TRAVAUX DE M. F REM Y
A la suite des travaux de M. Payen, M. Fremy s'est livré à une série d'importantes recherches sur la composition chimique des tissus végétaux. M. Fremy est ainsi parvenu à découvrir plusieurs principes immédiats et à donner une nouvelle interprétation de la constitution chimique des organes des végétaux.
Nous allons, dans ce qui va suivre, donner une analyse succincte de ce travail magistral.
Au lieu de considérer les tissus des végétaux comme formés par un seul principe immédiat, la cellulose, dont les propriétés varieraient avec l'état d'agrégation de la matière organique et l'incrustation de cette substance par des corps étrangers, M. Fremy a établi dans les nouvelles recherches que nous allons exposer, que chaque tissu présente une composition chimique et des propriétés spéciales qui dépendent du rôle physiologique qu'il est appelé à jouer dans la végétation.
En assignant à chaque tissu une composition chimique spéciale, M. Fremy établit ainsi une remarquable analogie entre la constitution des organes végétaux et celle des tissus provenant des animaux. Les corps qui forment le squelette des végétaux étant tous insolubles dans les dissolvants neutres, présentent
les plus grandes difficultés dans leurs études chimiques, leur purification et l'examen de leurs propriétés essentielles.
Cependant, l'emploi judicieux, de certains réactifs, tels que la potasse, l'acide sulfurique, l'acide azotique, Pacide chlorhydrique, les hypochlorites alcalins, le réactif ammoniaco-cuivrique permet d'effectuer assez facilement une analyse immédiate aussi complexe que celle d'une tige.
CORPS CELLULOSIQUES
Nous donnons, avec M. Fremy, le nom de corps cellulosiques a un ensemble de principes immédiats que l'on rencontre dans la plupart des organes élémentaires des végétaux, parfois à l'état de pureté, mais plus souvent à l'état d'associations avec d'autres substances organiques ou minérales.
Les corps cellulosiques constituent les membranes utriculaires, les fibres, les poils, etc.. Tous les corps cellusoliques avaient été, avant les recherches de M. Fremy, confondus entre eux et étudiés sous le nom de cellulose. Ils sont liés les uns aux autres par des caractères spécifiques du même ordre que ceux qui rapprochent les gommes, les sucres, les matières amylacées, les corps albumineux, etc.
Ces corps sont isomériques; l'action des réactifs les ramène au même état. Leur formule générale est :
eu H io 0*0.
Parmi eux, nous pourrons distinguer :
1° La xylose, qui se trouve dans le coton, dans les fibres corticales, dans le tissu utriculaire des racines, des feuilles, des fleurs et des fruits. Ce principe immédiat est caractérisé par sa solubilité à froid et sans coloration dans l'acide sulfurique concentré, par sa solubilité à chaud dans l'acide chlorhydrique et par son insolubilité dans la potasse, l'acide azotique et les hypochlorites.
2° La paraxyllose constitue certains tissus utriculaires, tels que celui de la moelle, qui est insoluble dans le réactif cuivrique, mais qui se transforme en xylose sous de faibles influences.
3° La fibrose existe dans les fibres du bois; les réactifs ne la modifient que très lentement.
4° La médullose forme les cellules des rayons médullaires et présente une grande analogie avec la fibrose; elle est plus altérable sous l'influence des alcalis et de l'acide azotique.
5° La dermo8e constitue les cellules épidermiques; les réactifs la modifient plus difficilement encore que la fibrose.
Les corps cellulosiques se reconnaissent aux propriétés suivantes :
1° Ils sont insolubles dans l'eau froide et ne se gonflent pas dans l'eau bouillante à la manière des substances amylacées.
2° Ils sont solubles dans le réactif ammoniaco-cuivrique; cette action s'exerce quelquefois immédiatement; dans d'autres cas, les composés cellulosi-
ques ne deviennent solubles dans ce réactif qu'après avoir éprouvé l'influence de la chaleur, celle de l'eau bouillante ou l'action des réactifs énergiques.
3° La potasse qui gonfle si facilement les corps amylacés n'agit pas sur les composés cellulosiques, ou du moins ne les dissout que lorsqu'elle est à l'état d'hydrate en fusion.
4° Les corps cellulosiques ne sont attaqués que très lentement par les hypochlorites.
5° L'acide azotique monohydraté, qui réagit si rapidement sur les corps cellulosiques pour former la pyroxiline, n'exerce pas d'action sensible sur eux lorsqu'il est faiblement étendu.
6° L'acide chlorhydrique agit différemment sur les composés cellulosiques ; quelquefois il les dissout immédiatement, dans d'autres cas, il n'exerce sur eux qu'une action lente et incomplète.
7* Les modifications que les corps cellulosiques éprouvent sous l'influence de l'acide sulfurique concentré, sont peu connues. On sait toutefois que, si un corps cellulosique est soumis à l'action de l'acide sulfurique employé en excès et si l'on ne peut éviter l'élévation de température, la matière organique se transforme immédiatement en dextrine et en glucose.
Mais si l'on désagrège peu à peu une substance cellulosique par de l'acide sulfurique versé goutte à goutte, on réalise une combinaison double d'acide sulfurique et de corps cellulosique.
Cette combinaison est décomposable par l'eau et forme alors des corps intermédiaires très peu stables.
Le corps qui se précipite tout d'abord présente les caractères d'un acide ; il est soluble dans les alcalis, et retient encore les éléments de l'acide sulfurique; mais très instable, l'eau froide le décompose et le transforme en une substance gélatineuse neutre et insoluble dans l'eau, qui peut, comme fait l'amidon, se colorer en bleu par l'action de l'iode.
Il n'en faut pas conclure que la cellulose s'est transformée en amidon, car en examinant comparativement la combinaison iodée précédente, et l'iodure d'amidon, on reconnaît que ces deux corps diffèrent tout à fait. C'est ainsi que l'iodure d'amidon présente, comme on le sait, une certaine fixité dans l'eau froide, tandis que la combinaison cellulosique est immédiatement décomposée par les lavages à froid.
Quant aux propriétés distinctives des divers corps cellulosiques entre eux, nous dirons que :
La xylose est, de tous ces corps, celui qui est le plus facilement attaqué par tous les réactifs; l'action dissolvante que le réactif ammoniaco-cuivrique (1) exerce immédiatement sur la xylose est suffisante pour la caractériser.
La paraxylose est aussi très facile à caractériser.
Le réactif ammoniaco-cuivrique ne la dissout pas; mais lorsqu'on la soumet à l'action des acides, des alcalis et même à l'influence de l'eau bouillante ou ù celle de la chaleur sèche, elle devient immédiatement soluble dans le réactif cuivrique.
(1) Ce réactif se prépare facilement en faisant passer pendant quelque temps de l'air bien dépouillé d'acide carbonique sur de la tournure de cuivre recouverte d'ammoniaque concentré.
La fibro8e résiste aux réactifs qui désagrègent ou dissolvent la xylose et la paraxylose ; elle n'est attaquée par le réactif ammoniaco-cuivrique que si elle a été modifiée d'une manière profonde par les agents énergiques. Les solutions alcalines qui dissolvent la xylose, la paraxylose et même la médullose, sont sans action sur la fibrose.
La médullose a beaucoup de rapport avec la fibrose; mais en soumettant ces deux corps à l'action des réactifs, on reconnaît que la médullose est toujours attaquée avec beaucoup plus de facilité que la fibrose.
La dermose est de tous les corps cellulosiques celui qui résiste le plus à l'action des réactifs ; ainsi, l'acide chlorhydrique dissout très facilement les premiers corps cellulosiques, mais ne désagrège pas la dermose.
L'acide sulfurique concentré exerce seul une action immédiate sur la dermose.
CORPS KPIAIVGIOTIQUES
M. Fremy a désigné ainsi d'une manière générale les principes immédiats très différents des précédents, et qui accompagnant les corps cellulosiques, se trouvent en abondance dans les tissus ligneux.
Payen les avait rangés sous les dénominations de cuticule, matière incrustante, mais M. Fremy a démontré que ces corps épiangiotiques (erl, sur; afyeïov, vase) s'éloignent de la cutose et n'incrustent pas les substances cellulosiques.
Ils diffèrent des corps cellulosiques par leur composition et leurs propriétés. Si on les soumet à l'analyse élémentaire, on constate qu'ils contiennent un excès de carbone et d'hydrogène, et que, par suite, ils ne peuvent être représentés dans leur composition par du carbone et de l'eau.
Ces corps sont insolubles dans les dissolvants neutres; mais une dissolution très concentrée de potasse les attaque plus facilement que les corps cellulosiques.
La chaleur aussi les modifie plus aisément et les transforme en acide ulmique immédiatement soluble dans les alcalis.
L'acide sulfurique ne les dissout pas, mais ils sont au contraire très solubles dans les hypochlorites.
Attaqués facilement par l'acide azotique, ils se transforment alors en une résine jaune, acide, entièrement soluble dans les alcalis.
Les membranes cellulosiques sont généralement recouvertes par les corps épiangiotiques, mais n'en sont pas incrustées. En effet, lorsqu'on enlève dans un tissu végétal, les corps cellulosiques, au moyen de l'acide sulfurique concentré, on obtient, comme résidu, un tissu qui présente à tel point l'organisation première du tissu primitif, que, en l'examinant au microscope, on pourrait croire que l'acide sulfurique ne lui a enlevé aucune substance; et cependant, en opérant sur du tissu ligneux, l'acide sulfurique dissout plus de 70 p. 100 de corps cellulosique.
Cette conservation de la forme prouve bien que les corps épiangiotiques
n'incrustent pas les membranes cellulosiques, mais qu'ils les recouvrent. Les corps épiangiotiques ne peuvent pas être considérés comme donnant de la dureté aux corps cellulosiques en déterminant l'adhérence des cellules les unes avec les autres, car c'est à peine si l'on peut constater leur présence dans des tissus qui, souvent ont la dureté de la pierre, comme celui qui constitue l'ivoire végétal.
On peut distinguer trois substances épiangiotiques recouvrant les fibres ligneuses, les cellules des rayons médullaires et les vaisseaux. Elles ont reçu les noms d'exofibrose, exomèdullose et vasculose.
Quand on les soumet à Faction des réactifs, on reconnaît dans les réactions produites des différences incontestables.
C'est ainsi que les alcalis modifient plus facilement la vasculose que Texofibrose et l'exornédullose.
L'exofibrose est plus fixe que les autres. La vasculose constitue la partie externe des vaisseaux; elle est attaquable par l'acide azotique et les hypochlorites; la potasse concentrée les modifie également.
Pour constater dans un tissu organique la présence des corps cellulosiques et épiangiotiques, on procède comme il suit :
Le tissu est traité par l'acide sulfurique concentré qui dissout les corps cellulosiques. Cette liqueur acide, soumise à l'action de l'eau, laisse déposer les corps cellulosiques qui se colorent en bleu par l'iode. La partie insoluble dans l'acide sulfurique est lavée à plusieurs reprises par de l'eau bouillante, puis traitée par l'acide azotique ou les hypochlorites qui opèrent immédiatement la dissolution du tissu épiangiotique.
PECTOSE
C'est une substance insoluble dans l'eau l'alcool et l'éther qui accompagne presque toujours la matière cellulosique dans le tissu des végétaux.
Entièrement insoluble dans l'eau et altérable par un grand nombre de réactifs, elle n'a pu être séparée de la matière cellulosique. Sous l'influence simultanée des acides et de la chaleur, elle se transforme en un corps soluble dans l'eau qui prend le nom de pectine.
La' pectose ne peut être confondue avec la substance qui constitue les cellules végétales; il suffit d'une ébullition de quelques secondes pour changer en pectine toute la pectose contenue dans les pulpes de racines ou de fruits, tandis que la matière cellulosique ne donne pas de traces de pectine par l'action des acides.
Nous n'insisterons pas davantage sur cette substance qui intéresse moins directement notre sujet.
CUTOSE
Longtemps on a admis que l'épidémie faisait partie du tissu cellulaire qu'il rerouvre; ceci est vrai pour un certain nombre de végétaux d'organisation très
simple, mais en général les cellules formant 1'épiderme sont très différentes du tissu sous-jacent.
Cet épidémie est composé de deux substances très différentes. L'une, la plus durable, est une pellicule mince s'étendant sur toute la surface (fig. ))• Cette pellicule a recule nom de cuticule. L'autre plus interne est l'épiderme proprement dit, composé de cellules juxtaposées circonscrites par des lignes droites (tig. 2), ou par des lignes très flexueuses (fig. 3).
La cuticule laisse par incinération environ 15 millièmes de cendres calcaires.
Elle est insoluble dans tous les dissolvants neutres. Elle n'est pas altérée par la potasse étendue, par l'ammoniaque, par le réactif ammoniaco-cuivrique, par l'acide chlorhydrique bouillant, par les acides sulfurique ou azotique employés à froid. Elle possède une élasticité très marquée lorsqu'elle est desséchée.
f'iK. 1.
figi.
Soumise à l'analyse, elle présente la composition suivante :
Carbone 13,66
Hydrogène 11 ,31
Oxygène 14,91
Cette composition place la cuticule à côté des corps gras.
Il résulte des études auxquelles s'est livré M. Fremy sur ce sujet, que les cellules épidermiques des végétaux sont recouvertes par une membrane ayant pour base un principe immédiat qui a reçu le nom de cutoxi:
Cette substance présente plusieurs analogies avec les corps gras; elle se saponifie comme eux; elle s'en rapproche également par sa composition élémenta-re et par les dérivés qu'elle produit sous l'influence de la chaleur ou
par Faction de l'acide azotique; mais elle s'éloigne des substances grasses par son insolubilité complète dans l'éther et par cet aspect membraneux qui la caractérise. C'est donc une substance à part et dont les propriétés sont bien appropriées au rôle physiologique qu'elle doit jouer.
gUBERINE
La substance qui constitue les cellules subéreuses est un principe immédiat particulier, que Chevreul a nommé subèrine.
La subèrine conserve la forme du liège d'où elle provient ; soumise à la distillation elle donne une petite quantité d'eau, puis un liquide incolore huileux, une huile citrine et une huile d'un rouge brun, enfin, une petite quantité d'ammoniaque, une substance grasse cristallisable insoluble dans l'eau et des gaz. Le résidu est du charbon possédant la forme de la subèrine et dont le poids atteint le quart de celui de cette substance.
L'acide azotique altère rapidement cette substance et la transforme en un acide insoluble dans Veau, soluble dans l'alcool et l'éther, présentant la plus grande analogie avec les résines acides et même avec les acides gras.
La subèrine soumise à l'action de la potasse concentrée éprouve une sorte de saponification. L'acide sulfurique concentré ne l'altère pas sensiblement.
Les principes immédiats composant les tissus des végétaux ne sont pas très nombreux.
Ceux qui intéressent plus particulièrement notre sujet, sont en résumé :
Les corps cellulosiques;
Les corps épiangiotiques ;
La pectose et ses dérivés;
La cutose;
La subèrine ;
Les matières minérales.
