A L’ORGANISME

1. Expériences avec le sang, le sérum et la lymphe. Les expériences de Koulaguine, les premières expériences de Bataillon, celles de Guyer. Le sang comme réactif membranogène dans les expériences de Lœb. La nouvelle série d’expériences de Bataillon. — 2. Expériences avec le sperme. Expériences de Winkler, Gies, Godlewski, Lœb, Kupelwieser, Bataillon. Expériences de O. et G. Hertwig. — Conclusion.

Nous croyons utile de réunir dans un chapitre spécial les études concernant l’influence sur les œufs vierges de liquides organiques, tels que sang ou sérum, lymphe, sperme d’espèces étrangères, extraits des différents tissus, etc.

1. Expériences avec le sang ^ le sérum ou la lymphe. — C’est Koulaguine, en 1898, qui, le premier, expérimenta sur des œufs vierges d’Amphibiens et de Poissons l’action du sérum antidiphtérique; il obtint des commencements de segmentation, mais ne tenta aucune explication de ce fait, sinon une vague constatation d’analogie avec l’action des spermatozoïdes.

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Quelques années plus tard, Bataillon soumit à l’action du sérum des œufs de Grenouille et constata des commencements de développement; il expliqua ces résultats, de même que ceux antérieurement obtenus par Koulaguine, par son hypothèse générale : la déshydratation de l’œuf.

Un autre auteur fit également agir sur les œufs de Grenouille du sang et de la lymphe du même animal et avait obtenu non seulement des commencements de développement, mais, dans des cas favorables, même des têtards (Guyer, 1907). Mais l’interprétation donnée à ces résultats était trop extraordinaire, trop peu conforme avec tout ce que l’on sait du développement de l’œuf en général, et, de plus, plaçait ces phénomènes tout à fait en dehors de la parthénogénèse : Guyer expliquait le développement par la pénétration dans l’œuf des globules blancs qui se multiplieraient et formeraient les différents tissus de l’embryon, sans aucune participation du noyau de l’œuf lui-même.

Lœb, à son tour, fut amené par certaines de ses études sur les substances actives qui peuvent se trouver dans le spermatozoïde à penser que ce sont peut-être des substances protéiques, propres non pas aux spermatozoïdes seuls, mais pouvant se rencontrer également dans d’autres tissus du même animal ou même d’animaux différents. Guidé par cette idée, il réussit à provoquer la formation d’une membrane de fécondation, et même le commencement de segmentation, d’un œuf vierge d’Oursin, par le sang de certains vers

(Sipunculides). Le sang des Invertébrés n’était d’ailleurs pas le seul actif : celui d’animaux aussi éloignés des Oursins que le Lapin, le Porc, le Bœuf se montrait également capable (dans 10 ®/o de cas environ) à provoquer la formation d’une membrane. Le pourcentage devenait beaucoup plus considérable, allant jusqu’à 70 et 100 lorsqu’on augmentait la sensibilité des œufs à l’égard du sérum par des moyens tels que l’élévation de température (à 31°-34°) ou l’addition de certains sels tels que le SrCl^. Le développement s’arrête rapidement si on se borne à ce traitement, mais si les œufs sont traités ultérieurement par une solution hypertonique, ils se transforment en larves. L’interprétation donnée par Lœb à ces expériences (1907-1910) est inséparablement liée à celle qu’il donne de son procédé de choix, celui sur lequel il base sa théorie tout entière; nous ne pouvons donc pas l’exposer ici et nous sommes obligés de nous borner pour le moment à indiquer les seuls résultats de faits, en renvoyant le lecteur au chapitre consacré au système de Lœb.

Dans toutes les expériences que nous avons exposées jusqu’ici, le défaut principal était l’impossibilité de distinguer ce qui, dans le liquide organique employé, constituait l’élément actif. Les recherches de Bataillon, entreprises avec l’idée préconçue de l’action déshydratante du réactif et poursuivies pendant les trois dernières années, sont les seules qui aient donné quelques indications sur cette question, en même temps qu’elles

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ont complètement modifié les idées de leur auteur sur la nature des facteurs intervenants.

Ces expériences, décrites par Bataillon dans une série de notes depuis 1910, sont assez complexes, et pour mieux les faire comprendre, nous allons les exposer dans l’ordre même où elles ont été faites, avec toutes les modifications et améliorations successives.

Dans les premières expériences, les œufs étaient retirés du corps d’une Grenouille prête à pondre (Rana fusca) et piqués à sec avec une aiguille très fine de verre, de platine ou de manganine ; on versait ensuite sur eux un peu d’eau bouillie aérée, de façon à ce qu’ils en soient recouverts. Tous les œufs se divisaient, mais la plupart (les 4/5 du total) irrégulièrement. Le développement pouvait aller très loin, puisqu’il y a eu même des éclosions de têtards ( 120 sur 10.000 œufs) mais la mortalité de ces têtards est très grande et 3 seulement parmi eux ont pu arriver à la métamorphose (v. fig. 21). Ils ont d’ailleurs péri, eux aussi, avant de s’être transformés en grenouilles, l’un par accident, les deux autres probablement parce qu’on a été dans l’impossibilité de leur fournir une nourriture bien appropriée.

Bataillon rapporta tout d’abord les résultats obtenus à l’idée qu’il avait, comme nous l’avons vu, toujours eue pour guide dans ses études sur la parthénogénèse expérimentale : il supposa que le traumatisme troublait en quelque façon l’équilibre de l’œuf et provoquait la sortie d’une petite quantité de liquide, ce qui, comme on le sait par

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d’autres expériences sur d’autres œufs, est une cause capable d’amener le développement.

Sur la façon dont cette sortie du liquide pouvait agir, il émit l’hypothèse suivante. L’œuf au repos serait le siège d’une accumulation de déchets, de CO^ surtout, et ce sont ces déchets qui l’empêche-

Fig. 21. — Têtards parthénogénétiqnes (d’après Balaillon). a, le plus âgé des trois, âgé de 81 jours.

raient d’entrer en segmentation. Les agents capables de produire la parthénogénèse (qu’ils soient mécaniques, chimiques ou autres) provoqueraient une contraction de l’œuf : il y aurait alors élimination d’un liquide qui entraînerait les déchets. L’idée de Bataillon revenait ainsi à celle d’une

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réaction unique et générale de l’œuf à toutes les excitations quelles qu’elles soient, mais cette idée était plus approfondie, car elle comportait une tentative de préciser la nature de cette réaction unique : c’était une expulsion de liquide entraînant les déchets qui avaient été cause de l’inertie de l’œuf.

Certains résultats des expériences semblaient cependant contradictoires avec l’idée d’une simple action traumatique. Ainsi, la même méthode appliquée à d’autres espèces, surtout au Crapaud [Bufo)^ ne produisait qu’une légère excitation de l’œuf, suffisante pour le faire segmenter, mais non pour fournir des embryons. D’autre part, lorsque Bataillon essayait de se servir, au lieu d’une piqûre au stylet, d’une excitation électrique (chocs d’induction ou cautérisation à l’aide d’un galvanocautère) aucun développement ne se produisait. Quelle pouvait être la raison de ces résultats contradictoires? Bataillon conclut à l’existence d’un second facteur qui intervient dans les expériences sur la Grenouille et fait défaut dans celles sur le Crapaud, ainsi que dans celles où le stylet est remplacé par le choc d’induction ou la cautérisation. Ce second facteur, il le trouva dans le sang qui se trouve mélangé en petite quantité aux œufs retirés du corps de la Grenouille : si, au lieu d’obtenir ces œufs en ouvrant l’animal, on les fait sortir en comprimant le ventre, aucun développement ne peut être obtenu. Le sang doit avoir accès aux œufs et pénétrer dans leur intérieur; c’est là la raison pour laquelle ni la cautérisation, ni une action électrique

ne peuvent être efficaces et qu’une piqûre est nécessaire. Quant aux tentatives faites sur le Crapaud [Bufo calamita et B.vulgaris),V msncces est dû précisément à ce" que les œufs étant alignés en cordons peuvent être extraits rapidement, sans aucun contact avec le sang.

Ces conclusions furent confirmées par un grand nombre d’expériences : en badigeonnant les œufs de Grenouille avec le sang du même animal, ou avec celui d’une espèce étrangère (d’Amphibiens, de Poissons ou de Mammifères), Bataillon arrivait à améliorer beaucoup le résultat; en appliquant le même procédé aux œufs de Bufo, il obtenait, de même, des embryons en nombre considérable. Le sang pouvait d’ailleurs être remplacé par un autre liquide organique, tel que le sperme par exemple.

Pour le mode d’action de ce second facteur, le sang. Bataillon pensa qu’une substance agissant comme catalyseur se trouvait introduite avec lui dans l’œuf et que ce catalyseur, c’étaient peut-être des débris de la substance chromatique qui provoquaient la formation des figures de caryocinèse.

Des expériences toutes récentes (1913) lui permirent de préciser davantage ce point, ainsi que de donner à l’hypothèse de l’action des substances organiques des preuves expérimentales décisives.

L’auteur opère sur des œufs de Grenouille traités au préalable pendant 3 à 4 heures par une solution à 8,8 °/o de cyanure de K, pour les débarrasser de leur gangue qui empêche la piqûre. Ils sont ensuite lavés pendant une heure au moins (on peut

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prolonger ce lavage beaucoup plus et même laisser les œufs dans le liquide pendant 24 heures) dans une solution de NaCl à 7 ®/o. Si Ton pique ces œufs tels qu’ils sont, on n’obtient pas une seule segmentation normale, mais si on les met en contact avec une substance organique telle que la pulpe fraîche de la rate de Cobaye (substance très bien appropriée à ces expériences) et qu’on les pique ensuite, on obtient des segmentations régulières et abondantes (souvent plus des 2/3 du nombre total des œufs). Cela prouve bien la présence indispensable de la substance organique.

Une seconde expérience permet de savoir quelle est la partie active dans le cas où c’est le sang qui est employé. On partage les œufs débarrassés de leur gangue en trois lots que l’on traite tous les trois par les parties différentes constituant le sang de cheval ; ce sang, défibriné, se dépose en trois couches : sérum, leucocytes et globules rouges, et on peut faire agir les trois éléments séparément. Le sérum ne fournit rien; les globules rouges, auxquels sont mélangés en petit nombre des globules blancs, donnent tout au plus 1 °/o de segmentations; mais les leucocytes provoquent la segmentation dans la majorité des œufs, jusqu’à 75 °/o- Bataillon en conclut que ce qui est seul actif, c’est le leucocyte, l’élément nucléé, et que, dans cet élément, c’est le noyau qui est le facteur essentiel, le catalyseur de la segmentation. La question toutefois reste ouverte de savoir quelles sont les substances du noyau qui agissent ainsi.

2. Expériences avec le sperme. — Dans cette catégorie d’expériences, on a fait agir sur l’œuf vierge les substances mêmes que contient le spermatozoïde, mais sans que celui-ci puisse intervenir comme cellule vivante, c’est-à-dire en employant soit des spermatozoïdes d’une espèce avec laquelle le croisement est impossible, soit en se servant d’un extrait de sperme.

Dans les premières en date de ces expériences (celles de Winkler et de Gies, en 1900 et 1901),

^ l’extrait était fait avec du sperme de la même espèce {Echmus, Asterias) ] plus tard, on fit agir le sperme, mort ou vivant, d’espèces très éloignées. C’est ainsi que Kupehvieser, dans ses expériences de 1908 et de 1909, fit agir sur les œufs de Strongylocentrotiis et (ïEclnnus du sperme de Moule et '' observa des développements, quelquefois avec formation de membrane, quelquefois sans. Si les œufs où une membrane s’est formée sont placés d’abord dans une chambre froide, à une température de 8® à 10°, ensuite reportés dans l’eau de mer hypertonique, on peut même obtenir des développements allant jusqu’aux blastules nageantes. De même, dans les expériences de Godlewski (1910), avec le sperme de Chætopterus, on provoque une formation de la membrane, et, après l’action des solutions hypertoniques, un développement allant jusqu’aux pluteus

Lœb a essayé de même (1910) de faire agir sur les œufs de Slrongylocentrotus du sperme mort de plusieurs espèces d’Etoiles de mer, après avoir, au

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préalable, sensibilisé les œufs avec du SrCI^. Il n’a obtenu des membranes de fécondation, en grand nombre (80 °/o des œufs), qu’avec une seule espèce d Etoiles de mer, V Asterias . En expérimentant avec un autre liquide organique l’extrait d’une portion du tube digestif, il obtenait éga- • lement (avec, toujours, comme auxiliaire, le SrCl^) des formations de membranes nombreuses chez Asterias (85 °/o) et peu nombreuses chez les autres espèces employées {Pycnopodia et Asterina).

Les expériences plus récentes de Kupelwieser, faites a’sec des œufs diEchinus et du sperme de Moule bien vivant, présentent un intérêt théorique considérable. Il se produit là comme une espèce de phénomène intermédfaire entre une parthénogénèse et une fécondation croisée. Le spermatozoïde de Moule pénètre dans l’œuf de l’Oursin 5 il y a même le plus soiuent pénétration de plusieurs spermatozoïdes, grâce à l’absence d’une membrane de fécondation. Lorsqu’un seul spermatozoïde entre dans 1 œuf, on voit même son noyau s’acheminer \ers le pronucleus femelle, mais aucune fusion des deux ne se produit ; le noyau femelle se divise seul, tandis que le noyau mâle reste cantonné à un des pôles du fuseau caryocinétique et passe ensuite dans l’un des blastomères où il dégénère finalement. On ne peut pourtant pas dire que le spermatozoïde ne prend aucune part aux phénomènes nucléaires qui se passent dans l’œuf : c est lui, au contraire, qui fournit les centrosomes, et non l’œuf, comme cela a lieu généralement

dans la parthénogénèse. Somme toute, cependant, le processusressemble plutôt à uneparthénogénèse, toutes les cellules de l’embryon étant constituées aux dépens de la substance cytoplasmique et de la substance nucléaire de l’œuf seul. Kupelwieser pense même que le centrosome de l’élément mâle, qui donne les centrosomes des figures caryocinétiques suivantes, est un simple granule composé d’une substance chimique spéciale, peut-être la même dans les spermatozoïdes de tous les animaux, car le sperme de Moule a été choisi par l’expérimentateur par hasard.

Certaines tentatives faites par Bataillon (1909) de croiser des Amphibiens anoures avec des Amphibiens urodèles (Dufo et Pelodytes, d’une part, Triton, de l’autre) ont donné des résultats analogues en ce qui concerne les phénomènes de division qui se passent dans la cellule. Comme chez Kupehvieser, c’est là une espèce particulière de parthénogénèse, et ce sont en partie ces expériences qui ont conduit Bataillon à sa méthode de parthénogénèse traumatique : l’idée de piqûre lui était venue d’abord comme un moyen pour faciliter la pénétration dans l’œuf du Spermatozoïde d’espèce étrangère.

Plus récemment encore, certaines expériences particulièrement intéressantes furent faites par Oscar et Günther Hertwig.

O. Hertwig avait étudié, dans une série d’expériences, l’action exercée par le radium sur le développement des œufs fécondés (de Grenouille et d’Axolotl) et les rapports qui existent entre la

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durée de cette action et le degré d’altération subie par l’embryon.

Dans les expériences actuelles, les auteurs soumettent à l’action du radium soit l’œuf, soit le spermatozoïde de Rana esculenia, avant leur réunion. Lorsque c’est le spermatozoïde qui est irradié, on observe dans le produit des altérations et des malformations d’autant plus accentuées que l’irradiation a été plus intense ou plus prolongée. Si l’irradiation a été par trop intense, tout développement est rendu impossible. Il en est de même pour l’œuf irradié, soumis à la fécondation par un sperme sain.

Mais laissons de côté le cas de l’œuf irradié que nous envisagerons plus loin, pour ne parler d abord que de la fécondation d’un œuf sain par le spermatozoïde irradié.

Pour une irradiation pas trop poussée il y a proportionnalité (dans la mesure où l’on peut parler de proportionnalité en pareille matière) entre l’effet et la cause, c’est-à-dire entre le degré de l’irradiation et celui des malformations ; mais si l’on dépasse un certain taux d’irradiation, cette proportionnalité se renverse et l’on voit le produit se montrer d’autant plus normal que l’irradiation a été plus accentuée, au point que, à la limite compatible avec la vie du spermatozoïde, le produit est, sauf une certaine réduction de taille et peut être de vitalité, entièrement normal.

Les Hertwig donnent de ce fait en apparence si paradoxal l’explication que chacun eût soupçonnée,

mais dont ils ont eu le mérite de fournir la preuve expérimentale.

Tant que le spermatozoïde n’a été que médiocrement lésé par l’irradiation, il reste capable non seulement de féconder l’œuf, mais de fusionner sa chromatine avec la chromatine nucléaire de celui-ci, en sorte que le noyau de fécondation se trouve contenir une chromatine mixte dont une moitié a été altérée. En outre, cette chromatine, quoique altérée, n’a pas perdu sa faculté d’accroissement, en sorte qu’au cours de la segmentation et au cours des divisions ultérieures de l’ontogénèse, elle se répand, concurremment avec la chromatine maternelle saine, dans toutes les cellules, et, par suite de rinfluence du noyau sur les processus morphologiques auxquels prennent part les cellules qui le contiennent, ces processus sont altérés, déformés et aboutissent à des anomalies, à des monstruosités. Rien de surprenant à ce que ces dernières soient plus ou moins proportionnelles au degré d’altération de la chromatine responsable.

Si l’altération du spermatozoïde a été poussée assez loin, la faculté de multiplication de sa chromatine baisse progressivement et finit par disparaître tout à fait, en sorte que la proportion de chromatine altérée va en diminuant de plus en plus dans le noyau mixte, et de même aussi diminuent ses elfets sur les malformations de l’embryon. A la limite, lorsque l’irradiation a été poussée jusqu’au voisinage du degré où la mobilité du spermatozoïde et son pouvoir fécondateur lui-

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même seraient menacés, la faculté de multiplication de la chromatine paternelle est tout à fait abolie et cette chromatine ne prend aucune part à la constitution des cellules ultérieures de l’embryon.

Les Hertwig ont démontré par des coupes sériées sans lacunes, que, dans le cas extrême dont il est it'i question, le spermatozoïde entre dans l’œuf suivant les conditions normales, mais sa chromatine, au lieu de se fusionner avec celle du pronucleus femelle, reste inactive en un coin du cytoplasme et est reléguée dans l’un des blastomères à l’état de corps étranger, sans prendre part à aucune division. Toutes les cellules de l’embryon ont donc une chromatine d’origine exclusivement maternelle, parfaitement saine, ce qui explique l’absence de toute anomalie vraie dans le produit.

Il en est de même dans les expériences de G. Hertwig sur le croisement entre le Crapaud et la Grenouille : lorsqu’on féconde des œufs de Crapaud avec des spermatozoïdes sains de Grenouille, le développement ne dépasse pas les premiers stades; il peut être conduit plus loin si les spermatozoïdes sont au préalable soumis à l’action du radium.

O. Hertwig considère avec raison le développement qui a lieu dans ces conditions comme parthénogénétique. Il compare l’action du spermatozoïde dans ce cas à celle de la piqûre du dard inanimé dans la parthénogénèse traumatique de Bataillon.

Ici, nous ne saurions le suivre dans cette interprétation. Bataillon a montré, en effet, que la par-

thénogénèse purement traumatique n’existe pas, et il n’y a rien, dans l’expérience des Hertwig, qui puisse être comparé à cette inoculation de lymphocytes dans l’œuf, qui intervient dans les expériences de Bataillon.

Quelle est donc la cause du développement dans ce cas ?

Hertwig a constaté sur ses coupes le gonflement du pronucleus mâle, même lorsqu’il est trop fortement irradié pour se prêter à l’amphimixie. Il est étonnant qu’il n’ait pas songé à tirer de cette observation sa conclusion naturelle. Nous avons montré (p. 126), que le gonflement du noyau du spermatozoïde était, dans la fécondation normale, le phénomène qui, en dehors de l’amphimixie, détermine le développement, c’est-à-dire, en somme, le processus parthénogénétique. Cela n’exclut pas, d’ailleurs, l’introduction par le spermatozoïde de substances cytoplasmiques, excitatrices du développement et totalement étrangères à la chromatine et à l’amphimixie.

Dans le cas où c’est l’œuf qui a été irradié, on observe des phénomènes tout à fait symétriques des précédents et en différant par le fait que, dans le cytoplasma ovulaire, le noyau vierge qui se développe est celui du spermatozoïde, d’où le nom de parthénogenèse mâle donné à ce phénomène. Ce processus est cependant moins caractéristique que celui de la parthénogénèse femelle, parce que, tandis que, dans cette dernière, l’embryon provient exclusivement de l’œuf, ici il provient du sperma-

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tozoïde par le noyau et de l’œuf par le cytoplasma.

De ce que nous venons de dire résulte finalement ceci, qui est la conclusion à retenir des expériences des Hertwig, qu’un spermatozoïde trop fortement lésé peut déterminer un développement parthénogénétique qui se reconnaît à ce que le produit ne porte point la trace de la lésion spécifique de l’élément fécondateur.

Hertwig a constaté des faits analogues avec des spermatozoïdes altérés au moyen d’un traitement par le bleu de méthyle.

Les expériences de O. et G. Hertwig se rapprochent de celles de Bataillon et peuvent suggérer les mêmes conclusions sur le rôle des substances nucléaires, qu’elles soient empruntées au noyau d’un leucocyte ou à celui d’un spermatozoïde.

Nous ne savons rien jusqu’à présent sur la façon dont les substances organiques employées agissent. Il est à remarquer que dans les expériences sur les œufs d’Echinodermes leur efficacité s’est montrée constamment beaucoup moindre que celle des agents chimiques employés dans d’autres procédés. Au contraire, pour les Amphibiens, les seules expériences où le développement a pu être conduit presque jusqu’à la métamorphose, celles de Bataillon, se rattachent exclusivement à l’emploi de substances organiques, spécialement de celles des leucocytes. Si ces derniers agissent par une substance chimique, cette substance doit avoir une action spécifique sur tels œufs à l’exclusion de tels autres.