Influence de la lumière

Les résultats précédents étant connus, passons à l’étude d’autres conditions de milieu qui jouent un rôle encore plus important sur la végétation. Pour que les expériences soient comparables, il sera nécessaire, dans toutes les recherches qui vont suivre, que les plantes soient toujours dans un sol de même composition, de même humidité et dans un air sensiblement de même état hygrométrique.

La lumière est, sans contredit, l’un des facteurs les plus importants de la vie végétale, puisque, sans elle, l’assimilation chlorophyllienne, et par suite l’augmentation du poids de la plante, ne sauraient se produire. Un savant hollandais, Rau-

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wenhofî, peu d’années après le mémoire de LewakotTski, a publié un remarquable travail sur la production des plantes à l’obscurité. Lorsqu’un végétal est privé de lumière, il est décoloré, sans chlorophylle, et allonge ses tiges en épuisant ses réserves, comme s’il cherchait quelque issue pour retrouver la lumière qui lui manque; puis, au bout de quelques semaines, lorsque la plante a consommé toute la substance qu’elle peut trouver en ellemême, elle dépérit, se flétrit et meurt. RauwenholT, en faisant pousser comparativement des végétaux semblables dans les mêmes conditions — sauf qu’il plaçait les uns à la lumière et les autres dans l’obscurité complète — a constaté qu’à ces différences correspondent des diversités profondes dans les tissus, même lorsqu’il s’adressait à des plantes ayant des réserves assez considérables dans leurs tubercules pour fleurir et fructifier à l’obscurité. C’est ce qu’il a réalisé, entre autres, avec cette belle plante qui fleurit au premier printemps dans les jardins, la Fritillaire impériale, qui adonné à l’obscurité des fleurs colorées ayant leurs divers organes bien constitués. L’auteur a trouvé que les tiges de cette plante, ayant effectué toute leur croissance à l’obscurité, avaient la moelle et l’écorce anormalement formées, les vaisseaux conducteurs de la sève tout à fait dégradés.

Il n’en est plus de même si une partie seulement de la plante est à l’obscurité et si l’autre partie est exposée à la lumière. Un courant de substances s’établit dans le végétal entre la région verte qui assimile et la région décolorée qui est maintenue à l'abri de la lumière. C’est ce qu’avait montré le physiologiste allemand Sachs, en plaçant à l’obscurité la moitié d’un pied de Courge: la partie de la

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plante sans lumière se développait beaucoup mieux que si la Courge était tout entière dans l’obscurité, et, dans cette partie obscure, la plante fleurit, puis donna d’énormes fruits, nourris par les régions de la plante qui avaient été laissées à la lumière.

Mais en quoi, dira-t-on, ces dernières expériences intéressent-elles le problème de la transmutation des espèces? Voici comment.

Costantin, que j’ai déjà cité plus haut, a repris et complété les expériences de Rauwenhoff, et il les a étendues à l’étude des organes aériens d’une plante, comparés aux mêmes organes souterrains et, par suite, privés de lumière.

Chez la plupart des plantes vivaces, il n’y a pas que les racines qui croissent dans le sol à l’abri des rayons lumineux, il y a aussi des tiges portant des feuilles réduites et des écailles. Ces tiges souterraines, appelées rhizomes , parfois renflées en tubercules, comme les pommes de terre ou les topinambours, ont une constitution bien différente de celle des tiges aériennes, et beaucoup de caractères importants des espèces sont fondés sur la présence, la forme ou la structure des rhizomes. Ne sont-ce pas là des organes spéciaux, propres à certaines espèces? Est-il possible de donner aux tiges aériennes ordinaires les caractères de rhizomes? Si la réponse à cette dernière question était positive, cela enlèverait bien de la valeur à ces caractères spécifiques réputés irréductibles par les naturalistes descripteurs.

Dans ses expériences, Costantin est parvenu, en faisant pousser des tiges ordinaires dans de larges tuyaux pleins de terre, et en les recouvrant toujours de terre au-dessus du sommet, à produire artificiellement des organes ayant les caractères des

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rhizomes, c’est-à-dire pauvres en fibres, riches en réserves d’amidon et de sucre, etc. On conçoit donc très bien, d’après cela, qu’une plante sans rhizome puisse en acquérir dans la nature en certaines circonstances ; bien plus, une plante annuelle, c’està-dire constituée pour ne vivre que pendant une seule saison, peut devenir vivace, c’est-à-dire vivre indéfiniment. C’est ce que j’ai prouvé pour plusieurs espèces annuelles transportées dans le climat rigoureux des Alpes ; c’est ce que Cosson avait indiqué pour certaines plantes annuelles qui deviennent vivaces lorsqu’elles sont ensablées par le sable des dunes ou des plages littorales. Le fait pour une plante d’avoir un rhizome ou de n’en pas avoir, d’être annuelle ou d’être vivace, n’est donc pas un caractère d’hérédité immuable ; il dépend des conditions extérieures, il peut s’accentuer par adaptation.

L’action de la lumière et de l’obscurité doit être encore envisagée à un autre point de vue. Les végétaux de nos pays ne sont soumis qu’à une lumière intermittente; toutes les nuits, ils sont plongés dans l’obscurité, et cette alternance dans les conditions extérieures retentit sur leurs fonctions. C’est surtout pendant le jour qu’ils accumulent leurs substances nutritives ; c’est surtout pendant la nuit qu’ils les consomment pour s’accroître. Dans les recherches précédentes, on a supprimé la lumière; qu’arriverait-il si on supprimait l’obscurité ?

Dans ce but, j’ai installé pendant quelques années un petit laboratoire dans le sous-sol du pavillon d’électricité des Halles Centrales de Paris. Après m’être assuré que les plantes peuvent pousser à

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Ja lumière électrique comme à la lumière solaire a condition d’éliminer par des écrans de verre les rayons nuisibles ul- s

tra- violets, j’ai planté ou semé des végétaux divers qui ont subi jour et nuit l’action de la lumière continue : l’alternance d’obscurité et de lumière étant ainsi complètement supprimée, les plantes se sont transformées d une manière encore plus considérable que dans toutes les expériences précédentes. La plante, privée de la période nocturne de repos, assimilait et consommait en même temps; d où une simplification de tous les tissus et une surproduction de chlorophylle qui la rendait verte souvent jusqu’au centre de la moelle. Des branches d’arbre, des Fl\207 !\2?8' ~ Plants de ^ve avant per-

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rieur; les fleurs étaient plus colorées, les feuilles d’un vert intense.

Un lot cle plantes comparables, étant exposé de six heures du matin à six heures du soir au même éclairage électrique, était recouvert d’écrans noirs de six heures du soir à six heures du matin. Ces plantes présentaient la structure normale, montrant bien que la lumière électrique produit sensiblement le même effet que le soleil.

On peut juger des différences que présente l’aspect de ces plantes par les figures 207 et 208. En A, la plante développée à la lumière électrique continue est d’un vert très intense; en B, le développement, à la lumière discontinue, est très analogue à l’évolution normale.

C’est surtout dans leur structure anatomique que se manifeste l’influence de la lumière continue. Le Pin sylvestre, par exemple, exposé à cet éclairage, a formé des feuilles où ne se retrouvaient plus les caractéristiques du genre Pin; de même pour l’Épicéa, l’Ellébore, le Hêtre et bien d’autres espèces. La structure de tissus que l’on pensait ne pouvoir se modifier qu’au bout de nombreux siècles se transformait complètement en quelques mois.

Sans pousser les choses à l’extrême en maintenant les plantes dans l’obscurité complète ou dans la lumière continue, on peut étudier l’influence d’une lumière naturelle plus ou moins intense. Il existe un certain nombre de plantes des grandes forêts décrites comme espèces distinctes, et qui semblent manifestement ne constituer que des variétés, aimant l’ombre, des espèces qui croissent dans les endroits découverts.

Par des expériences conduites avec méthode,

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Léon Dufour a étudié l’influence- de la lumière solaire directe et de l’ombre sur la structure des feuilles. Là encore s’est montrée la nécessité de l’expérimentation, car l’air humide produit un effet inverse de celui de l’ombre, et si l’on veut séparer les deux actions, on ne peut se contenter d’observations; les plantes à l’ombre se trouvant presque toujours, dans la nature, au milieu d’un air plus humide. Contrairement aux résultats énoncés par les observateurs, Dufour a montré que, toutes les autres conditions restant les mômes, les feuilles sont plus différenciées au soleil qu’à l’ombre. Mais ce n’est pas seulement leur organisation qui est changée, ce sont aussi leurs fonctions, et Géneau de Lamarlière a complété les recherches de Dufour en étudiant à la même lumière des feuilles de la même espèce qui s’étaient formées les unes au soleil, les autres à l’ombre. Les premières respirent, assimilent et transpirent avec une intensité beaucoup plus grande que les secondes. Curtel a suivi à l’ombre et au soleil le développement des fleurs de la même plante. Tout dans la fleur, le fruit et la graine se réduit, se modifie et souvent change de forme lorsque le végétal s’est développé dans une lumière atténuée; mais la plante s’habitue à cette lumière, faible en certains cas; d’où la production de variétés et même d’espèces adaptées à l’ombre. Curtel a suivi ces changements jusque dans le détail de la structure intérieure des pétales d’une fleur.

Maige a examiné, au même point de vue, les plantes à tiges rampantes et grimpantes. Il est parvenu, en faisant varier l’intensité de la lumière, à rendre rampantes des tiges dressées, ou dressées des tiges rampantes, et il a suivi les modifications

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anatomiques qui correspondent à ces transformations. Or, c’est aussi un caractère fréquent donné comme distinctif entre les espèces végétales, d'avoir ou non des tiges rampantes. On peut conclure des expériences de Maige que la lumière faible est surtout la cause principale de la reptation des tiges, et les modifications complètes qu’il a obtenues enlèvent à ce caractère la valeur qu’on lui a souvent donnée. Voilà encore une caractéristique de l’espèce qui n’est pas irréductible.