PRÉFACE DE L AUTEUR

volonté. Selon lui, le problème biologique se ramené en dernière analyse à des équations physico-chimiques el doit pouvoir être décrit Dans le langage simple et général de la mathématique. Mais la plupart des faits les plus intéressa/ils de la biologie sont encore trop peu analysés pour pouvoir être décrits de cette façon. Alors intervient, à la place d'une explication en ternies de causalité, un exposé qui consiste en des comparaisons de phénomènes complexes, par lesquelles s'établissent les traits communs et les dissemblances. Cette classification devient naturelle si les faits sont décrits en raison de certaines coordonnées que nous fournissent les classifications systématiques et L'évaluation des homologies. Montrer, par exemple, que le même organe dans une série d'espèces du même genre est autrement conformé et que les déviations d'un type idéal sont en rapport avec la situation de la plante dans le milieu naturel auquel cette structure semble correspondre, c'est aussi faire de la science et de la bonne science.

Etudier successivement, dans leur développement individuel, soit chaque espèce, soit dans une espèce chaque organe; et reconnaître entre ces formes, à un moment donné, el les circonstances extérieures une relation définie, c'est aussi de la science.

Il serait inutile, dans une introduction comme celle-ci, d'aborder une discussion trop abstraite el d'essayer de donner même les rudiments (l'une théorie générale de la biologie, c'est-à-dire de la conformité de l'organe à la fonction. Mais, dès maintenant, l'auteur se sent pressé de dire que, pour lui, celle conformité n'est pas toujours visible ; elle n'est pas toujours manifestée par des appareils qui fonctionnent sous nos yeux. Celtes des plantes qui paraissent les plus étonnantes sont évidemment celles que nous comprenons le mieux, parce que leur manière d'être parait plus étroitement, plus visiblement, correspondre à un genre de vie.

Pour me servir d'une analogie, nous saisissons facilement les opélions successives d'un travail mécanique, l'adresse d'un artisan, la force d'un manœuvre, tandis que nous sommes incapables de saisir le mécanisme psychologique qui préside à l'élaboration d'une œuvre scientifique ou artistique.

Ainsi, beaucoup de végétaux ne paraissent pas, par leur structure extérieure, être particulièrement adaptés aux circonstances, à l'environnement. La concordance est à chercher alors entre des capacités de

nature invisible, comme la vigueur, la résistance aux conditions défavorables, c'est-à-dire entre la sensibilité et le milieu. C'est ce que nous ve rirons souvent au cours de cet exposé.

Comme notre but était d'intéresser les esprits cultivés aux choses de la biologie végétale, nous avons, de propos délibéré, laissé de côté tout ce qui suppose des connaissances trop spécialisées et, en particulier, ce qui a rapport à ta structure microscopique des appareils compliqués, allais le sujet est si vaste que le lecteur ne s'apercevra guère de cette lacune et nous saura gré d'avoir allégé notre esquif.

Je me suis aussi efforcé d'employer un langage dépourvu d'expressions trop techniques, de manière à rendre la lecture de cet ouvrage plus facile à ceux qui n'ont pas à leur disposition cette nomenclature scientifique souvent utile, mais tout aussi souvent inutilement pédante et encombrante.

Grâce à cet artifice, j'évite, me semble-t-il, l'écueil de la spécialisation et fe porte mon effort sur les questions les plus générales.

J'ai aussi cherché à ne parler que de phénomènes que j'aie étudiée moi-même ou tout au moins de ceux seulement sur lesquels j'aie des renseignements de première main, contrôlables par moi-même ou par l'analogie qu'ils présentent avec d'autres que je connais par mes propres travaux.

Ce faisant, j'ai essayé de donner à cet ouvrage une saveur originale, ce qui ne veut pas dire que je mésestime les travaux de mes confrères; je les ai mis largement à contribution. Jlais on ne parle avec autorité que des choses qu'on a expérimentées.

Je dois des remerciements a des confrères ou a des collègues qui ont bien voulu me prêter des clichés ou des photographies.

Ce sont MAI. Dr Brun, Prof. Emile Chaix, D' rischer.

Enfin mes remerciements vont aussi a l'Editeur, la Jlaison Atar, qui n'a rien négligé pour assurer une exécution typographique soignée.

Genève, octobre îgij.

Biologie des Plantes

Planche I

Algues des Neiges; de la chaîne du mont Blanc.

Les neiges colorées.

(Planche I.)

£u singulier que cela puisse paraître, il y a une flore des neiges j^^ comme il y a une flore des prairies, des dunes ou des étangs. Ce sont non pas des plantes que le vent aurait accidentellement transportées sur ce milieu glacé, mais il s'agit réellement de végétaux qui appartiennent en propre à la neige et qu'on chercherait vainement dans d'autres stations. N'allez cependant pas les chercher sur la neige fraîche qui vient de tomber en hiver ; il faut au développement et à l'accumulation de cette flore la durée, les neiges persistantes. Jusqu'à ces dernières années on ne connaissait dans nos Alpes que des neiges colorées estivales. Mais voici que presque en même temps sur la neige qui entoure en hiver les lacs de Davos et de Montana (Grisons et Valais), deux stations d'hiver, on a reconnu la présence, sur de grandes étendues, d'un nouvel organisme des neiges, une algue d'hiver, une gracieuse Péridiniacée le Glenodinium Pascberi. Comment cet organisme qui apparaît d'une manière épidémique sur la blanche neige et 3- produit des taches étendues d'un rouge brique intense a-t-il pu échapper à l'observation des biologistes ! On ne va guère en hiver dans les montagnes; les quelques alpinistes, skieurs, sportsmen, qui s'aventurent dans ces parages en cette saison, ne sont guère préoccupés de scruter les problèmes de la nature. Les difficultés d'une course pénible, la nécessité de songer en première ligne à se tirer d'affaire, absorbent toute l'attention. Et puis il semble qu'il faut à l'accumulation de ces micro-organismes, ce qui les rend visible à l'œil nu, une intensité et une durée de luminosité qui n'est pas réalisée partout. Les bourrasques de neige fraîche, qui viennent recouvrir l'ancienne neige tassée ensevelissent les premières tentatives d'une multiplication intensive. Plus haut, vers les sommets où souffle un vent glacé, les conditions de vie pour les plantes des neiges sont rarement réalisées. Si peu exigeantes qu'elles soient,

il leur faut l'élément liquide pour se développer.; Sans eau, pas de végétation, pas de croissance. Corpora non agunt n'ud solula, disait un vieil adage de la chimie et de l'alchimie. Si cela n'est plus vrai aujourd'hui pour beaucoup de réactions chimiques, les corps qui réagissent les uns sur les autres dans les phénomènes chimiques de la vie, ne le peuvent en dehors d'un milieu liquide ou imprégné d'eau proprement dite.

C'est dire qu'il faut à ces organismes au moins la température de o°, celle à laquelle fend la neige pure des solitudes glacées de nos montagnes ou des calottes polaires. Or, en hiver, même dans les stations les plus ensoleillées de nos Alpes (Montana, Davos), la neige ne fojid que pendant une partie de la journée ; même vers le milieu du jour, l'ombre de la montagne ou des arbres interrompt cette fusion ; la nuit, tout redevient glacé ; les plantes microscopiques sont prises dans les cristaux de glace qui se forment à la surface de la neige en fusion) Pendant longtemps, rien ne viendra trahir le fourmillement des organismes, des infiniment petits qui, disséminés dans la neige, assimilent, respirent et se multiplient. De même si, par une belle journée d'été, penché sur la balustrade d'un bateau à vapeur, le touriste se laisse fasciner par le bleu cristallin et profond d'un de nos lacs, le Léman par exemple, ce qui l'impressionne, l'émeut, c'est la pureté de ces eaux, leur admirable transparence. Mais si ses yeux avaient le pouvoir pénétrant et grossissant d'un microscope, il verrait ces eaux constellées d'organismes de toute sorte, comme la voûte du ciel d'une belle nuit est parsemée d'étoiles.

De même ici, dans la neige, des germes de vie sont disséminés et n'attendent que l'occasion de se multplier. Il leur faut, comme à toute plante, lumière, chaleur, nourriture. Dans nos montagnes, l'intensité lumineuse augmente rapidement avec l'altitude ; tous ceux qui ont voyagé sur les glaciers des Alpes ont éprouvé l'action intense du soleil qui fendille la peau, aveugle l'imprudent, qui ne s'est pas protégé par des enduits isolants ou des lunettes de glacier. Les organismes des neiges ne vont donc pas manquer de lumière, bien au contraire ; nous verrons même qu'ils seront forcés de porter, eux aussi, leurs lunettes de glacier. Il leur faut de la chaleur pour effectuer leur travail de synthèse, de nutrition végé-

LES NEIGES COLOREES

taie. Et voici que la neige paraît un milieu peu propice à satisfaire à ce besoin. Tout d'abord elle ne peut guère se réchauffer ; aussi longtemps qu'elle n'est pas toute fondue, la température va se maintenir constante, soit à peu près à o° centigrade. A l'ombre et le soir, elle va se refroidir et se prendre en glace : les cellules végétales seront dès lors emprisonnées dans ce milieu solide, et leur développement complètement arrêté. Elles ne sont pas les seules à supporter ces alternances de gel et de dégel ; beaucoup d'algues, de filaments verts, se maintiennent vivants pendant de longues semaines d'hiver dans la glace de nos étangs. Je me suis souvent amusé à récolter des algues en cassant la glace des étangs; à peine cette dernière était-elle fondue que l'on voyait ces organismes, qui avaient comme passé par un frigorifique, manifester leur vie par l'émission d'un grand nombre de cellules propagatrices qui nageaient avec rapidité dans l'eau glacée. A un point de vue cependant, les organismes des neiges, qui appartiennent tous à la classe des Algues, sont vraiment dans des circonstances particulières. (Xout leur cycle vital se fait à une seule et même température, celle de la neige fondante, soit o". Lorsque baisse la température, leur vie est ralentie, suspendue comme celle d'une graine au repos. Ils ont capacité de vie, mais ne vivent plus ; ce sont comme des horloges arrêtées, la température de o° remet le balancier en mouvement?^

La plupart des autres plantes ont un domaine thermique beaucoup plus étendu. Le blé germe déjà en automne à une température de 5°; il se feuille, talle et croît avantageusement de 6° à 160 ; il ne mûrit cependant que si ses jeunes épis sont exposés à une température de 200.

Les dattiers cultivés en Provence, à Hyères par exemple, sont aussi beaux, aussi robustes que leurs congénères de l'oasis de Biskra, mais ils ne mûrissent pas leurs dattes. Pour cela, il leur faudrait, comme à ceux du désert, le pied dans l'eau et la tête dans le feu. Tout autour de ce glacier et de ces névés, vous voyez ces robustes et pittoresques aroles, ces vigoureux mélèzes. Encore robustes végétativement à la limite de la végétation forestière, ils n'arrivent pas à mûrir leurs cônes ; les petits pâtres, qui sont très friands de leurs amandes, vont les récolter plus bas.

Eli bien, les algues microscopiques des neiges ont un violon bien simplifié pour y jouer leur symphonie vitale; leur unique corde est accordée à une seule température, à une seule hauteur de son, celui de la neige fondante.

Fig. i. — La Soldanelle (Soldanella alpina), plante qui peut croître et fleurir dans la neige; à droite, tiges f'ructifïères à capsules dressées, ouvertes. Dessin de R. G.

Sans doute, d'autres plantes, et parmi les plus gracieuses de nos Alpes, commencent à germer, à respirer, à pousser à une température de o°; même plus d'une de ces plantes supérieures, comme les Crocus et les Soldanelles {jig. i), se frayent un chemin dans la neige et parfois balancent leurs corolles au-dessus du névé qu'elles ont percé ; mais toutes nécessitent pour leur fructification une température beaucoup plus élevée.

Nos petites algues des neiges se maintiennent donc toute leur vie à une même température comme ces favorisés de la fortune

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qui, l'hiver durant, grâce au chauffage central, se sont maintenus dans des appartements à i8° et qui, vers l'été, ne pouvant régler la température de leurs demeures à cette douce chaleur, vont passer les canicules à 2000 m., puis reviennent en ville en passant successivement par les stations intermédiaires aménagées pour la société à température constante. Cela n'est guère varié, mais cela est ainsi pour les algues des neiges. La seule interruption à cette monotonie de température, c'est le frisson nocturne quand elles passent ainsi périodiquement de vie à trépas : espèce de mort qu'il faut bien se garder de confondre avec le sommeil.

Comment se nourrissent ces minuscules plantes dans ce milieu qui paraît si peu nutritif? Il est aisé de constater que toutes les espèces, même celles qui paraissent rouges, brunes ou jaune d'or, possèdent dans leur cellule de la chloroplrylle, le vert des feuilles qui, dans la lumière, sert à toutes les plantes à extraire, de l'acide carbonique, le carbone nécessaire à leur nutrition. C'est là un mode de nutrition général chez toutes les plantes non parasites et dont nous aurons à parler plus d'une fois.

Et, à ce point de vue, les algues des neiges sont vraiment favorisées ; l'eau glacée qui circule sur le névé et dans le grain du névé inondé de lumière est beaucoup plus nutritive que l'eau chaude de nos étangs. L'acide carbonique de l'air est contenu dans ce milieu dans une proportion à peu près constante, mais l'eau froide en contient plus que l'eau chaude. Ainsi, à 5°, il y a deux fois plus de CO2 dissous qu'à 2001. L'oxygène, qui est nécessaire à l'entretien de la vie, à la respiration, sans laquelle ne peut se faire aucun travail, se dissout aussi en plus grande proportion dans l'eau froide que dans l'eau chaude. On est moins rapidement asphyxié dans de l'eau glacée que dans de l'eau tempérée.

Voici donc deux conditions essentielles de la vie des plantes : nutrition carbonée et respiration, qui sont favorisées dans ce milieu en apparence hostile à la vie. La neige, en tombant, a aussi absorbé les poussières de l'air et entraîné les combinaisons azotées qui résultent des décharges électriques dans l'atmosphère. Elle n'a donc de la pureté que l'apparence ; en réalité, elle est

A 5°, un litre d'eau du lac de Genève contient y, 3 ccm. d'oxygène et 0,6 ccm. de gaz carbonique, tandis qu'à 200, ces chiffres sont respectivement S,y et o,3 ccm.

souillée d'une quantité considérable d'impuretés. Toute la question est donc d'expliquer comment, à cette température basse, une croissance active, une multiplication rapide est possible.

Y a-t-il, dans cette vie à o°, qui nous donne le frisson, un mystère plus grand et plus insondable que dans notre propre vie à 36° ? Nous brûlons le carbone de notre sang et de nos tissus, sans flamme, par une combustion lente, continue, mais qui, en principe, est du même ordre que celle du bois dans notre cheminée ou de l'huile de notre lampe. Seulement, dans ce dernier cas, il nous faut y mettre le feu et le maintenir à une température de plus de 25o°, tandis que nous brûlons comme une lampe qui s'allumerait d'elle-même, qui prendrait feu spontanément à une température très basse. Si nous pouvions expliquer notre propre respiration, nous pourrions sans doute dire aussi pourquoi il arrive que d'autres organismes brûlent leurs réserves à une température encore plus basse. Il ne s'agit pas ici du combustible de respiration, qui est essentiellement le même chez les plantes inférieures, les plantes-feuilles et les animaux. La plrysiologie nous fait connaître ces matières qui sont essentiellement les sucres, les fécules, les graisses. Le chimiste, dans son calorimètre, ne peut amorcer ces réactions . entre l'oxygène de l'air et les sucres et les graisses qu'en chauffant à plus de 3oo°, l'animal à sang chaud y arrive à 36°, la plante verte de 0-400, l'algue des neiges à o°. Mais ce qu'il y a de plus curieux dans ce phénomène, c'est que, à l'inverse des combustions chimiques, qui sont progressivement accélérées par l'élévation de température sans qu'on saisisse une limite supérieure, ici, avec l'élévation de température, le phénomène de la respiration, qui avait tout d'abord progressé, s'arrête brusquement, et cet arrêt correspond non pas comme l'arrêt par les températures basses à une simple inhibition, à un arrêt momentané, mais à une altération définitive, irréversible comme l'on dit: l'organisme meurt. Nos expériences nous ont appris que pour la plupart des algues" des neiges, pendant leur vie active, une température plus élevée .que 40 agit comme l'eau bouillante sur les organismes supérieurs.

On a souvent pensé que la respiration, qui est essentiellement une combustion, serait sous le contrôle de ferments oxydants, c'està-dire de substances spécifiques capables de sensibiliser les

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réactions, d'accélérer la vitesse de ces réactions. Sans nul doute la respiration des animaux comme celle des plantes dépend de ces substances qu'une science moderne a su extraire de beaucoup d'organismes, mais il 3' a dans le phénomène si mystérieux de la respiration plus que cela. C'est comme si la nature vivante était

Fig. 2. — Solitude neigeuse sur le glacier du Tour (mont Blanc) ; remarquer la teinte à gauche. Comparez fig\ 7, qui représente les organismes de la neige rouge récoltée en cet endroit. Phot. de R. C.

comme un échafaudage instable, que la moindre chiquenaude fait effondrer. Nous verrons ce qu'il faut penser de cette hypothèse quand nous parlerons des Thermes.

Quoi qu'il en soit, la plupart des algues des neiges meurent à une température qui est trop basse pour permettre à la plupart des végétaux de notre pays d'effectuer leur germination.

Il me semble, en écrivant ce prologue, que je fais comme ces jeunes éphèbes qui, devant une salle qui attend impatiemment

l'exécution d'une comédie de Molière ou d'une tragédie de Shakespeare, lit un savant mémoire sur le théâtre français ou sur l'identité réelle ou fictive de Bacon et de l'immortel dramaturge. Le public s'impatiente, il veut voir jouer la pièce et jugera par lui-même.

Eh bien, sans tarder, laissons parler les artistes eux-mêmes, montons ensemble de Champex au col des Ecandies. Le chemin qui avait quitté le vallon d'Arpette s'engage maintenant sur les flancs de l'immense moraine du glacier d'Arpette ; évitant les gros blocs vacillants, nous voici arrivés au bas du col, dans une dépression en vaste cuvette ; la neige d'août a laissé, en s'évaporant, quelques tables de glacier. Notre petite caravane, un peu fatiguée, avance lentement. Quelqu'un me fait remarquer, sur la neige ancienne, des taches tout d'abord éparses, comme celles qu'aurait faites un liquide coloré tombant goutte à goutte, puis des espaces continus d'un beau rouge framboise. C'était en 1895 ; quoique habitué des solitudes glacées de nos Alpes, je n'avais jamais observé de la neige colorée. La première impression était que notre caravane avait été précédée par un chasseur ou un braconnier du pays, dont le petit tonneau de vin rouge qu'il a l'habitude de porter à la façon d'une gourde se serait vidé peu à peu. Il y a une énorme différence à connaître une chose par les livres ou de la savoir par l'observation personnelle. Il ne me fallut cependant pas longtemps pour me convaincre que la coloration n'était pas accidentelle. Très irrégulièrement, cette teinte envahit la neige jusqu'à plusieurs centimètres de profondeur, un peu de la même manière que les colonies bactériennes disséminées sur un milieu nutritif pénétrent dans la masse ou tendent à se confondre en se rencontrant dans leur expansion. Si le botaniste algologue remplit un des flacons, qu'il porte toujours sur lui, de la masse neigeuse, celle-ci est de l'apparence et de la consistance d'une glace aux fraises ou parfois, lorsque la concentration est plus forte, de la couleur d'une glace aux framboises. Ce n'est qu'exceptionnellement, lorsque les organismes ont pu pendant longtemps se multiplier autour d'un germe initial, que la couleur devient plus intense, rouge brique.

La beauté et l'intensité du phénomène nous décidèrent sur-le-

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champ d'en faire une étude méthodique, en nous aidant d'un microscope que nous étions allé prendre à Champex (146.5 m.), alors notre station d'été, et que non sans peine nous avions hissé jusqu'à ces solitudes glacées.

Ce n'était certes pas un laboratoire banal, le microscope sur une table de glacier, les hautes parois de la pointe d'Orny et

Fig. 3.

Magdalena bay (Spitzberg). Glacier qui s effondre dans la mer:

la surface était couverte de neige rouge. Phot. de A. Brun.

celles du Zénépi ; en arrière, le flanc de la moraine, devant nous le névé qui grimpait vers la fenêtre du col par lequel les derniers rayons du soir venaient éclairer le miroir de mon instrument. Plus ému encore par l'inattendue trouvaille que par la solitude sauvage du site, je -le fus davantage encore en reconnaissant dans cette neige rouge, en plus de l'organisme habituel des neiges rouges, plusieurs autres algues qui m'étaient inconnues et dont deux se trouvaient être nouvelles pour la Science.

Malgré la lumière qui baissait, je continuais à me laisser absorber par ces curieuses observations, bien décidé de ne m'en aller qu'à l'extrême limite du jour, lorsque brusquement je fus surpris par un orage avec coups de tonnerre. C'est un phénomène grandiose dans tous pays et à toute altitude, mais combien plus ici dans cette solitude, dans cet espèce de gouffre noir.

J'allais me sauver précipitamment et je me préparais à interrompre mes observations lorsque je fus interpellé par un gentleman suivi de deux dames qui fu3Taient devant la tempête et qui, dans le brouillard qui nous enveloppait, avaient perdu la direction. Rassuré, il s'approche, s'étonne de ce microscope à cette altitude, à une heure si tardive. Il s'intéresse malgré la pluie qui vient, et depuis lors n'a cessé de correspondre avec l'auteur de ces lignes sur cet intéressant sujet. Tout en descendant, je lui explique ce que je sais et lui-même, fervent alpiniste, me promet de surveiller les hautes routes des névés et des glaciers, et il a tenu parole, m'envoyant de diverses grandes excursions de la neige rouge ou d'utiles renseignements. Je dois aussi à mon savant confrère le volcanologue bien connu, M. Albert Brun, la connaissance de la neige rouge du Spitzberg, qu'il a bien voulu récolter pour moi (1909).

Cette première étude, poursuivie pendant plusieurs jours sur place, a été le point de départ d'observations que nous avons continuées pendant plus de vingt ans, dans diverses régions des Alpes suisses et du Jura français. Enfin, depuis la création d'un laboratoire de biologie alpine au jardin alpin de la Linnaea à Bourg-Saint- Pierre (1700 m.), nous sommes installés pour pouvoir suivre l'évolution de ces micro-organismes de la neige ; nous pouvons facilement nous procurer de la neige rouge dès le mois de juillet, soit des névés de la Chenalette (2.889 m.), soit des amas de neige qui se maintiennent dans le Vallon des Morts, au Grand-Saint- Bernard (2.470 m.). Observée pour la première fois par le Genevois H.-B. de Saussure, qui, sans en connaître la nature, l'avait nommée, dans son voyage dans les Alpes (1778), terre rouge de la neige, (au Grand-Saint-Bernard), puis par l'expédition arctique, John Ross (1819), la neige rouge estproduite par un ensemble d'organismes, dont le principal fut successivement considéré comme un champignon par F. Bauer (1819), comme une rouille de

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la neige {ÏJredo n'walis), analogue à la rouille qui attaque les céréales, puis parle Suédois Agardh, comme une algue {Protococcus nwalis) formant une fleur de la neige, nommée par le Norvégien Sommerfelt (1824) Sphaerelta nïvalis, et Haematococcus nivalis par Flotow, qui la considérait comme une espèce parallèle de l' Haematococcus pluvialis des flaques ou des creux humides des rochers de la plaine et de la montagne.

Cette dernière espèce {fuj. Ji) qui appartient à un autre genre n'est pas c rare même dans les régions élevées, mais elle ne s'est jamais rencontrée dans la neige. Dans le massif du mont Blanc, je l'ai vue colorant en rouge l'eau du bénitier du cimetière d'Orsières et de la chapelle de Ferret, puis plus haut, au-dessus du glacier de Saleinaz, dans les creux humides des rochers du Plan Magnin. C'est un organisme qui supporte des températures élevées et que nous sommes arrivés à cultiver en

culture pure dans le laboratoire, ce que nous n'avons jamais pu faire pour l'organisme rouge des neiges.

Le nom de cette plante microscopique unicellulaire a donc subi bien des vicissitudes. Cela provient du fait que jusqu'à ma publication en 1896, elle était très 4mal connue. En 1903, mon savant collègue et ami, le professeur Wille de Christiana, reprenant* une suggestion que j'avais faite en 1896, puis en 1902, la place définitivement dans le genre Chlam.ydomon.as (Chlamydomonas nivalis JW'dle). C'est que cet organisme unicellulaire, comme ses congénères est excessivement variable; ellipsoïdes ou ovoïdes, ses cellules, nagent dans la neige fondante au moyen de deux longs cils qui battent sous l'impulsion de deux vacuoles dont les pulsations alternantes rappellent celles d'un cœur en activité (//</. 7). Ces cellules mobiles sont d'ailleurs très peu actives ; il est difficile de les conserver longtemps dans cet état, sous le

Fig. 4. — Cellule mobile (zoospore) d une algue unicellulaire, Chlamydomonas. f, flagelle (cils) ; s, stigma ou tache oculaire ; n, noyau ; p, réserve de nourriture.

Gross. i65o fois. Dess. de R. C.

microscope, à cause de l'élévation de la température. On appelle chez les algues des cellules semblables zoospores {jig. -f), à cause de leur mobilité, qui rappelle celle des animaux inférieurs. Chaque cellule est ou nue, ou plus souvent enveloppée par une membrane, sorte de sac hyalin, fait d'une gelée plus ou moins épaisse. On trouve de ces cellules de toute grandeur: de i5 |j, à 65 [x de longueur. Par le gel ou par l'élévation de la température, ces cellules s'enkystent, ou, sans modifier leurs formes ou en s'arrondissant, prennent alors l'apparence de cellules Protococcus arrondies, enveloppées par une simple membrane ou protégées par une auréole gélifiée, faite d'emboîtements répétés. C'est sous cette forme que les algues de la neige rouge passent par un temps de repos. Leur multiplication se fait à l'intérieur de cette vésicule {Jig. 5) par une division simple ou répétée, ce qui fournit 2 ou 4 spores. Ces dernières sont émises par rupture de la vésicule.

J'ai observé parfois la sexualité qui, chez ces plus simples des plantes, ne se marque par aucun signe extérieur : deux petites zoospores, c'est-à-dire cellules mobiles ordinaires, mais qui ont perdu la faculté de se développer et de se multiplier par ellesmêmes, s'attirent, s'approchent, se mettent à cheminer de compagnie ; on les voit se souder latéralement et constituer ainsi une double cellule, X qui, pendant un certain temps, chemine avec ses deux paires de cils. Peu à peu, se fait la fusion des deux gamètes, ainsi qu'on nomme les cellules sexuelles. Le développement ultérieur n'a pas été suivi .

Organisme (algue) principal de la neige rouge Par Ces Caractères, le l Chlainydomonas nivalis); i, 2, 3, 6, 9, 14, divers états

de cellules immobiles ; 2, 6, 8, cellules en voie de mul- C Puinil/c/OnWIltlSaeSTieigeS

tiplication ; 5, 11, 12, cellules mobiles (zoospores). vrn j

Gross. 600 fois. Dess. de R. C. ne diffère que par des

LES NEIGES COLORLKS

caractères secondaires des Chlainydomonas de nos étangs et de nos flaques d'eau. Nous en reparlerons autre part.

Mais la neige rouge n'a pas été constatée que dans nos Alpes où nous l'avons étudiée dans plusieurs stations du massif du Mont-Blanc, au Grand-Saint-Bernard, au col Fenêtre, à Mattmark, etc. Au Spitzberg, elle colore d'immenses étendues de neige et y

Fig. 6. — Baie de Smeereburg (au Spitzberg). On voit sur la neige de très larges taches de neige rouge. Phot. Dr A. Brun.

est beaucoup plus apparente ; on l'a signalée du Groenland septentrional, des montagnes de la Scandinavie, des Carpath.es, du Jura, des Hautes Andes de l'Equateur et de la Bolivie, et enfin, de l'Antarctique.

Sa couleur rouge est due à une accumulation, plus ou moins forte, d'huile qui tient en dissolution la même matière colorante que celle qui donne à la carotte et à la tomate leur vive colora-

tion. C'est cette accumulation d'huile rouge qui masque la couleur verte de la cellule. J'ai cultivé dans un «thermos» contenant de la neige les organismes de la neige rouge : la diminution de lumière amène la disparition de la carotine, et le vert réapparaît.

C'est à une cause analogue qu'est due chez des plantes supérieures la coloration rouge brique des feuilles en hiver. Lorsque, dans les lieux découverts, par exemple sur les collines pierreuses ou les dunes du bassin ^oyen du Rhône, les buis sont exposés pendant plusieurs s'emâMes à la vive insolation, leurs feuilles se colorent en rouge^Pf j&mme les tomates ; il ne faut pas confondre cette coloration 'àveesJa teinte automnale des feuilles qui est due à un autre pigm^3t.^>

La biolqgje^e^jb la science de la vie, elle cherche à expliquer les manières d wrrevàes organismes et, selon le point de vue, donne le nom d'explication à des raisonnements de valeur très différente. Etablir une relation de cause à effet, par exemple décrire la formation de la carotine et de l'huile sous l'influence de conditions extérieures connues, c'est introduire une explicatiom mécanique, c'est expliquer le résultat par l'antécédent. Cela n'est possible que par l'observation et l'expérience .C'est de la science proprement dite .

L'autre méthode consiste à se poser des questions sur le rôle et la fonction des organes, des structures. A quoi servent ces particularités morphologiques ? On établit la relation qui unit organe et fonction ; on remarque que ces organes semblent très souvent comme calculés pour fonctionner dans un milieu donné qui est justement celui où vit la plante ou l'animal considéré. Il semble dès lors que l'organisme est conforme au milieu, ce qu'on exprime en disant qu'il est adapté.

/ Comment se sont constituées ces merveilleuses coïncidences -entre structure et fonction, entre organismes et milieux adéquats, qui parfois semblent calculées, prévues l'une pour l'autre comme la clef pour la serrure ? C'est ce qu'il est impossible de dire aujourd'hui, malgré l'effort magnifique de l'école évolutionniste.

Toute structure, toute particularité n'est pas nécessairement adaptée.

En particulier, on ne voit pas très bien ce qui, dans la forme du Chlamydomonas nivalir, correspond d'une manière plus étroite au

milieu spécial, la neige. Et cependant, le peu de motilité qu'exhibe cette espèce, comparée à celle de ses congénères des étangs et des mares, est évidente ; ici le transport à grande distance est quasi impossible, la multiplication se fait de proche en proche comme le développement d'une cellule microbienne dans un milieu solide gélatinisé. Dès lors, manquent les cellules migratrices ou, si elles se développent, leur pouvoir de, translation est extrêmement affaibli. Le mode d'enkystement avec les enveloppes épaisses et gélifiées protège la cellule contre une rapide dessiccation; l'accumulation des réserves nutritives, comme dans une semence, assure la possibilité d'une vie ralentie sans qu'intervienne une brusque contraction comme cela arrive dans les organismes délicats ou très éphémères des eaux pures. On raconte, mais je n'ai pu m'assurer de ce fait, que les cellules enkystées bourrées de nourriture de cet organisme des neiges, qui passent par une vie de repos, peuvent, comme les cellules analogues de Y Haernatococcus rouge des pluies, se dessécher complètement et reprendre vie au contact de l'eau et à la température convenable. Quoi qu'il en soit, ces Cblamydomona<f ont fait le tour du monde emportées avec les poussières cosmiques plus facilement que les spores des Fougères ou que les minuscules semences de certaines plantes supérieures ubiquistes. La migration des organismes de la neige colorée se fait certainement de massif montagneux à massif montagneux, de champ de neige à champ de neige, par des pays tout entiers, à des distances incommensurables.

Si maintenant je passe à l'origine et au rôle de l'hématochrome, comme on appelle l'huile saturée de carotine rouge de ces algues, je constate qu'on peut expérimentalement provoquer l'accumulation de ce pigment par l'action des facteurs qui justement sont actifs sur les névés. Tout d'abord par l'intensité lumineuse, puis par l'augmentation de la nutrition hydrocarbonée avec diminution de la respiration. En hiver souvent, dans les feuilles des plantes persistantes, se continue une active nutrition dans la lumière ; cette nutrition n'étant pas contrebalancée par une respiration proportionnelle, il en résulte une accumulation considérable de réserves — huileuses ou sucrées — qui favorisent la production de la carotine.

Mais, d'autre part, la matière verte est facilement décolorée par une trop forte intensité lumineuse ; si elle ne peut se régénérer, et elle le fait difficilement à basse température, la plante

Yig. 7. — Algues des neiges du Mont-Blanc. 1, divers états du Chlamydomonas nivalis (neige

rouge); 2, Scotiella 7iivalis (neige jaune); 3, Ancvlonema Nordenskiôldii (neige pourpre);

4. Ankistrodesmus (Kaphidium) nivalis (neige verte) : 5, gonidie de lichen ; 6, 7, squelettes de

deux Diatomacées. Comparez avec la planche I.

Gross. env. 5oo— 800 fois. Dess. de R. C

meurt d'inanition. L'huile fonctionne ici comme écran protecteur, ce qui paraît avantageux à cet organisme, exposé directement à la lumière intense des hauteurs.

Mais revenons à la neige rouge du col des Ecandies, qui comprenait, quoique à titre subordonné, trois autres algues qui depuis lors ont été retrouvées un peu partout dans les mêmes

LES NEIGES COLOREES

conditions. Tout d'abord une Mésoténiacée, à cellules très simples, cylindriques, disposées en courts boudins bi- ou tricellulaires, de couleur assez singulière résultant de la combinaison d'un suc coloré par une anthocyane pourpre et du plastide vert (//</. 7, 5). Les cellules vertes des plantes contiennent dans leur plasma ou matière vivante, des disques, des bandes ou des corps étoiles, eux-mêmes vivants et auxquels s'est attaché, comme une teinture se fixe sur un tissu, le pigment vert nommé chlorophylle. Cette dernière substance est insoluble dans l'eau. Les anthocyanes sont au contraire des matières colorantes qui jamais ne s'attachent directement à la matière vivante, mais restent en solution dans le suc des plantes. Ainsi le bleu des bleuets, le rouge des pétales de roses, des passeroses, le violet noir des fruits des myrtilles sont des anthocyanes.

Dans X Ancylonema (Nordenskiôldïi) , la coloration pourpre livide est justement la combinaison de ces deux sortes de pigments.

Cette plante, observée pour la première fois par le botaniste de l'expédition suédoise au nord du Groenland, dirigée par Nordenskiold, a été surtout étudiée dans la neige du fjord d'Auleitsivi. Elle a été retrouvée plus tard par Nordstedt (1878) en Scandinavie, et, depuis lors, par moi dans les nombreuses neiges rouges, que j'ai eu l'occasion d'étudier, du Mont-Blanc au xMont-Rose. Sur les falaises neigeuses du Groenland, Berggren l'a constatée en telle abondance qu'elle donnait à la surface habituellement immaculée du névé une teinte bien caractéristique d'un pourpre livide (neige brune). Sans y être commune, Y Anci/loneina ne fait pas défaut aux neiges antarctiques.

La troisième espèce, reconnue par moi dans la neige rouge du col des Ecandies, était nouvelle pour la science ; ses cellules isolées sont brièvement fusiformes, munies d'ailes sinueuses longitudinales, dépendances de la membrane, par quoi elle rappellent les états dormants d'une algue habituellement mobile de nos mares, le Pteromonas alala. Mais, comme dans la neige, on n'a jamais observé comme dans le Chlamydomonas rouge, des états mobiles, M. Fritsch, botaniste à Londres, qui a examiné les Algues rapportées de l'expédition du « Scotia », a proposé pour ces formes le nom générique de Scotiella, ce qui a pour conséquence de désigner notre plante

sous le nom de Scotiella nivalis ( fuj. j, 2). Cet organisme cache ordinairement son corps vert sous une forte accumulation d'huile colorée en jaune d'or par une substance analogue sinon identique à celle qui produit en automne la coloration jaune dorée des feuilles avant leur chute. Je l'ai observé sans exception dans toutes les neiges rouges et surtout dans les neiges noires de nos Alpes et du Jura. Je l'ai trouvé encore plus abondant dans la neige rouge du Spitzberg. Fritsch, et presque en même temps Gain, en ont rencontré dans les neiges colorées de l'Antarctide, étudiées à l'occasion des expéditions polaires du « Scotia » (1902-1904) ou du «Pourquoi pas?» (1908-1910). Mais, tandis que dans nos Alpes suisses je n'ai su reconnaître qu'une seule espèce de Scotiella, ces auteurs décrirent pour les neiges des îles Orcades du sud et des îles Argentines, Shetlands du sud, Terre de Graham, etc., en plus du Pteromonas nivalif, deux Scotiella voisins : Scotiella antarclica, S. polyptera, espèces analogues, qui diffèrent les unes des autres par des caractères tirés de la forme et de la dimension des cellules. Jamais dans nos montagnes les Scotiella ne s'accumulent assez et ne sont assez exclusifs pour arriver à produire à la superficie de la neige une teinte jaune caractéristique ; au contraire, aux Orcades du Sud, le naturaliste R. Brown, du « Scotia », a observé un nouveau type de neige coloré, la neige jaune. Cette dernière, quand elle est éclairée, est d'un jaune brillant pâle ; selon ce même observateur, neige rouge et neige jaune sont souvent bien distinctes dans ces parages.

Les mêmes causes ne produisent pas toujours les mêmes effets : la concentration de l'acide carbonique, la diminution de la respiration à o° et la forte intensité lumineuse qui amènent chez le Chlamyàoinonas de la neige à la production d'un écran rouge ont ici pour résultat une superbe coloration dorée qui semble, comme le violet pourpre de X Ancyloiiema, avoir comme effet de protéger cet organisme contre la lumière vive qui arrive directement sur la neige.

C'est que chaque plante riposte à sa façon, et rien dans sa forme ou dans ses particularités visibles ne nous avertit de sa capacité de réaction. J'ai en culture pure dans mon laboratoire depuis bien des années des organismes unicellulaires arrondis que

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rien sous le microscope ne distingue les uns des autres ; mais visà-vis de la concentration de la nourriture et de l'intensité lumi: neuse, chacun réagissant à sa façon, par leur accumulation sur les milieux artificiels, les uns forment des disques verts, les autres

Fig. 8. — Touristes sur le glacier du Tour, qui ont protégé leurs yeux par des lunettes noires et leur visage par un voile. Phot. R. C.

des disques rouge brique et, enfin, d'autres prennent une vive coloration jaune.

Vous avez sans doute fait, en compagnie de charmants amis et de guides éprouvés, de grandes courses de neige et de glacier. Les uns supportent l'extrême sécheresse de l'air et l'intensité lumineuse sans avoir recours à la protection des lunettes enfumées, les autres, au contraire, même protégés par un enduit noirâtre, rentrent de la montagne avec un teint de homard ébouillanté.

De même, il existe dans la neige plusieurs organismes qu'on ne trouve que là et qui cependant semblent ne pas avoir à lutter

contre une trop vive lumière, ce qui amène habituellement à la destruction de la chlorophylle ; il y a des plantes de soleil et des plantes d'ombre également vertes, des fougères qui, non protégées par des buissons ou la forêt, blanchissent, s'étiolent, et d'autres, plus rares il est vrai, qui bravent la lumière directe.

Les organismes de la neige verte sont formés de cellules en bâtonnet. Le Raphidium des neiges (AnkLrtrodesmus nivalis) ne manque jamais au rendez-vous dans la neige rouge des Alpes, mais il n'y est pas abondant (fiç. ())• Seul M. Scherffel l'a récolté en dehors de nos limites, dans la neige des Carpathes, en compagnie du ScotielLa rdvaiia.

Fig. g. — Ankistrodesmus nivalis (Raphidium). Cellules en voie de multiplication Grbss. 600-800 fois, neige du Valais. Dess. de R. C.

Cette espèce est très différente du Raphidium V'ireti qui, en 1910, formait au glacier d'Argentières une neige verte caractéristique, qui m'a été communiquée par mon ancien élève, M.L.VlRET, et dans laquelle j'ai reconnu une espèce nouvelle (fig. 10 et 15). Elle était si abondante dans cette station que les Chlamydoinonas rouges et les ScotielLa jaunes présents n'arrivaient pas à éteindre la couleur verte du Raphidium.

Ce type n'a, depuis lors, jamais été retrouvé, et cependant il est si caractéristique qu'il ne peut être confondu avec aucune espèce voisine. Ceci doit nous avertir du danger qu'il y aurait de croire que tout a été dit sur ce sujet, et qu'il serait improbable de trouver d'autres types de neige colorée que ceux décrits jusqu'à

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présent. Aussi est-ce sans trop de surprise que j'ai appris par un beau travail de M. Gain sur les Algues antarctiques que la neige

Fig. 10. — Ankistrodesmus Vireti (Raphidium Vireti). Cellules en voie de multiplication ; d après une récolte faite au glacier d Argentières. Gross. 600 fois. Dess. de R. C.

verte de la côte ouest de la Terre de Graham était en majeure