ÉVOLUTION DE COMPOSES ORGANIQUES NOUVEAUX

Cette évolution synthétique a pu se produire par le groupement, aune époque très ancienne, de l'oxygène, de l'azote, de l'hydrogène et du carbone provenant de la terre, de l'atmosphère et des eaux, comme nous l’observons dans les Bactéries les plus rudimentaires.

Les composés inorganiques qui ne contiennent ni hydrogène, ni carbone, ni oxygène, entrent en faible proportion dans la matière des corps connus. Les composés de carbone, d'hydrogène et d'oxygène (C, H, O) (67) constituent, parmi tous les composés chimiques possibles, un ensemble unique, particulièrement propre aux échanges de matière et d'énergie à l’intérieur de l'organisme vivant et dans les rapports de l'organisme avec le milieu environnant, L'eau et l’'anhydride carbonique de l'atmosphère sont les matériaux essentiels des composés compliqués de la vie dans ses formes supérieures actuelles et les produits courants des substances qui cèdent l'énergie aux organismes. Les protéines dérivent de substances qui contiennent, en outre, de l'azote.

Ainsi a pu se produire l'utilisation des composés binaires de carbone et d'oxygène (CO*) et d'hydrogène et d'oxygène (H°O), sur l’affinité desquels Henderson (68) a spécialement insisté. C’est ce pouvoir d'attraction de l'oxygène et de l'hydrogène ou des deux éléments combinés qui introduit actuellement dans l'organisme, et a pu y introduire autrefois, d'autres éléments chimiques utiles à ses nombreuses fonctions. Ainsi l'hydrogène et l'oxygène, éléments incomparables de l'activité chimique, ont, à l’origine de la vie, joué le rôle d'agents « d'attraction », qui ont permis à l'organisme vivant d'absorber d'autres éléments chimiques pour de nouvelles fins et de nouvelles fonctions.

Par ces attractions ou par d’autres moyens, l'incorporation successive des métaux actifs — potassiüm, sodium, calcium, magnésium, fer, manganèse et cuivre — à la substance des organismes vivants s'est produite, non pas simultanément, mais progressivement, dans l'ordre de leur utilité, pour capter l'énergie du milieu et l'emmagasiner. Une énorme période géologique a pu s’écouler, par exemple, avant que l'addition de magnésium et de fer à certains composés d'hydrogène et de carbone ait permis aux végétaux de fixer l'énergie lumineuse du soleil. L'attraction du fer et du magnésium par les colloïdes végétaux a rendu possible l'apparition de la chlorophylle, dès le premier stade de la vie végétale (Algues).

(67) HENDERSON (Lawrence-J.), 1913, p. 7., 194, 195, 207, 231, 232. (68) Ibid , p. 239, 240

ÉVOLUTION DES INTERACTIONS

C’est par l'interaction que l'organisme constitue une unité harmonieuse. Ses actions et réactions doivent être réglées, équilibrées, coordonnées, reliées entre elles, protégées contre les invasions du dehors, ralenties et accélérées. Cette harmonie semble due pour une grande part à la propagation dans les réactions chimiques de sousproduits, de « véhicules » physicochimiques, qui, plus ou moins rapidement, déterminent une transformation d'énergie, une excitation d'actions et de réactions dans des régions plus ou moins éloignées de celle où l'action primitive s’est produite. La mise en équilibre et la régulation des actions et réactions dans l'organisme sont dues en grande partie à la présence dans la circulation de ces sous-produits qui circulent dans tout l'organisme. Parmi ces opérations de régulation et d'équilibre on peut citer celles des phosphates, qui agissent sur l'acidité de l'anhydride carbonique (69) ; dans la respiration, l’anhydride carbonique augmente la concentration de l'ion hydrogène dans le sang; les phosphates la diminuent et l'appareil respiratoire, répondant à une excitation des centres respiratoires irrités par l'ion hydrogène, expulse l'hydrogène en excès.

Ainsi la coordination et la corrélation des activités dans les parties de l'organisme éloignées les unes des autres se sont peu à peu développées par l'intermédiaire de véhicules chimiques, adaptés à produire non seulement une interaction générale entre des fonctions générales, mais encore des interactions particulières entre des fonctions particulières. Car certains véhicules chimiques, comme Huxley l'avait prédit (voir plus haut, p. 58), atteignent des groupes particuliers d'éléments vivants, alors qu'ils en laissent d’autres complètement intacts. Par exemple, l’enzyme développée dans la fermentation de la levure produit des effets différents sur chacune des séries très voisines d'hydrates de carbone (70).

Ces véhicules physicochimiques sont sans doute extrêmement variés ; on en connaît déjà quatre ou cinq formes au moins :

10 La forme la plus simple est celle qui résulte de la formation de sous-produits dans des réactions chimiques isolées. Par exemple,

(69) W.-J. G1Es.

(70) Moore (F.-J.), 1915, p. 170 ; Lorg (Jacques), 1906, p. 21, 22.

l'anhydride carbonique (CO°), dégagé dans la cellule par la respiration, agit sur d'autres portions de la cellule et de l’organisme. Chaque cellule produit ainsi, dans l’anhydride carbonique qu'elle élimine, un véhicule chimique (71), puisque, dans les conditions normales, l’anhydride carbonique du sang est un des principaux régulateurs du centre respiratoire, agissant sur ce centre par ses propriétés acides.

20 Les catalyseurs (72) organiques appelés enzymes, dont l’action a été décrite plus haut (p. 57), sont de prime importance parmi les véhiculeschimiques. Elles semblent exister dans toutes les cellules, et, dans la plupart des cas, l’activité même de la cellule en dépend (73). Ces enzymes sont très probablement de l'espèce des protéines ; elles sont rapidement détruites par la chaleur en présence de l’eau. Les agents actifs des sécrétions internes sont toujours de l'espèce des ferments ou enzymes. Driesch (74) a conjecturé que le noyau de la cellule constitue un magasin de ces ferments, qui passeraient dans le protoplasme des tissus et y produiraient leurs actions spécifiques.

3° Les antigènes (75), les anticorps, d'une manière générale les substances immunisantes contiennent certaines protéines connues et peut-être quelques autres composés de nature analogue. Parmi ces composés actifs sont certaines enzymes, poisons bactériens, venin de Serpents, poison des Araïignées et quelques poisons végétaux ; les antigènes de cette espèce sont puissamment actifs et possèdent des propriétés, qui pourraient permettre de les classer parmiles enzymes. Lorsqu'un organisme est envahi par une de ces protéines (sauf à l’intérieur du canal alimentaire), certains véhicules chimiques appelés anticorps se produisent, qui ont la propriété de protéger les tissus contre cette invasion; ces anticorps sont de véritables agents d'immunité et servent à accroître la résistance de l'organisme contre de nouvelles attaques des antigènes. C'est à la formation d'anticorps, les antitoxines, qu'est due la guérison de certaines infections comme la diphtérie et le tétanos.

Il existe aussi une sorte d’antigène constitué par des composés inactifs de protéine, qui, lorsqu'ils envahissent l'organisme, déter-

(71) ABEL (John-J.), 1515, p. 168.

(72) LoEB (Jacques), 1906, p. 8, 28.

(73) ScHÆFER (Sir Edward-A.), 1916, p. 4, 5, (74) WizsoN (Edmond-B.\, 1906, p. 427.

(75) ZiINSSER (Hans), 1915, p. 223-226, 247, 248,

minent la formation d'anticorps agissant d'une façon tout à fait différente de celle des antitoxines. Ils tendent à assimiler ou à rejeter les antigènes envahisseurs sans conférer à l'organisme aucune immunité contre de nouvelles invasions, rendant, au contraire, l'organisme de plus en plus susceptible (76). Les expériences faites sur des animaux montrent en effet que la première injection de ces protéines inactives peut être complètement inoffensive, alors que les injections suivantes peuvent produire des troubles graves et même la mort.

Il est donc évident que l'invasion de l'organisme par un antigène puissamment actif ou par un antigène inactif produit des modifications physicochimiques, dont l’origine paraît être dans la cellule elle-même et qui ont pour effet de provoquer la formation de véhicules chimiques, les anticorps, apparaissant dans la circulation sanguine.

40 Sont d’une importance vitale pour l'organisme les véhicules chimiques constitués par les sécrétions internes (71), dues en grande partie aux organes endocrines (cv, à l’intérieur, et x£ivw, séparer), ou glandes à sécrétions internes ; ces glandes libèrent à l’intérieur de leurs cellules certaines substances spécifiques, qui passent directement dans la circulation sanguine et qui ont une action excitatrice ou inhibitrice sur d'autres organes, Starling a donné (1903) à certains de ces véhicules internes excitateurs le nom d’hormones (éouzw, éveiller, stimuler). Schæfer (78), qui a passé en revue tous les organes de sécrétion interne, a proposé récemment le terme opposé de chalone (yx}120, ralentir) pour les véhicules chimiques qui dépriment, ralentissent ou inhibent l’activité de parties du corps éloignées. Les interactions entre différentes parties de l'organisme,

(76) Phénomène de l’anaphylaxte, découvert par Ch. Richet. (Note du traducteur.)

(77) L'introduction dans la science de la notion de sécrétion interne est due à Claude Bernard (1855, fonction glycogénique du foie). L'introduction des notions d'excitant fonctionnel spécifique et de corrélation fonctionnelle humorale est due à Brown-Séquard (1889-1891). Ces questions ont été particulièrement étudiées et exposées par E. GLEY : Exposé des données expérimentales sur les corrélations fonctionnelles chez les animaux (Année biologique, t. I, 1896, p. 313); Les sécrétions internes, Baillière, 1914; Traité élémentaire de physiologie, 4 édit., Baïllière, 1918- 1919 ; Quatre leçons sur les secrélions internes, Baiïllière, 1920, qui indique l'état actuel; on trouvera aussi des développements importants dans le grand ouvrage de W.-M. Bayziss, Principles of general physiology, Londres, Longmans Green, 2e édit., 1918, ch. X, XXIV. Sur la catalyse, voir P. SABATIER, La catalyse en chimie organique, 2e édit., Béranger, 1920. Ces notions sont aujourd’hui classiques. (Vote du tradacteur.)

(78) SCHÆFER (Sir Edward-A.), 1916, p. 5.

produites par ces véhicules, sont en relation avec une composition chimique plus simple que celle des enzymes (79); car les hormones et les chalones ne deviennent pas, pour la plupart, inactifs, même lorsqu'ils ont été soumis à une ébullition prolongée.

5° Les vitamines, qu'on trouve dans de nombreuses formes d'aliments et spécialement dans les parties externes des graines de certaines céréales, telles que le riz et le blé, ont une importance particulière dans les transformations d'énergie liées à la nutrition et à la croissance. |

Au cours de l'évolution, certaines cellules spéciales et finalement certains groupes spéciaux de cellules ont donné naissance aux glandes ; aucune des découvertes que nous avons décrites jusqu'ici ne jette plus de lumière sur la formation d’un organisme vivant complet que celles qui ont trait aux produits de leurs sécrétions internes.

Les principales glandes à sécrétion interne de l'Homme sont : les thyroïdes, les parathyroïdes, le thymus, les capsules surrénales, la glande pituitaire et la glande pinéale, dont les rudiments apparaissent chez les Vertébrés les plus anciens et même chez leurs ancêtres Invertébrés, quoique leurs fonctions n'aient été guère découvertes que par expérimentation sur l'Homme et sur les Mammifères inférieurs.

Parmi les véhicules chimiques engendrés par ces glandes, les

uns agissent sur la croissance de l'organisme tout entier, tandis que

d'autres n’ont d'action que sur certaines parties de l'organisme. Les uns arrêtent complètement la croissance, d’autres la stimulent dans certaines parties seulement, d’autres modifient complètement les proportions de certaines régions du corps. C'est ainsi qu’une lésion de la glande pituitaire, qui se trouve au-dessous du cerveau des Vertébrés, produit un arrêt de la croissance, une adiposité marquée, un retard ou une défectuosité dans le développement sexuel. D'autre part, un état pathologique de la glande pituitaire, activant d’une façon anormale son fonctionnement, est suivi d’une grande augmentation des dimensions générales de la tête, d’un changement complet dans les proportions de la face, qui s’allonge et se rétrécit, ainsi que d’une croissance excessive des membres, en même temps

(79) Ibid.

que d’un raccourcissement et d'un épaississement des mains, la brachydactylie (80).

En d'autres termes, la régulation et l'équilibre dans les proportions et les dimensions normales de certaines parties du squelette dépendent des véhicules chimiques engendrés par les glandes à sécrétions internes. |

Ila été également démontré que les glandes sans conduits ne sont pas seules des glandes à sécrétions internes et que certaines glandes à conduits, telles que les ovaires, les testicules et le pancréas, ont une double fonction : elles sécrètent par leurs conduits et, en

F16. 8. — Formes de mains déterminées par l'hérédité (A) ou par des sécrétions internes anormales (B, C).

À. — Brachydactylie partiellement héréditaire, attribuée à des causes congénitales. D'après DRINKWATER.

B. — Brachydactylie acquise. Cette main anormalement large et trapue montre un des effets des hypersécrétions de la glande pituitatre. C. — Dolichodactylte acquise. Cette main svelte, aux doigts effilés, montre un

des effets d'une sécrétion insuffisante de la glande pituitaire. D'après CUSHING.

même temps, elles sont le siège de sécrétions internes, qui pénètrent directement dans la circulation sanguine. C’est un fait connu de tout temps que l’ablation des glandes sexuelles d'un jeune animal des deux sexes non seulement arrête le développement des caractères sexuels secondaires, mais favorise le développement de caractères appartenant au sexe opposé. On a découvert, au cours du dernier siècle et du siècle actuel, que tous ces caractères dont le développement a été ainsi arrêté peuvent être restaurés par transportation ou

(80) SCHÆFER (Sir Edward-A.), 1916, p. 107, 108, 110 ; CUSHING (Harvey), 1911, D. 253, 256.

greffe, sur certaines parties du corps, d'ovaires ou de testicules appartenant soit au même individu, soit à un autre ; il est donc démontré que, dans les deux sexes, les caractères sexuels secondaires dépendent de quelque sécrétion interne des ovaires et des testicules et non de la production normale des cellules sexuelles mâles et femelles, ovules et spermatozoïdes.

La démonstration classique de cette action des sécrétions internes (81) a été faite expérimentalement par Berthold sur des Oiseaux. En 1849, il greffa des testicules de jeunes Coqs sur des femelles, qui, dans la suite, acquirent le timbre de voix du mâle, la crête, le désir sexuel et l'amour du combat ; il anticipa ainsi les théories de Brown-Séquard, d’après lesquelles une glande avec ou sans conduit envoie dans la circulation les substances essentielles à la croissance normale et au maintien d’un grand nombre, sinon de toutes les parties du corps.

Cette découverte de la nature physicochimique de phénomènes, qui, dans le développement individuel, jouent le rôle de régulateurs des fonctions, en même temps que d’accélérateurs ou de retardateurs de l’activité pour certains caractères de l'organisme, laisse entrevoir les causes possibles de l'équilibre, du développement ou de la dégénérescence de certaines parties de l'organisme au cours des générations successives ; elle laisse également entrevoir les modes concevables, depuis si longtemps recherchés, de l'interaction entre, d’une part, les actions et réactions du développement individuel (protoplasme et chromatine somatique) et, d'autre part, celles des cellules sexuelles dans l’évolution de la race (chromatine héréditaire).

Une hypothèse héréditaire a été effectivement proposée, en 1906, par Cunningham (82) et fondée sur la découverte faite par Berthold que les relations entre les cellules germinatives et les organes sexuels secondaires étaient plutôt un mécanisme chimique qu'un mécanisme nerveux, comme on l'avait supposé auparavant. Pour paraphraser l'hypothèse de Cunningham en termes actuels : puisque les hormones et les chalones, produits par les sécrétions internes d’un groupe de cellules sexuelles (ovaires et testicules), déter-

(81) Sur l’état actuel de cette question, voir G. Bon et A. DrzZEWINA, La chimie et la vie, Flammarion, 1920, chapitre VI, Déterminisme des caractères sexuels. (Note

du traducteur.) (82) CUNNINGHAM (J,-T.), 1908, p. 372-428,

minent le développement de beaucoup d'autres organes, il est possible que les hormones et les chalones, qui naissent de l'activité cellulaire somatique, agissent sur les éléments physicochimiques des cellules sexuelles, qui correspondent potentiellement aux tissus d’où dérivent ces hormones et chalones. Cunningham était un chaud partisan de la conception lamarckienne et son hypothèse héréditaire avait pour objet de suggérer comment les modifications du corps par l'action du milieu et par les conditions de développement pouvaient agir sur les tissus et sur la constitution physicochimique de la chromatine dans les cellules sexuelles, de façon à devenir héréditaire et à réapparaître dans les générations suivantes (transmission des caractères acquis).

DIFFÉRENCIATION PHYSICOCHIMIQUE

Loeb (83), exposant les résultats de recherches récentes sur le cancer, arrive aux conclusions suivantes : « Nous devons admettre que tout individu appartenant à une certaine espèce diffère chimiquement de tout individu de même espèce et qu'un animal d’une espèce diffère encore bien davantage, dans sa constitution chimique, d'un animal d’une autre espèce (84). Toute cellule corporelle a des caractères chimiques communs à toutes les autres cellules du même corps et aux fluides de ce corps ; et ce groupe chimique particulier diffère du groupe chimique de tout individu appartenant à la même espèce et encore davantage du groupe chimique de tout individu appartenant à une autre espèce. C'est ainsi que les cellules d'un organisme sont adaptées entre elles et adaptées aux fluides de cet organisme...

« Il a été possible de démontrer expérimentalement qu'il existe des différences chimiques délicates non seulement entre espèces différentes et entre individus différents d'une même espèce, mais encore entre des groupes de familles constituant une lignée, qui sont différenciées d'autres lignées de même espèce par certains caractères chimiques. Il a été démontré, par exemple, que les races de Souris blanches européennes diffèrent chimiquement des races de

(83) LorB (Leo), 1906, p. 209-226.

(84) Cette spécificité de la substance chimique était une des idées fondamentales de A. Gautier et de Le Dantec, qui l'ont exposée avant Loeb. (Note du traducieur.)

Souris blanches américaines, malgré l'identité apparente des deux groupes de races. » |

Les investigations de Reichert et de Brown (mentionnées au chap. VIII, p. 227) mettent en évidence la complexité presque inconcevable d’un élément unique du sang : les cristaux d’oxyhémoglo-

bine.