétaux microscopiques qu’on voit se développer en touffes sur les matières organiques, et dont le plus connu est la moisissure bleue, nommée pénicillium glaucum, qui envahit si facilement le pain, les confitures et le fromage. La planche II représente à deux grossissements différents, dans leur port général, et dans leur mode de fructification, ce pénicillium et la plante cultivée par M. Raulin, qui porte le nom à'aspergillus niger ou mieux de stei'igmatocystis niger. Elles sont toutes deux formées, comme du reste toutes les végétations microscopiques, d’un mycélium ramifié qui vit dans le milieu nutritif, et d’où s’élancent dans l’air les filaments sporifères. Ceux-ci sont rameux, au moins à l’extrémité, dans la famille des pénicilliums. Dans les aspergillus, ils serenflent à leur partie supérieure en un capitule rondé, chargé de bouquets de spores sphériques et un peu hérissées ( c ). Ces spores ensemencées en terrain favorable donnent bientôt, comme cela est représenté en d, des tubes mycéliens qui s’enchevêtrent et formentune couche d’abordjaunâtre, puis brun foncé, quand de nouveaux filaments sporifères ont apparu et que la fructification se produit.

Cet aspergillus pousse très facilement sur le pain mouillé de vinaigre, sur le jus ou les tranches de citron, sur les fruits ou les liqueurs acides, et on pourrait croire que ces milieux complexes sont ce qui lui convient le mieux. M. Raulin a prouvé qu’il en était autrement. Le milieu purement minéral qu’il a réussi à constituer pour son aspergillus, à la suite de longs et minutieux tâtonnements, donne en un temps plus court un poids de plante supérieur

à celui de tout autre milieu organique, animal ou végétal. Bien plus, avec ces derniers, la récolte est incertaine, soumise à une foule de hasards ou de caprices apparents. Elle est constante sur le milieu minéral, à un vingtième près de sa valeur. Tandis que dans la nature, la plante rencontre des parasites qui la gênent et quelquefois l’étouffent, elle recouvre le liquide où M. Raulin la fait vivre d’une couche serrée, homogène, d’aspect vigoureux, et c’est elle qui étouffe toutes les végétations qui pourraient tenter de lui disputer la place.

Arrêtons-nous un instant sur cette notion, et transportons-la sur un plus grand théâtre. Nous verrons quelle n’est pas autre chose que le combat pour l’existence entre les êtres de la création. Ils ont tous leurs ennemis ou leurs parasites, leur loi commune est de manger ou d’être mangés, et il ne manque pas de prétendues lois naturelles permettant de s’expliquer comment ils arrivent à résoudre ce dilemme dans le sens le plus favorable. Avec notre aspergillus, la solution est plus simple. Nous connaissons avec lui les conditions de la lutte. Elles sont d’un ordre purement chimique. On peut bien dire que l'aspergillus n’écrase ses ennemis que parce qu'il est vigoureux, mais il n’est vigoureux que parce qu’il trouve dans son milieu nutritif tous les éléments dont il a besoin. Si un d’eux lui manque, il vit encore, mais plus péniblement, et sa force de résistance diminue. Si plusieurs lui font défaut, il s’étiole, et cède la place à une espèce voisine, moins exigeante que lui, ou ayant des besoins différents qui sont mieux satisfaits.

Voilà ce que nous pouvons déjà conclure de l’observation générale et préliminaire que nous venons de faire, mais si nous entrons dans le détail, si nous cherchons quelle est la nature et le poids des aliments dont la présence ou l’absence se traduit par des effets si remarquables, nous allons trouver des faits encore plus curieux. Voici quelle est la composition du milieu nourricier de

NUTRITION ET DÉVELOPPEMENT DES ETRES MICROSCOPIQUES. 45 l’aspergillus, que l’on désigne d’ordinaire sous le nom de liquide Raulin.

Eau 1,500 gr.

Sucre candi 70

Acide tartrique 4

Nitrate d’ammoniaque 4

Phosphate d’ammoniaque. . . 0,6

Carbonate de potasse 0,6

Carbonate de magnésie. ... 0,4

Sulfate d’ammoniaque 0,25

Sulfate de zinc. 0,07

Sulfate de fer 0,07

Silicate de potasse 0,07

Si on compte les divers éléments introduits dans ce liquide, et si on y ajoute l’oxygène de l’air, dont la plante consomme de grandes quantités, on verra qu’il ne lui faut pas moins de douze substances pour son plein développement.

Elle a, en outre, besoin d’une température voisine de 55°, d’un air humide et convenablement renouvelé. Elle pousse d'ailleurs mieux sur un liquide peu profond. On la cultive dans des cuvettes en porcelaine plates, qu’on laisse découvertes et où le liquide occupe une hauteur de 2 à 3 centimètres. Lorsque ces conditions sont réunies, si on sème à la surface du liquide des spores du végétal, on voit, au bout de vingt-quatre heures, une membrane blanchâtre et continue recouvrir le liquide. C’est le mycélium de la plante, qui fructifie le jour suivant. Au bout de trois jours, le cycle de la végétation est complet. On enlève la plante, on sème de nouveau des spores sur le liquide qui reste, et trois jours après on obtient une nouvelle récolte un peu plus faible que la première. L’ensemble des deux équivaut à 23 grammes de plante pesée à l’état sec, et le iquide nutritif est alors tellement épuisé, qu’il est presque

devenu de l’eau pure, tous ses éléments ayant été assimilés ou transformés.

Considérons cette mucédinée comme un végétal, ce dont son aspect nous donne le droit. C’est, avec les chiffres ci-dessus, une récolte de plus de 10,000 kilogrammes à l’hectare, et cela en six jours. Considérons-là comme un animal, auquel elle ressemble par son mode d’alimentation, puisqu’elle consomme du sucre et ne prend à l’air que son oxygène, nous voyons- qu’on en peut obtenir 25 grammes avec 80 grammes environ d’aliments divers. Le tiers environ de ceux-ci s’organise et devient vivant. Que sont, auprès de pareils résultats, les phénomènes de vie végétale et animale que nous observons tous les jours.

Poursuivons notre étude. Cherchons, par exemple, par quel chiffre se mesure l’utilité de la potasse dans le liquide nourricier. Faisons vivre pour cela la plante dans deux cuvettes jumelles, d’un côté sur le liquide complet, de l’autre sur le liquide sans potasse. Dans le premier cas, il se produira, comme à l’ordinaire, à un gramme près, 25 grammes de plante. Dans l’autre, un gramme seulement. La récolte tombe donc au f5 de ce qu’elle était. Elle tombe au ^ quand on supprime l’acide phosphorique,au ^ quand on supprime l’ammoniaque. De cela, sauf la petitesse des chiffres, on n’a guère le droit de s’étonner. Il y a longtemps qu’on sait que la potasse, l’acide phosphorique, les sels ammoniacaux sont d’excellents engrais. Mais la suppression du zinc réduit la récolte au — de ce qu’elle était, en d'autres termes la ramène de 25 grammes à 26r,5. Or, la quantité d’oxyde de zinc qui produit cet effet n’est que de -4 centigrammes, renfermant seulement 32 milligrammes de zinc. L'action de cette faible quantité de métal suffit donc à produire une plus-value de 22er,5 dans la récolte, c’est-à-dire qu’elle permet la formation d’un poids de plante 700 fois supérieur au sien. Gela n’est-il pas singulier? Cela ne le devient-il pas encore davantage quand on songe que la plante, si sensible à l’action du zinc, est obligée de le puiser

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dans un liquide où il est dilué au De quelles proportions infinitésimales d’un élément utile peut dépendre la sauté d’un être vivant, la prospérité d’une culture !

Enfin, si on songe que sur un liquide qui contient seulement -i^de zinc, une ou deux générations d’aspergillus peuvent, en absorbant complètement ce métal, rendre 1 existence d une nouvelle génération chetiveou impossible, que sur un tel liquide un nouvel ensemencement, j’allais dire une nouvelle inoculation resterait sans effet, qui pourrait ne pas être surpris de la perspective qui s’ouvre sur les propriétés si merveilleuses et si étranges des virus vaccins que nous aurons à étudier bientôt?

Mais notre végétal est encore plus sensible, s’il est possible, à l’action des éléments qui lui sont nuisibles. Ajoulet-on au liquide nourricier 7^^, un seize cent millième de nitrate d'argent, la végétation s’arrête brusquement. Elle ne peut même pas commencer dans un vase d’argent, bien que la chimie soit presque impuissante à montrer qu’une portion de la matière du vase se dissout dans le liquide. Mais la plante l’accuse en mourant. Elle accuse de même — - de sublimé corrosif, ^ de bicklorure de platine, ^ de sulfate de cuivre. Une simple réflexion rendra ces chiffres intéressants. Supposons que l’aspergillus soit un parasite humain pouvant vivre et se développer dans l’organisme, et l’envahissant tout entier, la quantité de nitrate d’argent nécessaire pour le faire disparaître du corps d’un homme pesant 60 kilos serait seulement de -40 milligrammes. S’il se développait seulement dans le sang, un être aussi sensible que l’aspergillus à l’action du nitrate d’argent n’exigerait pas plus de S milligrammes de son toxique.

U nous reste un dernier fait à signaler. La plante étant S'ils chlorophylle, on peut être surpris de voir le fer au nombre de ses éléments nutritifs. Ce métal parait, en effet, jouer un rôle spécial. M. Raulin pense, et quand on lit les raisons qu’il en donne, il est difficile de ne pas partager son

opinion, que le fer n’est utile que parce qu’il détruit, au fur et à mesure de sa production, un poison secrété par la plante, et qui, en s’accumulant dans le liquide, finirait par la tuer. C’est ainsi qu’un animal périt quand il n’élimine plus l’urée produite dans ses tissus. Le fer ne serait donc pas mis physiologiquement en œuvre par la plante, il lui servirait seulement de contrepoison.

On vient de voir quels enseignements curieux, quelles vues originales et fécondes nous a fournies Tétude de l’alimentation minérale de notre aspergillus. On peut affirmer que tous les autres ferments ne sont pas moins difficiles et moins impressionnables que lui. Tous, comme les êtres plus élevés en organisation, ont leur vie propre et complexe, leurs besoins spéciaux, des substances qu’ils craignent et d’autres qu’ils recherchent. Les levûres veulent de la chaux dont l’aspergillus n’a pas besoin, d’autres espèces exigent du manganèse. Il en est qui vivent dans des solutions de nitrate d’argent ou de bichlorure de mercure où toutes les autres périssent. Bref, tous les cas sont réalisés dans l’infinie variété des espèces qui composent le monde des infiniment petits, et nous comprenons bien maintenant ce qui pouvait nous étonner en commençant, qu’il y ait toujours des êtres pour toutes les infusions et pour tous les liquides de culture.

La même diversité et la même sensibilité existent visà-vis de l’action de la chaleur. Tous les microbes ont une température de prédilection au-dessus et au-dessous de laquelle ils souffrent, et sont prêts à céder la place à une espèce voisine. Quelques degrés de plus ou de moins suffisent quelquefois à -amener ce résultat. Quand la température baisse, les mouvements deviennent moins rapides, la reproduction plus lente, mais la vie ne disparait pas chez ceux qui la possèdent, même au voisinage de 0°. Toute génération nouvelle d’êtres est seulement suspendue. Quand la température s’élève au-dessus du degré le plus favorable, la vie ne devient pas seulement difficile, comme dans le

nutrition et développement des êtres microscopiques. 49

cas d'un refroidissement, elle semble devenir pénible : les formes changent et peuvent devenir monstrueuses. Certaines sécrétions sont atteintes, et la mort arrive à une température variable pour chaque espèce, et d’autant plus élevée que cette espèce demande plus de chaleur pour les actes de sa vie normale.

Cependant, à 100°, toute vie est, en général, éteinte chez les êtres adultes. Seuls, les germes ou spores résistent à l’ébullition, obéissant en cela à la grande loi naturelle qui fait que l’œuf est toujours mieux protégé et plus résistant que l’animal qui l’a produit. Pour tuer et stériliser les liquides qui en renferment, il faut les porter à 110° ou à 115°. C’est, en effet, la précaution que nous avons indiquée comme nécessaire, quand nous avons voulu préparer, pour nos tubes Pasteur, des infusions sûrement débarrassées de tout germe vivant.

Pourtant, dans un grand nombre de cas, on se le rappelle, il nous a suffi de faire bouillir nos liqueurs. Pourquoi cette différence? C’est qu’en général, toutes celles dont nous nous sommes servis sont un peu acides. Or, une légère acidité diminue beaucoup la résistance des germes à l’action de la chaleur. Par contre, une légère alcalinité l’augmente. Une simple ébullition, même longuement prolongée, ne suffit pas à stériliser le lait, qui est normalement un peu alcalin. Deux courtes ébullitions, à un jour de distance, suffisent, au contraire, presque sûrement à amener ce résultat, parce que, dans l’intervalle, et surtout si le lait n’a pas été conservé au froid, les spores ont donné en germant des êtres adultes beaucoup moins résistants qu’elles-mêmes. Une infusion de foin est sûrement stérilisée à 100°. Qu’on y ajoute un peu de potasse pour la rendre alcaline, il faudra la chauffer à 1 15°.

U y a sans doute en jeu dans tous ces phénomènes une question de coagulation de la matière albuminoïde. C’est, en effet, une erreur de croire que toute albumine est coagulée avant 100°. Nous verrons, à propos des ferments

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des matières azotées, qu’il y a, dans ces infiniment petits, des albumines très diverses, dont quelques-unes ne se coagulent que beaucoup au-dessus de 100°, pourvu que le liquide soit neutre ou alcalin, mais qui résistent beaucoup moins, s’il est acide. Que l’œuf en contienne une, et l’adulte une autre ou plusieurs autres différentes, c’est ce que l’exemple de la poule et de l’œuf nous porte à admettre facilement, et il n’en faut pas plus pour expliquer les faits, si singuliers au premier abord, que nous venons de relater.

Une deuxième circonstance, indépendante de la première, favorise la stérilisation des liquides faiblement acides, renfermant des germes, c’est que la plupart de ces germes sont gênés dans leur premier développement par l’acidité de la liqueur. Lors donc que celle-ci ne se peuple pas, ce n’est pasqueses germes soient morts, c’estqu’ils ne peuvent commencer à proliférer. Si dans ce liquide inerte, on fait arriver un fragment de potasse rougi qui le rende alcalin sans lui apporter rien de vivant, on le voit se troubler au bout de quelques heures.

En général, les germes qui résistent le mieux sont ceux des vibrions, et, parmi ceux-ci, les germes des espèces les plus petites et les plus inférieures, les plus répandues aussi, ceux des bactéries. Toutes les eaux qui courent à la surface du globe en renferment et en laissent déposer en se desséchant sur les corps qu’elles ont mouillés. Le meilleur moyen de s’en débarrasser est de chauffer l’eau à 115° et les corps solides à 150°. Tous ces germes sont, en effet, beaucoup plus résistants à l’état sec qu’à l’état humide.

Les conditions d’acidité ou d’alcalinité de l'infusion, qui ont une si grande influence sur la vitalité des germes, commandent aussi, en quelque sorte, la nature des êtres qui viennent y habiter. Les liqueurs acides sont, en général, plus favorables aux mucédinées, aux levures et aux mycodermes; ce n’est que très exceptionnellement, et seulement en passant, qu’on y trouve des formes mobiles, vi-

.nutrition et développement des êtres MICROSCOPIQUES, ol

irions, bactéries ou monades. Ces espèces apparaissent, au contraire, de préférence dans les liquides neutres ou alcalins, où les mucédinées ont à leur tour beaucoup de peine à vivre.

C’est pour cela que, lorsque nous avons voulu obtenir de belles récoltes d 'aspergiltus niger, nous avons été obliges d’ajouter à son liquide nourricier de l’acide tartrique. Cet acide n’est pas un aliment à proprement parler, on le retrouve à la fin de l’opération à peu près inaltéré : mais il protège la plante contre un grand nombre des espèces qui pourraient être tentées de lui disputer le terrain. Nous retrouvons encore ici, comme plus haut, un jeu de protection vitale. On peut même faire à ce sujet une expérience particulièrement intéressante et probante.

Sur deux liquides nourriciers, l’un avec et l’autre sans acide tartrique. on sème l’aspergillus. Sur l’un, très belle récolte au bout de trois jours; sur l'autre, développement nul ou insignifiant. En revanche, le premier liquide reste limpide, le second se trouble et se peuple d’espèces vivantes et agiles, appartenant au monde des bactéries. A ce second liquide on ajoute maintenant l’acide tartrique. Presque aussitôt, la scène change, les spores de mucédinées étouffées jusque-là prennent le dessus, se développent activement et donnent une récolte presque aussi belle que dans l’autre liquide. On ne leur a pourtant fourni aucun aliment nouveau. Elles ont eu dès l’origine tout ce qu’il leur fallait pour se développer; mais les conditions de milieu n’étaient pas favorables, et leur vie est restée latente jusqu’au moment où ces conditions ont changé.

On rencontre à chaque pas des exemples de ce fait quand on étudie les infiniment petits. Le jus de raisin, acide, est très facilement envahi par les mucédinées lorsqu’il est à l’air. Lorsqu’il est en masses profondes, ce sont les levures qui se développent de préférence, parce qu’elles s accommodent mieux de la privation d’oxygène. Affaire de milieux. Si le raisin est couvertde terre, comme cela arrive

quelquefois dans le midi après les pluies, le jus acide décompose le calcaire et peut devenir alcalin. Mucédinées et levures cèdent alors le pas à des micrococcus, tels que le ferment lactique, à des bactéries et à des vibrions. En résumé, nul monde ne montre mieux que celui des infiniment petits l’exemple de la lutte pour l’existence, mais nul ne fai*t mieux voir aussi de quelles circonstances, insignifiantes quelquefois en apparence, dépend le triomphe ou la défaite.

AÉROBIES ET ANAÉROBIES.