CHAPITRE V

OK l'action de i^atmosphère sue la nuteition.

La respiration est un phénomène commun aux deux règnes organisés^ dans lequel Tair et les fluides conte-* nus dans les organes se modifient mutuellement.

Pour que cette action chimique puisse avoir lieu , il suffit que Fair et les sucs végétaux ou animaux soient rapprochés, même avec Tinlermédiaire d'une membrane. Il est en effet bien démontré que les obstacles de ce genre n'empêchent nirévaporalion, ni les échanges de matières fluides ou gazeuses, ni par conséquent les effets qui résultent de ces échanges. Le système d'après lequel s'opère le rapprochement de Tair et des fluides Tarie dans le règne animal et aussi dans le règne végétal; le résultat chimique diffère d'un règne à l'autre, mais il çst uniforme dans chacun d'eux en particulier.

Voyons ce qui concerne les végétaux.

ARTICLE PEEBUEE.

eappoet des fàeties vertes avec le oaz acide

carbonique.

Le gaz acide carbonique , contenu en faible quantité dans l'air, est décomposé par les parties vertes des végétaux*, le carbone se fixe dans la plante et l'oxigène reste dans l'air. De plus, le liquide absorbé par les racines contient du gaz acide carbonique , qui est aussi

décomposé dans les parties vertes, et dont Toxigène se dégage dans l'air, tandis que le carbone augoiente le volume de la plante. Ces deux effets ont lieu quand la lumière frappe les végétaux. Voici comment on est arrivé à reconnaître une action aussi importante.

Dans le siècle dernier^ Charles Bonnet, occupé de recherches sur F usage des feuilles, mit des feuilles vertes dans de l'eau de source, au soleil. H vit des bulles d'air s'en élever. Ne sachant si elles venaient de Teauou des feuilles, il refit la même expérience avec de Teau qui avait bouilli, et qui, par conséquent, ne contenait plus d'air* Les bulles ne se formèrent plus, et l'ingénieux observateur en conclut que le phénomène tenait à l'eau, non aux feuilles. On peut dire que dés lors le fait de la respiration végétale avait été obsenré; mais un raisonnement en apparence très-logique en faisait méconnaître la nature.

Priestley revit les mêmes bulles d'air , et , en physicien tout occupé de recherches sur les gaz , il les recueillit, les analysa, et reconnut que c'étaitdu gazoïigène presque pur. Un grand nombre de physiologistes s'occupèrent aussitôt d'un phénomène aussi remarquable, et grâce aux travaux d'Ingenhousz , de Spallanzani, surtout de Senebier et de M. Théodore de Saussure, les circonstances et les conséquences de la respiration végétale sont aujourd'hui très-bien connues.

Les seuls organes qui présentent ce phénomène sont les parties de couleur verte , principalement les feuilles, les pétioles foliacés, et les jeunes tiges. Les racines, les troncs âgés couverts d'une écorce brune, les organes floraux et les fruits qui ne sont pas verts , les cryptogames qui sont autrement colorées , les plantes blanchies (étiolées) par Tobscurité, ne dégagent pas d'oxi-

DE LA NUTRITION. 96li

gêné. Ce n'est pas que la couleur verte soit la cause de ractioji chimique , elle en est au contraire l'effet. Il serait plus exact de dire que les plantes et les organes qui dégagent de Foxigène sont de couleur verte ou le deviennent ; mais comme il est plus aisé de juger de la couleur que de l'action chimique, On se sert plutôt de la locution inverse : que l'oxigène est dégagé par les parties vertes.' La couleur est un indice et un critère souvent commodes , dans les expériences de chimie vé* gétale.

La seule exception à cette règle est que les feuilles ou membranes colorées en rouge dégagent quelquefois de l'oxigène, comme celles qui sont vertes. Ainsi M. Théodore de Saussure a trouvé o,85 d'oxigène dans le gaz. dégagé par Farroche rouge , et M, de CandoUeeh a vu une quantité, moins grande il est vrai, se dégager de Yul^a purpurea.

Le phénomène a lieu seulement pendant la vie des plantes ou des organes. Il cesse dès que la décomposition commetice.

Il s'opère 'par le mésophylle des feuilles , ou^ en général , par les cellules placées sous la cuticule des organes, car. en enlevant celle-ci le dégagement n'est pas arrêté. Probablement la communication établie par les stomates de Fintérieur à Fextérieur des végétaux facilite le phénomène, d'autant plus que les stomates s'ouvrent a la lumière , qui favorise les actions chimiques* Cependant les mousses et les fruits verts, où l'on n^a {las encore vu destomates, ainsi que certaines surfaces des feuilles qui en manquent souvent, dégagent.de Foxigène, comme leur couleur verte l'indique. L'action s'opère probablement de deux manières : i^ à

U6 pakSiUL04.i£.

travers la cuticule^ et 2^ dans les cavités siériennes

quand elles s'ouvrent par des stomates.

La lumière directe du soleil est une Goadition essentielle pour que le pliénomèoe ait lieu , da moins pour que ses effets soient appréciables. On Yoit les plantes verdir et dégager deFoxigène au soleil, tandis que Taçtion cbimique est suspendue pendant la nuit, ainsi que dans Tobscurité factice quel'ou peut donner à la plante. Le jour le plus pur, sans soleil, ou la lumière des lampes, n'ont pas suffi , dans des expériences qui oot été faites pour faire dégager ime quantité de gaz appréciable. Mais comme dans ces circonstances les plantes verdissent légèrement, on peut présumer qu'elles dégagent aussi une très-petite quantité d'oxî* gène , laquelle échapperait à nos moyens d^anajpe. Je suppose que dans ce cas , les stomates étant fermés, le dégagement ne s'opère que par la cuticule y par oottséquent d'une manière très-restreinte.

Lorsque l'expérience se fait en plaçant une hraorbe verte sous l'eau , et au soleil , il faut encore que Feau contienne une certaine quantité de gaz acide carbonique. C'est ce qui arrive généralement dans la nature} à cause de l'affinité remarquable de ce gaz pour Teau, Senebiera placé des feuilles dans de l'eau distillée, oa qui venait de bouillir, et alors il ne se dégageait pas ordinairement d'oxigène (i) : même chose quand il faisait dissoudre dans l'eau du gaz azote^ de l'hydixigàDe, ou même de Toxigène. Mais à peine y avait-il du gat acide carbonique , que sa décomposition s'opérait au

(1) Il s'en d^age quelquefois , parce que le tiiiu de la plante ptat contenir du gaz acide carbonique.

foieii, el que loxigçne qu'il contient t^ dëgag^ii. La quantité augmentait avec celle du gaz acide carbonique mêlé à Teau* Senebier et d'autres physiologistes ont varié ces expériences de plusieurs manières* M. de Caur doUe en a fait une qui n'est pas difficile à vérifier, et qui est bien probante*

Il a renversé dans un bassin d'eau distillée deux bocaux de verre, l'un A plein de la même eau et contenant une plante vivante (une menthe aquatique), Tautre B rempli de gaz acide carbonique ; Teau du bassin était recouverte d'une épaisse couche d'huile , qfii empêchait tout contact du liquide avec l'atmosphère. L'appareil était exposé au soleil , et Ton voyait chaque jour le gaz acide carbonique diminuer dans le bocal B, ce dont on jugeait par l'élévation de l'eau » tandis qu'au sommet di^ bocal A il s'élevait une quantité d'oxigène à peu près égale au gaz acide carbonique afaBorbé. La plante vécut douze jours', sans décom position » pendant qu'un autre piedj placé semblablement dans de Feau distillée , mais sans acide carbonique, était tout pourri. Evidemment, dans cette expérience^ le gax acide carbonique absorbé par l'eau nourrissait la plante ) il se décomposait en carbone et oxigène : le premier 9e fixait dans le tissu ] le second se dégageait dans le bocal.

Avec de l'eau distillée , mélangée de gaz acide carbonique pur, il ne se dégage que de l'oxigène; maissi les plantes se trouvent dans de l'eau ordinaire, le gaz est plus ou moins mélangé d'azote, d'hydrogène et autres sulbstances gazeuses , à cause de la variété des matières contenues dans l'eau. On trouve (i) de a5 à

(i) f^oy^g le tablMU de cet aiialjraet d«iis DC, Pbjrnol., I , p. ii3^

2d8 PHYSIOLOGIE.

85 pour cent d*oxi{^ène dans les bulles qui se dégagent des plantes mises dans de Teau non distillée. On arriTe aux mêmes résultats en mettant des branches vertes au soleil^ dans un ballon ])lein d'air. Il se dégage de l^oxigène parla décomposition du gaz acide carbonique, dont il existe toujours une faible proportion dans Tair atmosphérique (i).

Il parait que le gaz acide carbonique extérieur à h plante n'est pas le seul qui soit décomposé* Quand le végétal tient à la terre par les racines , il absorbe de Feau qui contient plus ou moins de ce même gaz acide carbonique , lequel provient en abondance des décompositions de matières animales et végétales qui constituent le terreau propre à la culture. Une partie de ce gaz acide carbonique de la sève est décomposée dans les organes foliacés. Senebier Ta prouvé par Texpérience suivante : il a placé deux branches de pécher dans deux bocaux pleins de la même eau , mais Tune des branches plongeait par sa base dans une bouteille pleine d^eau chargée d'acide carbonique , Tautre dans une boutdBe vide , qui servait seulement de support à Tappareil. La première branche a dégagé du gaz oxigène de manière à déplacer un volume d'eau dont le poids était i^iiS grains, et l'autre un volume d'eau pesant ^535 gnûns seulement. Ainsi , la moitié environ du gaz exhalé par la première venait du liquide carbonisé qui avait traversé la branche. Ce fait explique comment les feuilles mises sous de l'eau distillée dégagent quelquefois un peu

(i) Il en existe en moyenne à Genève 4i5 parties sar 10,000 ; m peu plus de nuit que de jour, sur les montagnes que dans les plaines, dans les yiUes qu^en rase campagne, d'après des recherches nou?elles et multiplie'es de M. Th. de Saussure. ( Mém. de la soc. de phys. et d'hist. nat. deGenèyc, IV, et Ann. de phys. et chim., V, 44-)

DE LA NVTRinOlf. « 389

d'oxigène ; il-suffit que la plante contienne dëjà du gaz acide carbonique dans Tintérieur.

Cette quantité varie beaucoup selon la nature des eaux absorbées par les racines. Dans un terrain qui contient beaucoup d'engrais , Feau est saturée de gaz acide carbonique; la décomposition de ce gaz par les feuilles est abondante , et , par conséquent , la plante s'accroît beaucoup , par suite du carbone qui reste en grande quantité dans le tissu.

AAPPPRT DES PAKTIES VERTES AVEC l'oXIGÈNE

DE l'air.

M. Théodore de Saussure a découvert que les plantes absorbent pendant la nuit une certaine quantité de gaz oxigène qu'elles enlèvent à Tair atmosphérique. Il a comparé cette absorption de Toxigène avec le volume des feuilles de diverses espèces , pendant vingt-quatre beures d'obscurité. Les plantes grasses et celles de marais en absorbent moins que les autres; par exemple, le stapelia variegata 63/ioo , le mesenibryanthemum deltoïdes et Yalismaplantago ^o/ioo de leur volume , tandis que les feuilles d'abricotier et de hélre absorbent buit fois leur volume , le pêcher et le peuplier blanc six fois, dans le même espace de temps.

Les jeunes feuilles absorbent de nuit plus d'oxîgène que les feuilles âgées ; ainsi celles de pécher , au mois de juin , ont absorbé 6,6 fois leur volume , au mois de septembre /[^/\.

L'oxigène ainsi absorbé .ne se dégage ni par la chaleur artificielle , ni par la pompe pneumatique , mais

fit ySTHOLOOH.

seulement par la lumière du soleiL II parait donc ({ait est incorporé avec la sève, combiné probablement tfee le carbone qu elle contient , et que la lumière soUfe a seule la propriété de détruire cette combinaison.

Diverses expériences de M. de Saussure montrent ijne le tissu végétal retient une petite partie de Toiigèoe qui est en jeu dans cette série de compositions et de décompositionsdugazaridecarbonique.Lfesplantesaiso dans de Toxigcne pur ne peuvent pas viTre. U eaotde même dans razole,r hydrogène, l'oxide de carbone, legaz acide carbonique. Cependant il arrive quelquefois quelles sont assez vigoureuses pour exhuler dans ces gaz un peu d'oxigène, qui suffit alors aux opérations chimiques de la respiration.

ABTiCLE UI. .

RAPPORT DES PARTIES QUI jïE SONT 9ÀS TXRTIS

AVEC l'atmosphère.

Les parties colorées (i) des végétaux perdent conlir nuellement une ceitalne quantité de carbone, qui est enlevée par Toxigène de l'air , et augmente ainsi la proportion de gaz acide carbonique répandue dans fatmosphèrc.

Ceci n est pas une action vitale , car on sait que les bois de construction , les vieilles écorces et autres sub' tances analogues perdent plus ou moins de carbone par le simple contact de Talr , à la température moyenne de

(i) Les bulanistcs ont rhabittide d'appeler colorées loates les parties qui ne sont pas vertes, attendu que ces dernières sont de beaucoup lei pins nombreuse^.

DE hjk mnriimoif. fît

FttBKMpbère. Cependant eette action chimique est utile, même nécessaire aux végétaux^ pendant leur vie.

Les racines et le tronc des arbres perdent un peu de carbone par le contact de Pair , et ont besoin de celte action. Cest pourquoi il ne faut pas enterrer le tronc d'un arbre et ses racines au-delà de ce qui permet Taccès de l'air dans le sol. Un des grands avantages du labour est de faire pénétrer de l'air jusqu'aux racines, et l'un des inconvéniens de l'eau stagnante, de s'y opposer. C'est aussi la cause pour laquelle les terrains légers conviennent mieux que les terrains forls , quoique ceux-ci offrent plus d'appui aux végétaux. Les racines ne poussent pas verticalement au-delà d'une certaine profondeur , parce qu elles ne peuvent y vivre privées d'air atmosphérique, et sur un terrain en pente elles végètent mieux du côlé inférieur,©» elles sont plus près du sol. Dans l'eau, les racines ne peuvent se maintenir que par la présence d'une petite quantité d'air en suspension, qui ne suffit qu'à certaines espèces. M. van HiU (i) assure avoir rendu la santé à des plantes souffrantes en introduisant de l'oxigène dans la terre ou dans l'eau des vases où elles se trouvaient. M. Th. de Saussure a fait mourir de jeunes plantes en plaçant leurs racines dans des milieux dépourvusd'oxigènelibre.

L'écorce, quand elle n'est pas verte , et le corps lil^eux se comportent de la même manière que les radines. Les bourgeons ne se développent pas sans oxigène. Les fruits colorés et les graines perdent aussi de leur carbone par l'effet de l'air. La lumière n'a pas d'action sur a; phénomène, qui s'opère lentement, jour

(i) TratiR. soe. iMft. èe tond. , fSis , vM. I • p. 03.

21i PHYSIOLOGIE.

et nuit. Enfin , les fleurs , qui d'ordinaire ne sont ^ vertes , non-seulement ne dégagent pas d'oKigène pexh dant le jour , mais en absorbent même , et dans-certains cas, une quantité notable (i). Elles exhalent en compensation du gaz azote , dans une proportion qui varie de i/5oo à ^S/5oo de leur volume.

DE l'ensemble de LA KESPIRATIOIT VÉGÉTALE^

Après rénumération d'un si grand tiombre d'actions chimiques, de compositions et de décompositions successives ou simultanées de gaz oxigène et de carbçne , on se demande quel est le résultat définitif de ces fonctions, soit pour les plantes, soit pour les milieux où elles se trouvent.

Quant aux plantes , les sucs modifiés dans les feuilles par Talmosphère contiennent évidemment plus de carbone que la sève ascendante, et comme la quantité enlevée aux parties colorées est peu considérable , il y a, en définitive , une augmentation de poids et une consolidation des tissus , car c'est le carbone qui donne de la solidité aux organes. Cependant, chose singulière, le carbone tout pur ne nourrit pas les végétaux. Il faut qu'il se présente combiné avec Toxigène , pour que J^s organes puissent s'en approprier une partie ; et il se trouve à cet état d'acide carbonique dans l'air, dans la sève ascendante, et dans les feuilles après l'absorption considérable d'oxigène qui s'opère pendant la nuit.

Quant aux milieux , on peut dire que les végétaux - - ^. ■ ^

(i) Th. de Savss. , Bech, chini. , p. isS , itQ | etc.