V. — Remarques théoriques
I . Tous les phénomènes vitaux sont déterminés par des processus chimiques. Que nous ayons affaire à la contraction d'un muscle, au processus de sécrétion, à la formation d'un embryon, ou simplement d'un organe, le cas est exactement le même. L'une des étapes que doit parcourir la morphologie ph3^siologique, c'est de montrer dans chaque cas le chaînon qui relie les processus chimiques à la formation des organes. J'ai essayé de montrer que, dans quelques cas au moins, le chaînon considéré consistait en changements de pres-
PRINCIPES DE MORPHOLOGIE PHYSIOLOGIQUE
sion osmotique déterminés par les changements chimiques qui s'accomplissent dans un organe en voie de croissance.
Mais ce fait seul n'expliquerait pas pourquoi nous observons des différences dans la forme des organes. Pour le comprendre, nous devons avoir présent à l'esprit que les processus de croissance doivent nécessairement être différents pour différents organes, par exemple pour la formation d'une racine et d'une tige. Comme la croissance est un processus qui consomme de l'énergie pour surmonter les résistances qu'il rencontre, des différences de croissance ne peuvent être déterminées que par l'inégalité, ou des quantités d'énergie mises en liberté dans les organes considérés ou des résistances à la croissance. Des différences dans l'énergie peuvent être le résultat de la diversité des processus chimiques qui déterminent la croissance. Nous sommes donc conduits à l'idée que des différences, dans les formes des divers organes doivent être déterminées par des dissemblances dans leur constitution chimique, ou. si leurs constitutions chimiques sont semblables, par des différences dans la résistance à la croissance. Que des organes différents par la forme le soient aussi souvent au point de vue chimique, c'est un fait bien connu. La formation de l'urée dans le foie et la synthèse de l'acide hippurique dans les reins sont les conséquences de différences chimiques.
Nous sommes ainsi amenés parles mécanismes de croissance à une conclusion qui forme le noyau de la théorie de l'organisation de Sachs, à savoir
que « les différences dans la forme des organes sont accompagnées de différences dans leur constitution chimique et que, d'après les principes delà science, nous devons rattacher les premières aux dernières ». Il y a, d'après Sachs, au moins autant de « spezifische Bildungsstoffe » dans une plante qu'elle contient d'organes différents*.
2. En adoptant la théorie de Sachs et en l'appliquant à la morphologie animale, nous avons à éviter une erreur qui a souvent été commise dans le cas de bonnes théories, et qui consiste à s'efforcer d'expliquer des cas spéciaux que compliquent des conditions inconnues. Huyghens a expliqué par sa théorie de la lumière les phénomènes de réfraction, mais il ne pouvait expliquer les sensations de couleur, et ne Ta pas cherché. Pour ces phénomènes, la théorie des ondes de la lumière reste vraie, mais les sensations de couleur ne dépendent pas seulement du mouvement ondulatoire de l'éther, mais aussi de la structure physique et chimique de la rétine. Je pense qu'on peut dire en toute certitude que chaque animal a des substances germinatives spécifiques et que les substances germinatives diffèrent chimiquement d'un animal à l'autre. Les qualités chimiques d'un œuf de poulet font qu'il ne peut donner naissance qu'à un poulet. Mais ce serait une erreur d'espérer pour le moment expliquer comment la nature chimique inconnue du germe détermine tous les organes et tous les caractères
I. J. Sa-chs, Sto^ und Form der Pflan\enorgane, Gesammelte Abhandlungen, II, 1893.
PRINCIPES DE MORPHOLOGIE PHYSIOLOGIQUE
Fig.36, 37 et 38. — D'après nature. Origine de la disposition colorét du sac vitellin d'un embryon de poisson {Fundiihis heteroclitus). La figure 36 représente les vaisseaux sanguins à la surface du sac vitellin à un stade primitif du développement. Les cellules pigmentaires noires n'occupent, par rapport aux vaisseaux sanguins, aucune position définie. La figure 37 se rapporte au même œuf quelques jours plus tard. Nous constatons ici que quelques cellules pigmentaires montrent une tendance à ramper sur les vaisseaux sanguins. La figure 38 est encore relative au même œuf pris quelques jours plus tard encore. Les cellules pigmentaires se sont entièrement appliquées sur les vaisseaux sanguins et leur ont formé une gaine. Les chromatophores rouges n'ont pas été figurés dans ce dessin.
Cette observation est la première qui montre que les tropismes jouent un rôle dans l'arrangement des organes du corps.
différents qui sont propres à l'espèce. Par exemple, dans le sac vitellin de l'embryon de Fundîciiis^ le pigment se dispose de manière à donnçr un dessin tigré. Nous pouvons dire que cette disposition peut être due à un certain arrangement des molécules ou des complexes de molécules (déterminants) qui donnent naissance aux parties colorées du sac vitellin, mais j'ai trouvé que cette coloration se forme d'une manière beaucoup plus simple. Les cellules pigmentaires naissent irrégulièrement à la surface du vitellus. Le pigment est au point de vue chimique étroitement allié à l'hémoglobine, et par suite sa formation peut être tout d'abord reliée à celle des globules sanguins. Toutefois Tarrano-ement des cellules pigmentaires pendant les premiers jours du développement n'est en rien capable de produire des dessins d'aucune sorte. Elles sont placées aussi bien sur les parois des vaisseaux sanguins que dans les espaces intercapillaires (fig. 36). Mais plus tard toutes les cellules pigmentaires viennent ramper sur la surface des vaisseaux sanguins voisins (fig. 38). J'ai réussi à faire voir par l'expérience que ce sont probablement certaines substances contenues dans le sang qui déterminent cette réaction. Ces substances, si elles diffusent d'un vaisseau sanguin et viennent à toucher unchromatophore font en fin de compte cheminer, en agissant sur la tension superficielle, le protoplasme de ce chromatophore jusque sur les vaisseaux sanguins. Les vaisseaux s'entourent ainsi d'une gaine de chromatophores, tandis que, dans les intervalles
PRINCIPES DE MORPHOLOGIE PHYSIOLOGIQUE
entre les vaisseaux sanguins, ces cellules pigmentées disparaissent ; de cette manière, les chromatophores se disposent en bandes. Peut-être est-ce à de pareils changements dans la tension superficielle et non à un arrangement préformé dans le germe qu'il faut rapporter les dispositions colorées des animaux. Nous ne connaissons pas les processus qui déterminent la coloration chez les animaux qui la doivent à des couleurs d'interférence, mais la tâche de relier une telle coloration chez Tadulte à un arrangement semblable des molécules dans le plasma germinatif mettrait à trop rude épreuve même un génie tel que celui d'Huyghens, et si Ton ne peut établir une telle relation, la théorie est inutile.
3. Les raisons pour lesquelles les racines croissent au bas de la tige d'Antennularia et les tiges dans la partie la plus élevée ne pourront être données que quand les conditions physiques et chimiques spéciales à Tintérieur de la tige d' Antennulûria auront été étudiées. Nous ne pouvons pour le moment que faire des suppositions. Il est possible que les substances radicales hypothétiques de Sachs possèdent une masse spécifique supérieure à celle des substances qui forment les branches, et qu'ainsi elles prennent dans la cellule la position la plus basse. Comme le développement ne peut se produire qu'à la surface extérieure d'une tige ou d'une branche, des racines ne peuvent croître, dans cette hypothèse, qu'à la partie inférieure et des tiges qu'à la partie supérieure d'un élément. Mais on peut faire encore d'autres hypothèses que nous devons passer sous
silence ici. Dans le cas de Margelis et d'autres hydroïdes, il se pourrait que le contact avec des corps solides amène un accroissement de surface des éléments touchés lorsqu'ils contiennent des substances radicales spécifiques, et que le contraire se produise pour les éléments qui contiennent les substances caractéristiques des polypes. La conséquence en serait l'accroissement de surface des racines lorsqu'elles viennent en contact avec un corps solide, tandis qu'il ne se développerait que des polypes dans la direction opposée. J'ai trouvé en effet dans quelques formes de Naples que les racines d'hydroïdes qui poussent librement dans l'eau se mettent à croître beaucoup plus rapidement et à se ramifier beaucoup plus abondamment quand elles sont mises en contact avec des corps solides. Mais dans chacun de ces cas nous devons, pour tenter une explication, attendre que pour chaque forme les conditions ph5^siques et chimiques aient été étudiées. Pour les mêmes raisons, je ne veux pas chercher à discuter les causes qui déterminent la polarisation d'animaux tels que Cerianthus. Il suffira de proposer cette hypothèse que, dans les animaux polarisés, les tissus ou les cellules peuvent avoir une structure particulière qui permette aux substances formatrices spécifiques de se déplacer ou de s'arranger seulement dans une direction, tandis que dans le cas d'hétéromorphose le déplacement ou l'arrangement peut se faire dans toutes les directions ou dans plusieurs.
4. L'œuf d'oursin dans les conditions normales ne donne naissance qu'à un embryon. Cette
PRINCIPES DE MORPHOLOGIE PHYSIOLOGIQUE
circonstance est simplement due à la forme géométrique du protoplasme, qui, dans les conditions normales, est celle d'une sphère. Si nous déterminons dans les œufs une cassure, le protoplasme qui se trouve en dehors de la membrane de l'œuf et celui qui reste à Tintérieur prennent la forme sphérique en raison de la tension superficielle de cette matière. Quand il en est ainsi, il se forme en général des jumeaux s'il se produit deux cavités de segmentation distinctes, et seulement un embryon si les deux cavités sont en communication. Ce qui arrive dans le premier ou dans le second cas dépend de Tétat moléculaire de la partie du protoplasme reliant les deux gouttes. Le nombre des embryons qui se forment à partir d'un œuf n'est donc pas déterminé parla préformation de régions germinatives dans le protoplasme ou le no)^au, mais par la forme géométrique de l'œuf et par l'état moléculaire du protoplasme, en raison de ce que ces conditions déterminent le nombre des blastulas. Dans mes expériences, j'ai obtenu des embryons doubles et triples lorsque l'œuf a formé deux ou trois gouttelettes ou sphères, dont chacune donne naissance à une blastula. Dans les expériences de Driesch, une seule cellule d'un œuf au stade à quatre cellules forme nécessairement un embryon complet après qu'elle a été isolée et qu'elle a pris la forme d'une sphère ou d'un ellipsoïde. Naturellement, il doit y avoir une limite au nombre des embr3^ons que peut produire un seul œuf; mais cette limite est due non à la préformation, mais à d'autres condi-
tions dont la principale est qu'avec une trop petite masse de protoplasme, la formation d'une blastula devient impossible pour des raisons purement géométriques, telles qu'un minimum de taille nécessaire aux cellules de segmentation*. Sans formation de la blastula, il n'est naturellement pas possible d'obtenir les stades ultérieurs, qui sont conditionnés par la blastula.
J'ai choisi pour ces études le nom de Morphologie physiologique, leur but étant de rattacher les lois de l'organisation à la source commune de tous les phénomènes vitaux, je veux dire l'activité chimique de la cellule. On a indiqué à propos des mécanismes de la croissance comment ce résultat peut être obtenu.
Mais le but de la Morphologie physiologique n'est pas seulement analytique. Elle a un autre but plus élevé qui est synthétique ou constructif : c'est de former avec les éléments de la nature vivante de nouvelles combinaisons, exactement comme le physicien et le chimiste forment de nouvelles combinaisons avec les éléments delà nature non vivante.
I. J'ai constaté que la plus petite taille est d'environ un huitième de la masse de l'œuf d'oursin et je ne pense pas qu'elle soit très
loin de la limite.
SUR LA NATURE DU PHÉNOMÈNE DE FÉCONDATION '
La biologie expérimentale est une science très récente. Ce n'est que depuis peu de temps que les biologistes ont commencé à prendre conscience de l'incertitude de conclusions qui ne sont pas appuyées et vérifiées par des expériences convenables.
Leeuwenhook démontra en 1677 l'existence dans le sperme d'éléments mobiles, qu'on appelle spermatozoïdes. Il pensa que les spermatozoïdes représentaient le futur embryon. La majorité de ses contemporains admettait que les spermatozoïdes étaient des organismes parasites qui n'avaient rien à faire avec la fécondation. L'idée que les spermatozoïdes ne sont pas des parasites l'emporta lorsqu'il fut démontré, cent soixante ans plus tard environ, que ces éléments naissent des cellules du testicule.
Que le sperme était nécessaire à la féconda-
I. Réimprimé des Biological Lectures données à Woods Hole en 1899, avec l'autorisation de Ginn et C'«., Boston.
tion de Tœuf, c'était là un fait trop évident pour échapper même à des biologistes qui ne faisaient jamais une expérience ; mais que les spermatozoïdes et non le liquide étaient l'élément essentiel du sperme, c'était ce que l'expérience seule pouvait établir. On admettait généralement qu'un contact direct entre le sperme et l'œuf n'était pas nécessaire à la fécondation, et qu'une subtance volatile contenue dans le sperme, l'imaginaire aura seminalls y suffisait. Que le contact entre le sperme et l'œuf était réellement nécessaire à la fécondation, cela fut d'abord expérimentalement démontré par Jacobi (1764) qui prouva que les œufs de poisson ne peuvent être fécondés que si le sperme est mis avec eux en contact direct, et aussi par Spallanzani qui, pendant l'accouplement, munit des grenouilles mâles d'une sorte de caleçon et se convainquit que, dans ces conditions, les œufs restaient non fécondés bien que Vaiira seniinalis eût la possibilité d'agir sur eux. Ce fut la fin du règne de Vaiira seyninalis.
Il était réservé à deux expérimentateurs, Prévost et Dumas (il s'agit du célèbre chimiste) de prouver que les spermatozoïdes sont les éléments essentiels du sperme. Ils firent cette simple expérience de filtrer le sperme et démontrèrent que le sperme dont les spermatozoïdes ont été retenus par le filtre a perdu son pouvoir de féconder les œufs. Mais cela même ne convainquit pas beaucoup de biologistes descripteurs et neuf ans plus tard, K. E. von Baer exprime précisément l'opinion que les spermatozoïdes
s un LA NATURE DU PHENOMENE DE EECONDAllON
n'ont rien à faire avec la fécondation. En 1843, l'entrée du spermatozoïde dans Toeuf fut directement observée par Barry et ce fait a été depuis vérifié par une quantité innombrable d'observateurs pour les œufs de toutes sortes d'animaux. Il semble qu'on peut dire sans exagérer que si la méthode expérimentale avait été généralement employée en biologie, il n'aurait probablement pas fallu un si grand nombre d'années, presque deux siècles, pour établir le simple fait que le spermatozoïde est l'élément essentiel du sperme.
L'observation du fait capital que le spermatozoïde doit pénétrer dans l'œuf pour le féconder ne donnait pas une explication du mécanisme de l'activation de l'œuf. Quatre théories, ou pour mieux .dire, quatre idées au moins, ont été émises à ce sujet.
La première théorie de la fécondation de l'œuf est morphologique. D'après elle, c'est la structure morphologique du spermatozoïde à laquelle il faut rapporter le phénomène de la fécondation.
La seconde théorie est chimique. D'après elle, ce n'est pas un élément morphologiquement ou structuralement défini du spermatozoïde qui amène le développement de l'œuf, mais un constituant chimique. Contre cette seconde manière de voir, Miescher a élevé cette objection que, d'après ses recherches, les composants de l'œut et du spermatozoïde sont les mêmes. Je ne pense pas que cette objection soit solide. Nous savons que de simples variations dans la configuration de la molécule ont un effet énorme sur les phé-
nomènes vitaux. C'est ce que montre, entre autres travaux, celui de Emile Fischer sûr la relation entre la configuration moléculaire des sucres et leur propriété de fermenter. Lorsque Miescher fit ses expériences, de telles possibilités ne lui étaient pas familières. Miescher n'était au reste pas en état d'établir si les spermatozoïdes contiennent ou non des enzymes.
La troisième théorie est une théorie physique (Bischof). Elle admet qu'il existe dans le spermatozoïde un état de mouvement particulier qui se transmet à l'œuf et provoque son développement. Il faut dire d'ailleurs que cette idée n'est pas très différente de la conception chimique, car elle admet pour le spermatozoïde exactement ce que Liebig admet pour les enzymes. Liebig pensait que les enzymes devaient leur propriété de déterminer la fermentation aux mouvements de certains atomes ou groupes d'atomes.
La quatrième conception est celle du stimuliLS qui a été émise par His. Dans cette manière de voir, l'œuf est considéré comme une machine définie qui, si on la met en marche, exécute son travail d'une certaine manière. Le spermatozoïde est le stimulus qui détermine l'œuf à commencer son développement. Il y a lieu de dire à l'égard de cette conception du stimulus qu'elle laisse de côté ce point capital de savoir si le stimulus apporté par le spermatozoïde est de nature physique ou chimique, et en ce sens naturellement la conception du stimulus n'est rien d'autre qu'une répétition déguisée de la théorie physique ou chimique de la fécondation.
SUR LA NATURE DU PHÉNOMÈNE DE FÉCONDATION
Toutes ces théories sont si vagues qu'il n'y a pas lieu d'être surjDris qu'aucune d'elles n'ait amené de nouvelles découvertes. Lorsqu'on désire faire des découvertes en biologie, il faut partir d'observations et de faits précis, et non de vagues spéculations. Parmi les observations, les plus importantes sont celles qui ont trait à la parthénogenèse. Il y a longtemps qu'on a observé que les œufs non fécondés du ver à soie peuvent se développer parthénogénétiquement. Il était d'ailleurs connu que les pucerons peuvent sans fécondation donner naissance à de nouvelles générations. Le fait le plus marquant relatif à la parthénogenèse animale est dû à Dzierzon qui découvrit que les œufs non fécondés d'abeille se développent et donnent naissance à des mâles tandis que les œufs fécondés produisent des femelles. Il semble qu'il en soit de même chez les guêpes. Il est, d'autre part, certain que la parthénogenèse se rencontre chez quelques crustacés.
Un début de développement parthénogénétique a été observé chez un grand nombre d'animaux dont l'évolution s'accomplit dans l'eau de mer, hors du corps de la femelle. On a vu qu'au bout d'un séjour assez long dans l'eau de mer, des œufs peuvent se diviser en deux ou trois cellules, mais pas davantage. On a trouvé d'autre part çà et là, dans des ovaires de mammifères, des œufs segmentés en un petit nombre de cellules \ Ces faits et l'existence d'une certaine classe de
I. Hertwig, O., Die Zelle und die Gewehe, p. 239, léna, 1893. ^ 145 "S i-ŒB. — 10
tumeurs ovariennes, appelées tératomes, suggèrent la possibilité d'une parthénogenèse, au moins partielle, des œufs de mammifères. Mais tous ces phénomènes étaient considérés comme pathologiques. On pourrait d'ailleurs admettre que nous ne pouvons utiliser ces faits avec quelque degré de certitude dans une théorie de la fécondation, et que la certitude ne peut résulter dans ce cas que de l'expérience. Et ce n'est que très récemment que de telles expériences ont été réalisées.
J'ai observé, il y a huit ans, que si l'on porte des œufs fécondés d'oursin dans une eau de mer dont la concentration a été augmentée par addition d'un sel neutre, ils sont incapables de se segmenter, mais que les mêmes œufs retirés de cette eau après y avoir passé environ deux heures, se segmentent tout d'abord en un grand nombre de cellules au lieu de se diviser successivement en deux, quatre, huit, seize cellules, etc. Il est naturellement nécessaire dans cette expérience de choisir de l'eau de mer convenablement concentrée. Voici l'explication de ce fait. L'eau de mer concentrée détermine dans l'état du noyau un changement qui permet la division et la séparation des chromosomes dans l'œuf ^ Aussitôt qu'un œuf est ramené dans l'eau de mer nor-
1. loEB, J., « Experiments on Cleavage y>.Journ. of Morph., VII,
SUR LA NATURE DU PHENOMENE DE FECONDATION
maie, il se divise en autant de cellules de segmentation qu'il y a eu de noyaux ou de masses chromatiques distinctes formées d'avance dans l'œuf. Morgan a fait la même expérience sur des œufs non fécondés d'oursin et a trouvé que ces œufs traités pendant plusieurs heures par l'eau de mer concentrée, étaient capables de subir un début de segmentation lorsqu'on les ramenait dans l'eau de mer normale. Un petit nombre d'œufs se divisaient en deux ou quatre cellules, et dans quelques cas la division allait jusqu'à soixante cellules environ, mais jamais des larves ne naissaient de ces œufs. Morgan * s'est servi des mêmes concentrations que Norman^ et moi avions employées dans nos expériences antérieures. J'avais ajouté à loo centimètres cubes d'eau de mer environ 2 grammes de sel marin. Norman les remplaçait par 3.5 gr.de MgCl- et Morgan employait la même concentration. Mead ^ a fait sur Chaetopterus une observation assez voisine de celle de Morgan. Il a trouvé qu'en ajoutant une très petite quantité de KCl à l'eau de mer, il pouvait obliger les œufs non fécondés de Chaetopterus à expulser leurs globules polaires. La substitution d'un peu de NaCl à KCl ne produisait pas le même effet. En continuant mes études sur l'in-
1. MoRGAK, T. -H., « The Action of Sait Solutions, etc. » Arch. f. Entwickelungsmechamk, VIII, 1899.
2. Norman, W. W., « Segmentation of the Nucleus without Segmentation of the Protoplasm. » Arch. f. Entwtckelungsfiieckamk, III, 1896.
3. Mead. A., « The Rate of Cell-Division and the Function of the Centrosome. » Wocds Hole Biol. Lectures, 1898.
fluence des sels sur les phénomènes vitaux, j'ai été conduit à cette donnée que la manière dont se comporte le protoplasme est influencée dans une large mesure par les ions contenus dans les solutions où sont plongées les cellules. C'est une chose bien connue que dans une solution d'un sel, par exemple de chlorure de sodium, nous avons non seulement des molécules de NaCl en solution, mais un certain nombre de molécules de ce sel divisées en ions Na (atomes de Na chargés d'une certaine quantité d'électricité positive) et en ions Cl (atomes de Ci chargés de la quantité équivalente d'électricité négative). Lorsqu'un œuf est placé dans l'eau de mer, les divers ions y pénètrent en proportions déterminées par leur pression osmotique et par la perméabilité du protoplasme. Il est probable qu'une partie des ioirs peut se combiner aux protéines du protoplasme. "En règle générale, les qualités physiques de ces protéines (l'état auquel elles se trouvent et leur propriété d'absorber de l'eau) sont déterminées par les proportions relatives des divers ions présents dans le protoplasme ou combinés aux protéines \ En modifiant les proportions relatives de ces ions, nous modifions les. propriétés physiologiques du protoplasme et nous pouvons ainsi conférer à un tissu des propriétés qu'il ne possède pas ordinairement. J ai trouvé, par exemple, qu'en modifiant la quantité d'ions sodium et calcium contenus dans les muscles moteurs du
I. LoBB, J., « On lon-Protein Compounds and Their Rôle in the Mechanics of Life-Phenomena. » Amer. Journ. of Pkysiol., III,
SUR LA NATURE DU PHÉNOMÈNE DE FÉCONDATION
corps, on pouvait en obtenir des contractions rythmiques comme celles du cœur. Il ne faut pour cela qu'augmenter le nombre d'ions sodium dans le muscle ou réduire le nombre d'ions calcium ou faire les deux opérations simultanément \ En partant de cette observation et d'autres semblables, j'ai pensé qu'en modifiant la constitution de l'eau de mer, on pourrait peut-être amener les œufs, non seulement à commencer à se segmenter, mais à se développer en larves vivantes, semblables en tous points à celles que donnent les œufs fécondés.
Trois procédés semblaient se présenter pour arriver à ce résultat : le premier consistait en une simple modification de la composition de l'eau de mer sans changement de pression osmotique ; le second en une augmentation de pression osmotique par addition d'une certaine quantité de sel à l'eau de mer, le troisième en une combinaison des deux procédés précédents. Le premier procédé ne m'a pas fourni le résultat désiré ^ Toutes les solutions artificielles variées que j'ai préparées n'ont eu pour résultat que d'amener la division des œufs en un petit nombre de cellules, sans que j'aie pu obtenir de blastulas. J'ai alors cherché ce que donnerait un accroissement de concentration de l'eau de mer en ajoutant du chlorure de magnésium. Je n'ai pas obtenu de cette manière de meilleurs résultats
1. C'est aux ions Ca de notre sang que nos muscles moteurs doivent de ne pas se contracter rythmiquement comme le cœur.
2. Des expériences postérieures ont cependant donné des résultats positifs. Voir le chap. suivant.
que Morgan. Un très petit nombre d 'œufs commencèrent à se diviser, mais ne dépassèrent pas les premiers stades de la segmentation. J'aialors cherché à combiner les deux procédés. La pression osmotique ordinaire de Teau de mer est estimée à peu près égale à celle d'une solution 5/8. normale de NaCl ou 10/8 normale de MgCP. J'ai trouvé, après un grand nombre d'expériences, qu'en mettant pendant deux heures des œufs non fécondés d'oursin dans un mélange de 60 centimètres cubes de solution 20/8 normale de MgCP et de 40 centimètres cubes d'eau de mer, ils commençaient à se développer lorsqu'on les reportait ensuite dans l'eau de mer normale. Ces œufs atteignent le stade blastula. Je ne pense pas que personne ait antérieurement vu des blastulas produites par des œufs non fécondés. Comme ces œufs n'ont pas de membrane, les mouvements amiboïdes des cellules de segmentation produisent très fréquemment une rupture des liaisons entre les diverses parties d'un seul et même œuf, et les contours de l'œuf deviennent extrêmement irréguliers. Les blastulas montrent généralement le même contour que l'œuf possède au stade morula. Il était d'ailleurs rare que toute la masse de l'œuf se développât en une seule blastula. La rupture des liaisons entre les diverses cellules de segmentation amenait en général la formation de plus d'un embryon par œuf. Les résultats étaient dans une certaine mesure semblables à ceux que j'avais obtenus par la rupture d'œufs fécondés d'oursin. Dans ce dernier cas, une partie du protoplasme sortait de l'œuf, mais était ca-
s un LA NATURE DU PHENOMENE DE FECONDATION
pable de se développer. Ces parties d'œuf extérieures n'avaient pas de membrane et montraient naturellement quelque irrégularité dans leur contour, mais l'irrégularité était alors beaucoup moindre que celle que j'observais dans les œufs non fécondés de mes récentes expériences. Bien que j'aie ainsi réalisé mon désir de voir les œufs non fécondés d'oursin atteindre le stade blastula, je n'ai pu cependant les maintenir assez longtemps en vie pour qu'ils arrivent jusqu'au pluteus. Ils se développaient plus lentement que les œufs normaux et mouraient généralement le second jour.
Je me proposai alors de trouver une solution qui permît aux œufs d'atteindre le stade pluteus. Je vis qu on pouvait y arriver en réduisant la quantité de chlorure de magnésium et en augmentant la quantité d'eau de mer. En mettant les œufs non fécondés pendant environ deux heures dans un mélange à parties égales de solution 20/8 normale de MgCP et d'eau de mer, ces œufs, reportés ensuite dans l'eau de mer normale, non seulement arrivaient au stade blastula, mais atteignaient les stades gastrula et pluteus. Les blastulas nées de ces œufs paraissaient beaucoup plus saines et plus normales que celles du liquide plus riche en MgCl" antérieurement employé. Naturellement, comme ces œufs non fécondés n'avaient pas de membrane, il n'arrivait que rarement que toute la masse de l'œuf ne donnât qu'un seul embryon. Des embryons quadruples, triples, doubles, se formaient beaucoup plus souvent que des embryons simples. Les contours
extérieurs de chaque blastula étaient beaucoup plus voisins de la sphère que dans l'expérience précédente. Les œufs atteignaient le stade pluteus au second jour (soit beaucoup plus tard que les œufs fécondés). J'ai ainsi réussi à obtenir le développement des œufs non fécondés d'oursin, jusqu'au même stade où l'on peut amener le développement des œufs fécondés en aquarium. Je n'ai pas réussi jusqu'ici à obtenir dans les vases de mon laboratoire un développement d'œufs fécondés qui dépassât le stade pluteus. Bien que je ne puisse viser à entrer dans les détails techniques de ces expériences, je dois dire quelques mots des précautions que j'ai prises en vue d'éviter la possibilité que des spermatozoïdes se trouvent dans l'eau de mer^ Le lecteur qui s'intéresserait à ce côté technique des expériences trouvera tous les détails utiles dans mon mémoire àeV American Journal of Physiology'*^. Je n'indiquerai ici que les points suivants :
1. Ces expériences étaient exécutées après que la saison de ponte était pratiquement terminée.
2. On prenait contre la contamination possible des mains, des vases, des instruments par des spermatozoïdes les précautions usitées en bactériologie.
1. Il peut paraître étrange aujourd'hui que j'aie eu affaire à de telles objections : mais lorsqu'ont paru mes premières publioations sur la parthénogenèse artificielle, très peu de biologistes ont bien voulu croire à la justesse de mes observations. On a imaginé à ce sujet les causes d'erreur les plus absurdes.
2. LoEB, J., « On the Artificial Production of Normal Larvae from the Unfertilized Eggs of the Sea-Urchin, » Amer. Journ. of Phy- -W., III.
Si'R LA NATURE DU flJUWOMR.XE DE FECONDATION
3. Les Spermatozoïdes contenus dans l'eau de mer perdent, d'après les recherches de GemmilP leur pouvoir fertilisant dans l'espace de cinq heures quand on les disperse dans de grandes quantités d'eau de mer.
4. Nous avons dans la formation d'une membrane un critérium au moyen duquel nous pouvons dire si un œuf est ou non fécondé.- Les œufs fécondés forment autour deux une membrane et les œufs non fécondés n'en ont pas de distincte. Jamais un œuf non fécondé dont on détermine artificiellement le développement ne possède de membrane \
5. Chaque expérience était accompagnée de plusieurs expériences de contrôle. Une partie des œufs non fécondés était mise dans la même eau de mer normale dont on se servait pour faire développer les œufs. Aucun des œufs restés dans l'eau de mer normale n'a formé de membrane ni laissé voir aucun développement, si ce n'est que quelques-uns d'entre eux se sont divisés en deux cellules au bout de vingt-quatre heures environ.
