CHAPITRE IV

Les réactions chimiques que manifestent les substances plastiques ne résultent pas d'une activité interne spontanée, comme l'imaginaient les animistes et leurs descendants plus modernes, les vitalistes. La matière vivante, inerte par ellemême, se comporte comme toutes les autres combinaisons chimiques, et ses multiples réactions ne sont jamais provoquées que par des actions extérieures, des excitations, c'est-àdire les variations des tensions externes par rapport aux résistances intérieures.

Il nous faut rechercher maintenant de quelle nature sont ces variations et comment elles agissant sur la matière vivante. Au point de vue chimique, ces variations dépendent du milieu, lequel peut affecter trois formes : le milieu respiratoire ou aérien, le milieu liquide intermédiaire aux deux autres, leur servant de véhicule, et le milieu nutritif proprement dit.

1° Le milieu aérien.

La masse gazeuse qui enveloppe la planète résulte d'un mélange où l'oxygène et l'azote se trouvent, d'après Leduc, dans les proportions suivantes :

Oxygène 23,23 pour 100.

Azote 76,77 —

L'air peut aussi contenir une quantité variable de vapeur d'eau et de 2 à 4 dix-millièmes en moyenne d'acide carbonique, des traces d'acide nitreux ou d'acide nitrique et d'ammoniaque, etc.

L'air est faiblement soluble dans l'eau, qui n'en dissout^que 24 centimètres cubes par litre à la température ordinaire. Mais cet air dissous n'a pas la même composition que l'air atmosphérique ; il contient, en effet, 33 pour 100 d'oxygène et 67 pour 100 d'azote, quantités qui répondent respectivement à la solubilité particulière des deux gaz dans l'eau, et prouvent en même temps que l'air est bien un mélange et non une combinaison. Graham a constaté les mêmes différences de composition dans l'air auquel on fait traverser un vase poreux, et ces différences se retrouvent également dans l'osmose gazeuse qui peut s'effectuer à travers certaines membranes cellulaires. La composition de l'air n'est pas partout absolument la même; elle varie néanmoins dans des limites très étroites.

Tous les participants de l'air ont un rôle physiolo§fique, mais non le même. L'acide carbonique, l'acide azotique, l'azote ont un rôle nutritif sur lequel nous reviendrons longuement en parlant du milieu nutritif; l'oxygène tient un emploi très différent, et bien que les conditions qu'il crée ainsi soient dans un étroit rapport avec la nutrition, elles en sont cependant distinctes.

Nous avons montré précédemment (chap. III, p. 92) quels phénomènes l'oxygène détermine dans les êtres vivants, phénomènes qui sont tous essentiellement caractérisés, non seulement par une destruction partielle ou totale de la molécule vivante, mais surtout par le dégagement d'énergie qui résulte de ces oxydations.

Ce n'est donc pas en tant qu'oxygène, que l'oxygène est nécessaire, c'est comme producteur de l'énergie que ses combinaisons rendent disponible. Cette interprétation du rôle de l'oxygène permet de comprendre l'ampleur du fonctionnement anaérobie dans certaines conditions, la constitution de la fonction chlorophyllienne, les phénomènes thermiques dont sont le siège les êtres qui dépensent beaucoup d'énergie. Mais pré-

cisément parce qu'il est un producteur d'énergie, l'oxygène est devenu indispensable à la grande majorité des êtres vivants, car l'énergie leur est constamment nécessaire pour l'élaboration des synthèses organiques qui permettent à la matière vivante de grandir et de se perpétuer, c'est-à-dire de manifester ses propriétés. C'est pourquoi les organismes qui sont capables d'utiliser les différences de potentiel des systèmes chimiques ou les énergies disponibles de la nature peuvent relativement se passer d'oxygène, même à la condition n° t. C'est pourquoi aussi les êtres ont d'autant plus besoin d'oxygène, qu'ils sont moins capables de cette utilisation, ou qu'ils ont une vie plus active, qu'ils dépensent plus d'énergie, soit en synthèse organique, soit en travail mécanique.

Étant indispensable comme producteur d'énergie, l'oxygène a un rôle essentiellement destructeur, car il ne peut dégager d'énergie qu'en fixant des molécules, c'est-à-dire en transformant les combinaisons instables en combinaisons stables. Il en résulte que son intervention semble, de toutes celles que nous aurons à examiner, la plus urgente, et surtout pour les animaux supérieurs. Ces derniers, en effet, meurent plus vite d'asphyxie que de manque d'eau ou d'ahment, de chaleur ou de radiations lumineuses, et uniquement parce que la privation d'oxygène entrave toutes les réactions. Au contraire, les êtres qui consomment peu d'oxygène ou empruntent aux dédoublements ou aux radiations solaires l'énergie dont ils ont besoin, résistent beaucoup plus longtemps à l'asphyxie, parce que leurs réactions sont moins intenses.

Pour réaliser ces oxydations et le dégagement d'énergie qui en est la conséquence, il faut que l'oxygène soit absorbé et AÎenne au contact des matériaux qu'il doit comburer. C'est là ce qui constitue essentiellement la fonction respiratoire. L'élimination de l'acide carbonique est un phénomène secondaire et indépendant, qui se rattache aux fondions éliminatrices, attendu qu'une petite quantité de cet acide carbonique provient, non des oxydations produites par l'oxygène inspiré du milieu aérien, mais résulte de dédoublements fermentatifs, les-

quels ne semblent point proportionnels àFintensité de la fonction respiratoire. Il n'y a donc pas parallélisme entre l'admission de l'oxygène et l'émission de Tacide carbonique, car, d'ailleurs, pendant le séjour des êtres dans une atmosphère confinée, on observe une diminution de volume de cette atmosphère correspondant à une absorption d'oxygène plus grande que le volume d'acide carbonique dégagé dans le même temps. Néanmoins, on est convenu d'étudier simultanément ces deux phénomènes inverses et indépendants, parce qu'ils suivent la même voie morphologique.

La respiration normale consiste donc simplement en une absorption d'oxygène et une émission d'acide carbonique ; mais elle ne semble pas toujours aussi simple. C'est ainsi que, chez les animaux, on signale, dans les produits de l'expiration, de petites quantités d'hydrogène, qui provient des dédoublements fermentatifs accompMs en milieu réducteur.

Chez les plantes, différents auteurs, Humboldt, de Gandolle, Grischow, ont aussi signalé une émission d'hydrogène ; d'autres, de Saussure, Regnault et Reiset, Dehérain et Landrin, une émission relativement plus abondante d'azote. Miintz a montré que le dégagement de l'hydrogène résulte, comme chez les animaux, du fonctionnement anaérobie. C'est ainsi que les champignons dégagent de l'hydrogène par le dédoublement de la mannite :

C6H»^06 = C6Hi2 06 + 2H.

Mannite. Glucose.

D'autre part, Boussingault a prouvé que le volume d'azote qui entoure une plante reste, au point de vue respiratoire, constant. Les recherches de Leclère et celles, plus récentes, de Bonnier et Mangin^ ont confirmé cette conclusion.

Mais la fonction respiratoire ne s'accomplit pas toujours de la même façon, bien qu'elle consiste essentiellement en une

1. Recherches sur la respiration des tissus sans chlorophylle [AU' nales des sciences naturelles, botanique, sixième série, t. XVIII, p. 293).

absorption d'oxygène, chez les végétaux et chez les animaux. La différence tient surtout à l'apparition, chez ces derniers, d'un milieu intérieur, capable de fixer et de véhiculer l'oxygène jusqu'aux cellules profondes. Nous allons donc examiner successivement la respiration végétale et la respiration animale.

2° Respiration végétale- La quantité d'acide carbonique rejeté et d'oxygène absorbé varie avec la plante, dans d'assez larges limites. Ainsi Mayer a montré que, dans le même temps et pour une môme quantité de feuilles, le seigle absorbe 17 d'oxygène; le bégonia, 4; le tradescancia, 3, et l'aspidistra 1 seulement. Ces résultats prouvent que l'activité respiratoire des végétaux est spécifiquement variable, comme l'est celle des animaux, et en relation avec l'intensité de l'assimilation et spécialement de la fonction chlorophyUienne. Ainsi les plantes de grande culture, comme les céréales, ont une respiration très active et ont besoin de beaucoup de lumière ; en revanche, les plantes aquatiques ont uns activité respiratoire notablement plus faible.

La fonction respiratoire est répandue dans toutes les parties des plantes, non seulement dans les feuilles, mais aussi dans les racines, les tiges, les bourgeons, surtout les fleurs. Les fruits eux-mêmes respirent avec une intensité variable; les racines n'absorbent pas évidemment l'oxygène aussi énergiquement que la partie aérienne de la plante ; ce sont principalement les fleurs, les pétales qui respirent avec une activité qui dépasse sensiblement celle des feuilles, lesquelles exercent surtout la fonction chlorophyllienne. Le tableau suivant indique, d'après Moissan, le volume de CO^ dégagé en dix heures par 100 grammes de pétales de diverses fleurs à des températures variables.

100 GRAMMES DE PETALES

DE

Tulipe

Iris

Lis

Rose trémière