CHAPITRE IV

Sommaire : Conditions de la solution du problème. — Culture de l'aspergillus nigerdansun milieu minéral. — Échelle d'utilité des divers composants de ce milieu. — Rôles du zinc et du fer. — Conséquences biologiques. — Problème des aliments et des engrais chimiques.

L'infinie petitesse des êtres que nous étudions, la simplicité très grande de leurs formes et de leur organisation, la facilité aveclaquelle ils se développent dans tous les liquides organiques, les multitudes que peut nourrir la moindre goutte d'infusion, tout ce que nous savons jusqu'ici sur eux pourrait nous laisser croire que leurs besoins alimentaires sont très restreints. 11 en est tout autrement. Pour des causes profondes que nous apprendrons bientôt à connaître, nos microbes ne se montrent pas moins délicats que les Aires les plus élevés en organisation. Nous verrons la plupart d'entre eux vouloir un aliment hydrocarboné particulier, se montrer très difficiles sur le choix de leurs aliments azotés. Nous allons les voir exiger, en fait d'aliments minéraux, des mélanges à la fois très' complexes et très spéciaux.

Ce problème de l'alimentation minérale, si vain et si ingrat en apparence que c'est à peine s'il a été

abordé pour les grands végétaux, va nous conduire pour les microbes à des faits imprévus, à des aperçus bien dignes d'être médités, à des conclusions qu'on peut faire passer dans le domaine de la grande culture, et par là dans celui de la vie sociale. Nous n'avons pour cela qu'à nous le poser ainsi : Puisque M. Pasteur nous a montré, dans l'expérience sur la levure relatée dans notre premier chapitre, des espèces microscopiques vivant et se développant dans des milieux artificiels, où n'entrent, en dehors de la matière fermentescible, que des sels minéraux purs, de composition connue, demandons-nous quels sont ceux de ces sels dont la plante a besoin, ceux qu'elle trouve inutiles ou nuisibles.

Elle accusera la présence des premiers par une augmentation de poids, celle des seconds par l'égalité ou la diminution de la récolte. Nous pourrons donc, avec de la patience, lui constituer un milieu type donnant le rendement maximum. En supprimant alors, dans ce milieu, un à un, les divers éléments qu'on a été conduit à y introduire, on pourra mesurer, par l'abaissement du produit, l'influence de l'élément supprimé et ce que M. Boussingault a spirituellement appelé l'opinion de la plante à son sujet.

S'il est facile à poser, ce problème n'est pas facile à résoudre. Il s'agit d'abord de composer de toutes pièces le milieu le plus favorable à la tie d'une espèce microscopique. C'est dire que la solution du problème suppose le problème résolu. On n'arrivera à ce résultat que par des tâtonnements méthodiques, dans une série de travaux suivis, et en échafaudant lentement chaque progrès sur un autre. On ne peut pour cela compter sur le hasard,, car on n'a le droit d'éliminer de ses

- essais aucun des éléments de la chimie ; le nombre des combinaisons qu'on peut réaliser en mélangeant de toutes manières ces éléments est infini, et théorique-

iment une seule de ces combinaisons est bonne ou

(plutôt meilleure que les autres.

Il faut de plus que ce milieu artificiel, une fois créé, donne une récolte à peu près constante et aussi grande

jque possible : constante, pour que la diminution de

-récolte provenant de la suppression d'un élément

^puisse être sûrement rapportée à cette suppression;

: aussi grande que possible, afin qu'il y ait de la marge pour les diminutions de récolte à prévoir. L'échelle d'utifité relative que nous voulons tracer pour les divers éléments doit être assez longue pour qu'ils ne

r se confondent pas les uns avec les autres.

Aussi le problème n'est-il encore complètement résolu que pour une espèce végétale, grâce à un admirable travail, trop peu connu, de M. Raulin. Cette

■ espèce est aérobie, elle vit au contact de l'air. Gela est r nécessaire, comme nous l'avons vu dans notre dernier ( chapitre, pour qu'elle se multiplie beaucoup dans I un court intervalle de temps, et que le poids de récolte > soit notable. Elle appartient au groupe des mucédinées I dont nous n'avons pas encore parlé, et dont c'est le I moment d'indiquer les principaux caractères.

Toutes ces mucédinées, dont les types les plus connus senties moisissures vulgaires, sont composées d'un système radiculaire, nommé mycélium, vivant i dans les profondeurs du milieu nutritif, et d'organes y de fructification, formés en général d'une colonnette

■ s'élevant dans l'air, et portant les fruits ou spores. Les ! mycéliums des diverses espèces sont des filaments plus

62 LE MICROBFi; ET LA MALADIE.

OU moins rameiix, plus ou moins larges, plus ou moins cloisonnés, mais en somme ils se ressemblent beaucoup, et on serait aussi embarrassé pour la classification des moisissures que pour celle des microbes si l'on n'avait des caractères précieux dans la forme et dans l'aspect des organes de fructification.

La figure 6 représente dans leur port général {a) et dans leur mode de sporulation {b) deux des espèces les pluscommunes. L'une, àgauclie, lepémciilhim glaiicum, est cette moisissure bleue qu'on voit partout dans le pain

moisi,surles confitures, sur lesfromages mous. Les tubes sporifères sont des filaments rameux, se subdivisant à leur extrémité [b, c, d,) en fines columelles chargées de files ondoyantes de spores. De ces spores (/) placées dans un milieu nutritif, sort peu à peu une plante identique à celles dont elles proviennent. L'autre espèce, étudiée par M. Raulin, et appelée par lui aspergillusniger, a son tube sporifère droit, non rameux, renflé à son extrémité en un capitule rond, sur lequel s'implantent en bouquets des spores sphériques et un peu hérissées (c). Ces spores, ensemencées en terrain favorable, donnent bientôt, comme cela est représenté en (c?), des tubes mycéliens rameux dont l'enchevêtrement forme une couche blanche et épaisse. Puis apparaissent les filaments sporifères, dont les capitules noirs donnent à la masse l'aspect d'un épais velours.

Cet aspergillus pousse très facilement sur le pain mouillé de vinaigre, sur le jus ou les tranches de citron, en général sur les fruits et les liqueurs acides, et on pourrait croire que rien ne lui convient mieux que ces milieux complexes. M. Raulin a prouvé le contraire. Le milieu purement minéral qu'il a réussi à constituer

PBNICII.UVH.

ASPERGILLUS MGER.

(Sterigmatocystis niger.)

pour son aspergillus, à la suite de longs et minutieux tâtonnements, donne, en un temps plus court, un poids de plante vivante supérieur à celui de tout autre milieu organique. La première condition dont nous parlions tout à l'heure est donc remplie. L'autre ne l'est pas moins. Avec les milieux naturels les plus favorables en apparence à l'aspergillus, la récolte est soumise à une foule de hasards ou de caprices apparents; elle est constante dans le milieu artificiel et minéral, kun vingtième près de sa valeur. Tandis que, dans la nature, des parasites divers viennent la contrarier ou l'étouffer, elle étouffe ici toutes les végétations cryptogamiques, et recouvre le liquide où M. Raulin la fait vivre d'une couche serrée, homogène, de l'aspect le plus vigoureux.

Arrêtons-nous un instant sur cette notion, et transportons-la sur un plus grand théâtre. Nous voyons qu'elle n'est pas autre chose que le combat pour l'existence entre les êtres de la création. Ils ont tous leurs ennemis ou leurs parasites, il faut qu'ils les mangent ou qu'ils en soient mangés, et il ne manque pas de lois prétendues naturelles permettant de s'expliquer comment ils arrivent à résoudre ce dilemme dans le sens le plus favorable. Avec notre aspergillus la solution est simple. Nous connaissons pour lui les conditions delà lutte. Elles sont de l'ordre purement chimique, et non pas de l'ordre physiologique dans lequel on les cherche et on les trouve d'ordinaire. On peut bien dire que l'aspergillus écrase ses ennemis parce qu'il est plus vigoureux, mais il n'est plus vigoureux que parce qu'il trouve dans son milieu nutritif tous les éléments dont il a besoin. Si un de ces éléments lui manque, il vil encore, mais plus péniblement, et sa force de résistance

NUTRITION MINÉRAIiE,' DES MICROBIÎS. ;6o

diminue. Si plusieurs lui font défaut, il. s'étiole etcè:de la place à: une espèce voisine, moins exi:geantei ou ayant d'autres besoins qu'elle; amve à mkeux satisfaire dans ce milieu appauvri pour, l'aspergillùs, cet péut êtiw anrichi pour elle. En deux mots, la santé/et les maladies ie notre aspergillus sant une vquesti:6n de ûutritiou.. :

Voilà ce iquc nouspouvons déjà coiiclurede l'pbserv-^ation générale et préliminaire. que ixous veuonsf .de :aire; mais si nous entrons maintenant dans le. détail, H nous,ch:ér«lioîîs. quelle est la. nature et le. poids des aliments dont la présence où l'absence se triiduis.ent :>ar des effets si remarquables, noiis.allons trouver d©s îaits encore plus curieux; Voici .d'abord quelle esd ja composition du milieu nourricieii de l'aspergillus, de îe que T^n désigne d'ordinaire iioùs le riom. de liquide Uaulin. .

Eau. .\ . 1 500 gr.

Sùcro candi ..• 70 '

Acide tartrique . — 4

Nitrate d'ammoniaque A ■

Phosphate d'ammoniaque. . . . \ \ . 0,6

Carbonate dépotasse . ... : . ■. ; - b,6

Carbonate de magnésie ' . . . f 0,4

Sulfate d'ammoniaque ...... 0,23

Sulfate de zinc 0,07

Sulfate de fer . . . . V . : i ; . . . . ■ 0,07

Silicate de potasse . . . . . 0,07

: Si on compte les éléments divers introdiiits dans îc liquide, et si qn y ajoute l'oxygène de l'air, dont la )lante consomme de grandes quantité^, on verra qu'il le lui faut pas moins de douze, substances çbimiques )0un' son plein développement. ■ ,

Elle a encontre bespin d'une tenipérature voisine

(le 35% d'un air humide et convenablement renouvelé. Elle pousse d'ailleurs mieux sur un liquide peu profond. On la cultive dans des cuvettes plates en porcelaine, qu'on laisse découvertes, et où le liquide occupe une hauteur de 2 à 3 centimètres. Lorsque toutes ces conditions sont réunies, si on sème à la surface du liquide des spores du végétal, on voit, au bout de 24 heures une membrane blanchâtre et continué recouvrir le liquide. C'est le mycélium de la plante. La fructification commence le jour suivant. Au bout de trois jours, le cycle de végétation est complet. La plante est en possession de tous ses organes, sa construction est achevée ; mais elle n'a pas épuisé le liquide nutritif de ses éléments assimilables, et si on l'y laissait vivre, elle en consommerait peu k peu le restant de sucre comme aliment d'entretien, sans augmenter beaucoup de poids. Gomme il y a intérêt à obtenir le poids de récolte maximum pour une dépense déterminée de sucre, nous allons employer ces résidus à l'édification de tissus nouveaux. Pour cela, on enlève la plante, on sème de nouveau des spores sur le liquide restant, et trois jours après on obtient une nouvelle récolte un peu plus faible que la première. L'ensemble des deux récoltes équivaut à 25 grammes de plante pesée à l'état sec, et le liquide nutritif est alors complètement épuisé.

Avec ces éléments de succès, attaquons-nous au problème posé en commençant ; cherchons, par exemple, par quel chiffre se mesure l'utilité de la potasse dans le liquide nourricier. Faisons vivre pour cela la plante dans deux cuvettes pareilles, renfermant l'une du liquide Raulin complet, l'autre, ce liquide sans

NUTRITION MINJ^RALK DES MICROBES. 67

potasse. Dans le premier cas, il se produira, comme ii l'ordinaire, à un gramme près, 25 grammes de plante. Dans l'autre nous en trouverons seulement 1 gramme. La récolte tombe donc au de ce qu'elle était. Elle tombe de même au ^ quand on supprime l'acide phosphorique, au ^ quand on supprime l'ammoniaque.

De cela, sauf la petitesse des chiffres, on n'a guère le droit de s'étonner. On sait depuis bien longtemps que la potasse, l'acide phosphorique, les sels ammoniacaux sont d'excellents engrais, et bien qu'ils n'aient jamais traduit leur absence, dans l'industrie agricole, par des diminutions aussi considérables de récolte, on est pourtant renseigné sur le besoin absolu qu'en ont les animaux et les végétaux. Mais voici un fait curieux. La suppression du zinc réduit la récolte au ^ de ce qu'elle est dans le liquide normal, en d'autres termes, la ramène de 25 grammes à 2e'5. Se serait-on attendu à trouver dans le zinc un élément physiologique de cette importance? Et la quantité de sulfate de zinc employée est de 7 centigrammes, renfermant seulement :32 milligrammes de zinc. L'action de cette faible quantité de métal suffit à produire une plus-value de 22s'"5 dans la récolte, c'est-à-dire qu'elle permet la formation d'un poids de plante sept cents fois supérieur au sien. Cela n'est-il pas singulier? Cela ne le devient-il pas encore davantage, quand on songe que la plante, si sensible à l'action du zinc, est obligée de le puiser dans fun liquide où il est dilué ù la dose homœopathique "^i^iir De quelles proportions infinitésimales d'un élément utile peut dépendre la santé d'un être vivant, la prospérité d'une culture !

Enfin, si on songe que sur un liquide contenant seu-

Gïi ■ LÈ'Micivôbi!: ET L^ MAL'ADii<:; ■ ■

.Îenient55;^ de''zihc,- mlc oii- deux générations d'a&pcrgillus : peuvent/ eu; absorbant complètement ce métal, rendre éliétive ou impos'âible l'existence d'une génération nouvelle ; , que, siiriin tel liquide, un nouvel ensem'ôncementy j'allais; dire mQ nouvelleinoculatidn serait destinée à' é'clidué-rç comment ne pas songer en môme 'temps' au -caractère mystérieux de ces maladies virulentes' telles que la variole, 'la scarlatine, la fièvre typhoïde, qu'on ne voit presque jamais s'implanter deux fois sur le même individu. Rien ne nous démontre, à côup sûr, que le mécanisme de la non-récidive soit le Même pour le virus vaccinal' que pour la semence de ra'&pergillus, et nous' nx3U^ trouverons, en effet, conduits h ne pas assimiler coinplètement les deux phénomènes. Mais comment nier que les deux effets ne soient comparables?

Nous venons. dé vo'iï' combien l'aspergillus est sensible à l'action des éléments déni il réclame la présence; nous allons le trouver plus' sensible encore vis-à-vis de ceux qu'il redôute.' Ajôute-t-on au liquide nourricier j^J^, ii7i seize cent .millième de nitrate d'argent, la végétation s'arrête brusquemént. Elle ne peut même pas commencer dans un vase d'argent, bien que la chimie soit presque impuissante à montrer qu'une portion quelconque de la matière dii vase se dissout dans le liquide. Mais la plante, plus sensible que les réactifs pourtant si sensibles des éels d'argent, accusé, en refusant de pousser, là présénôe du corps vénéneux. Elle accuse de même de sublimé corrosif, ^ de bichlorure de platine, de sulfaté de cuivre. Une Srimple réflexion ren'di-a 'oeS chiflFres -intéressanta. ■ Supposons

NUTIU'l'lON M1N,i5rALK:. i)KS MICKOBKS. 69

que l'aspergillus soit un par'asite humain- pouvant vivre et se développer dans l'organisme:, et l'envahissant tout entier, comme le fait, par. exemple, le vibrion septiquq (lig. M) sur lequel' nous reviendrorts. La quantité de» nitrate d'argent nécessaire pou-r, Fempêclier de vivre dans le corps d'un homme pesant 60 kilos serait seu-lement de 60 milligrammes. Un paràsite se développant surtout dans le sang comme la bactéridie. charbonneuse, et aussi sensible cfue irasp'ergillus à l'.action du nitrate d'argent, n'exigerait pas plus de 5 imilli+: grammes de son toxique. n.-.

Un dernier fait expérimental nous reste à signaler. La plante ne contenant, pas de, matière verte, on peut être surpris de voir ile .feriaui nortibre de ses éléments^ nutritifs. La suppression de-ce métal produit même des! résultats du même ordre de grandeur que la suppression du zinc. L'introduction, de d gramme de fer dans le milieu nutritif amène une augmefitation de plus dé' 800 grammes dans la récôlte. Malgré cette ressemblance,: le rôle du zinc et celui du fer sont tout . à fait difFérents- -Le zinc entre dans la plante comme, élément constitutif de ses tissus. Le. fer ne paraît utile que parce qu'ili détruit ou annihile, au fur et à mesure de sa produc-i tion, un poison sécrété . par la. plante. En s'accumula.|it| dans le liquide, ce poison finirait par la tuer; c'est une de ces excrétions que tous les êtres vivants produisent; et dont ils .'doivent atout prix.se déb:arrasser. Le fer rend à l'aspergillus ce service. Le zinc est un aliment physiologique; il est, lui, un ;Contrepoison physiolofi

.11 ressort de ces faits,, remarquons-le en passant, une explication possible des propriétés du. vaccin et de

la non-récidive des maladies virulentes, explication autre que celle que nous visions tout à l'heure. Une première évolution des microbes dans un milieu peut, ou bien en faire disparaître un élémént utile, c'est le cas du zinc; soit y déposer un élément nuisible, c'est le cas oi!i se manifeste l'utilité du fer. La quantité de matière active pourra être infiniment petite dans les deuxcas, et suffira pourtant à rendre difficile ou impossible une nouvelle génération des mêmes microbes. Le moment n'est pas venu de discuter ces deux hypothèses, contentons-nous de les avoir signalées.

On vient de voir quels enseignements curieux, quelles vues originales et fécondes nous a fournies l'étude de l'alimentation minérale de notre aspergillus. On peut affirmer que les autres microbes ne sont pas moins difficiles et moins impressionnables que lui. Tous, comme les êtres plus élevés en organisation, ont leur vie propre et complexe, leurs besoins spéciaux, des substances qu'ils aiment et d'autres qu'ils redoutent. Les levures veulent de la chaux dont l'aspergillus n'a pas besoin, d'autres espèces veulent du manganèse. Le pénicillium glaucum, si voisin de l'aspergillus, pousse bien dans du liquide Raulin, mais pousse encore mieux quand on y ajoute un peu de plâtre. N'ayant pas les mêmes, amis, tous ces êtres si divers n'ont pas non plus les mêmes ennemis. On en voit vivre dans des solutions de nitrate d'argent ou de bichlorure de mercure, sels dont les plus faibles traces sont si toxiques pour l'aspergillus. Cela est heureux, car avec les ressemblances qu^ nous avons signalées et' que nous signalerons encore entre les- cellules des

microbes et celles du corps humain, on aurait pu craindre que l'aliment ou le poison des unes ne fût aussi l'aliment ou le poison des autres. Il n'en est pas ainsi. Telle alimentation peut favoriser l'évolution dos cellules normales, et, par conséquent, 1 santé; telle autre, l'évolution des parasites, virus ou autres, et par conséquent la maladie. De même, telle médication peut tuer la maladie, telle autre le malade. Le tout est de savoir choisir. On y est arrivé jusqu'ici par rempirisme; les jours semblent venus pour l'emploi de l'expérimentation.

Les faits que nous venons de passer en revue ont encore un côté curieux que nous devons mettre en lumière en terminant. Examiné individuellement, un aspergillus est une plante minuscule. Il est mille fois moins lourd que le plus petit brin d'herbe, mais des milliers de brins d'herbe peuvent donner du foin, et des millions d'aspergillus peuvent donner une récolte. Récolte méprisable, pensera-t-on! Point du tout, au contraire! 25 grammes de plante à l'état sec obtenus en six jours sur les cuvettes de porcelaine dont nous nous sommes servis représentent SSO kilogammes de récolte à l'hectare, à l'état sec, ou 3,500 kilogrammes à l'état humide. C'est un rendement qui arrive presque au { de celui d'une bonne prairie naturelle, et, répétons-le, il est obtenu en six jours. Notre culture microscopique n'a donc rien à envier, comme poids, à la grande culture; c'est plutôt à celle-ci de tacher d'éga- .er sa voisine, et, pour cela, de lui demander ses secrets.

Or, que venons-nous d'apprendre? Qu'une plante à laauelle on fournit tous les aliments nécessaires pousse

n . LE ■ MICROBE lîT. LA MALADilî. ; : I

avec; rapidité, n'est jainaisi envahie par ieâ parasites, jamais inalndo, eit.- fournit mne récolte constante en quantité et qualité; isi...on.iui siipprime uii de ses aliments, elle soitffr.ij,; traduit sa Souffrance par une sensibilité niaîladive visTà'-viSi âes influences extérieures, et,, alors f[]ie pal* iiasard elle reste saine, par une diminution értormô de poids, hors de proportion avec la quantité de: l'aliment -supprimé. Si le zinc n'était découvert qu'e;d'hîer, ^on .emploi "dans une cultùre d'aspergillùs rclviNferait l'espèce ; et décuplerait en mi moment le poids des plus belles récoltes. ' ;0n voit quels Iprizons s'ouvrent.' pour les questions d'alimentation et de culture. Le zîn'on'est pas ;i , pr/3p^*ement parler un^aliment; mais il pèut donner ;i ' rariméntation Une allure intensive qu'elle ne saurait prendre sans lui. SU peut devenir un remède, précisé^ ment parce qu'il eét im agent.physiologique important de' la^ie de l'asper'gilhis. On pourrait en dire autant, toutés proportionB ! gardées, des autres éléments du liquide J^aulin. Combien il est peu probable que, si les: besoins sont aussi 'compliqués pour une espèce m'icfoscopique^ ils soient pour les êtres supérieurs âussi : simples iqu'dn : lecprofesse quelquefois. Lorsque, pour assurer la bonne tenue d'une cultiire,. on se conténte. de rendre au sol. du phosphore, de la potasse, d(3 la magnésie et d0;s composés azotés, n^est-il pas évid(5n;t qu'on compte sur lo; sol pour fournir les autres | élenaents utiles sans.savoir quels ils sont. Si le sol peut faille cé qu'on luj demande, tout va bien,. l'engrais artificiel donne de bons résultats; mais si le sol ne le peut pas, on si, à un nioment donné, il ne peut plus, et si l'élément dispar.i^du sol est ;du même ordre que. le zinc

NUTRITION MINÉRALIî DES MICROBES. 73

|i(Hir l'aspergillus, on voit la récolte baisser sans raison .parente. On augmente alors, à tout hasard, la dose ,1 engrais potassique ou azoté, mais on peut aller dans ( l'tte voie au delà de toute mesure. Il manque au sol lelque chose que la famure n'apporte pas. L'échec tient à ce que le problème de l'alimentation minérale n'est pas résolu pour les plantes, tandis qu'il Test pour l'aspergillus. Un jour viendra, peut-être, où on renoncera aux fumiers encombrants et coûteux, où l'agriculteur aura dans son grenier, dans des sacs ■étiquetés la quantité d'engrais à répandre sur un hectare, de ses divers terrains pour en tirer telle ou telle •récolte. L'expérience agricole prouve que ce moment Mî'est pas encore arrivé, mais l'expérience de l'asper- .gillus prouve qu'il peut venir, et quelque remarquables qiie soient les travaux faits en Angleterre et ailleurs sur les engrais chimiques, on peut dire que le travail de M. Raulin les dépasse en importance, pour avoii^ montré, le premier, la possibilité d'obtenir dans un' .milieu purement minéral une récolte plus abondante et plus prospère que sur le milieu organique le mieux approprié. Sous quelque point de vue qu'on l'envisage,' on voit combien ce travail est riche en enseignements; •et avec quelle autorité il occupe la place que nous lui avons faite.