SEIZIÈME LEÇON

Forme et nature des mouvements des spermatozoïdes. ~ Vitalité ; influence des agents physiques et chimiques. — Fécondation artificielle chez les Poissons.

Tous les corpuscules séminaux dont nous venons d'étudier la forme dans les différentes classes des Vertébrés sont doués de mouvement. Cette motilité est une de leurs propriétés physiologiques les plus caractéristiques ; elle n'est cependant pas essentielle, puisqu'il y a des animaux dont les spermatozoïdes sont immobiles et fécondent néanmoins les œufs.

Le mouvement des éléments du sperme joue cependant un rôle important dans la fécondation; c'est grâce à lui que ces éléments vont audevant de l'œuf chez les animaux à fécondation interne, remontent dans les trompes, souvent fort longues, et peuvent arriver jusque sur l'ovaire, où on les a rencontrés. Chez les animaux à fécondation externe, comme les Batraciens, ils percent la masse albumineuse épaisse qui entoure l'œuf ; ils traversent aussi la membrane d'enveloppe des œufs des Mammifères dépourvus de micropyle.

Quand on veut étudier ces mouvements , il ne faut pas prendre les spermatozoïdes dans le testicule, où ils sont le plus souvent immobiles, mais dans le canal déférent, les vésicules séminales, ou dans le sperme éjaculé ; de plus, il faut ajouter à la liqueur séminale un liquide indifférent, tel que de l'eau albumineuse, de l'eau sucrée, de l'eau salée, de la salive, etc.

Dans ces conditions, on ne voit d'abord qu'un frémissement de toute la masse, puis bientôt des mouvements très-variés apparaissent : mouvements de flexion, de tournoiement, d'ondulation, de progression. Les mouvements semblent le plus souvent produits par l'agitation de l'extrémité de la queue, qui décrit un mouvement circulaire conique autour d'un point plus ou moins rapproché du segment moyen, comme une hélice, ce qui détermine la progression, avec rotation du

spermatozoïde sur son axe. G*est ce qa*on observe aussi chez beaucoup de zoospores et d'anthérozoïdes d'Algues, chez certains Infusoires et Yibrioniens ciliés ou flagellés.

Chez les spermatozoïdes munis d'une membrane ondulante, comme ceux des Tritons, de TÂxolotl, du Bombinator igneus^ c'est cette membrane qui constitue l'appareil locomoteur; elle fonctionne comme une véritable nageoire, ainsi que M. Pouchet l'avait déjà parfaitement observé dès 1847. Par ses ondulations incessantes, elle frappe l'eau et pousse en avant le spermatozoïde, dont le corps reste parfaitement immobile. Cette progression ne s'accompagne naturellement pas de rotation autour de l'axe, comme chez ceux où il n'y a qu'un simple filament caudal. Suivant les observations d'Eimer (1), qui a fait de nombreuses recherches sur les mouvements des spermatozoïdes, la membrane exécute des ondulations hélicoïdes sur un des côtés du filament caudal, tandis que chez les spermatozoïdes à queue simplement filamenteuse c'est la queue tout entière qui agit comme une hélice.

Le segment moyen prend-il part au mouvement des spermatozoïdes? Schweigger-Seidel (2) avait pensé que la queue seule intervenait dans la progression. La Valette Saint-George (3) affirme que le segment moyen est lui-même mobile. Grohe (4) va même jusqu'à admettre que la tête est dans un état continuel de contraction et que ces mouvements sont transmis à la queue. Aucun observateur n'a constaté cette contraction de la tête. Quant à moi, je n'ai jamais vu de mouvement dans la tête, et j'ai constaté que des spermatozoïdes sans tête continuent à se mouvoir, observation qui a été faite aussi par La Valette.

Lorsque le spermatozoïde commence à se ralentir, la queue, au lieu du mouvement circulaire, n'exécute plus que des mouvements de latéralité ; il y a encore progression en ligne droite ou en arc de cercle, mais il n'y a plus de rotation.

Les mouvements que nous venons de décrire sont ceux qu'exécutent les éléments séminaux des Mammifères, dont la tête est toujours plus ou moins large et aplatie. Les spermatozoïdes, à tête contournée en tire-bouchon des Oiseaux, des Plagiostomes et de quelques Amphibîens se meuvent en tournant sur leur axe et pénètrent comme une vrille à travers la membrane de l'œuf. Il est à remarquer que la queue de ces spermatozoïdes est toujours filiforme, tandis que les éléments dont la queue est pourvue d'une membrane ondulante, et qui progressent en

(1) EiMER, Verhandlung, d. phys.^med. Gesellschaft zu Wûrzburg^ N. F., VI, 1874.

(2) Sghwkxoqer-Seidbl, Archiv f. mikrosk, Anatomie, 1865.

(3) La Valette Saint-George, Stricker^s Handbuch der Lehre von den Geweben, 1, 1871 •

(4) Grohb^ Virchow's Archiv, XXXU, 1865.

ligne droite, ont une tête effilée et pointue comme un poinçon.

Chez les Poissons osseux, les mouvements des spermatozoïdes sont peu étendus. C'est une sorte de sautillement, de trépidation sur place. Du reste, le spermatozoïde de ces animaux n'éprouve aucune difficulté pour pénétrer dans Tœuf , puisque celui-ci présente une ouverture préformée, béante, c'est-à-dire un mîcropyle. Si cette ouverture n'existait pas, la tôte globuleuse du spermatozoïde serait incapable de traverser la coque épaisse de l'œuf; il existe donc un rapport entre la conformation de l'œuf et celle de l'élément mâle, rapport qui permet toujours à ces deux éléments de s'unir intimement l'un à l'autre. Les spermatozoïdes des Poissons sont doués d'une très-grande agilité, et leurs mouvements, pour être peu étendus, n'en sont pas moins très-rapides ; mais ils sont de peu de durée.

Il ne faut pas confondre la motilité des spermatozoïdes avec leur vitalité. La motilité est la durée de leurs mouvements ; la vitalité est la durée de leur aptitude à la fécondation ; ces deux durées peuvent être très-inégales.

Ainsi, chez la Truite, les spermatozoïdes, pris dans le testicule, sont complètement immobiles ; mis au contact de l'eau, ils exécutent des mouvements de trépidation très-vifs, qui cessent au bout d'une demiminute. Chez la Carpe, le Gardon, la Perche, la motilité persiste pendant deux ou trois minutes ; chez l'Epinoche, les spermatozoïdes se meuvent pendant cinq à six minutes.

La pisciculture a su tirer parti de ces connaissances. Pour pratiquer les fécondations artificielles, on emploie une méthode qui a pris naissance en Russie . Les œufs, que l'on fait sortir par pression de l'abdomen de la femelle, sont reçus à sec dans un vase. Sur ces œufs on fait tomber de la laitance, en comprimant également Fabdomen du mâle. Les œufs et la laitance peuvent rester ainsi assez longtemps en contact sans qu'il y ait fécondation, les spermatozoïdes étant immobiles. Dès qu'on verse un peu d'eau dans le vase, ces derniers entrent en mouvement, et presque tous les œufs sont fécondés en moins d'une demi-minute chez la Truite.

Les œufs eux-mêmes, mis dans l'eau avant la fécondation, perdent rapidement la faculté d'être fécondés. Les mâles des Poissons semblent connaître cette propriété, car ils se dépêchent de venir répandre leur laitance sur les œufs dès que la femelle les a pondus. On peut très-bien observer ce fait chez les Epinoches {Gasterosteus aculeatus) et les Epinochettes {G, pungitius). Les mâles de ces Poissons font des nids dans lesquels les femelles viennent pondre ; le mâle chasse la femelle aussitôt qu'elle s'est débarrassée de ses œufs, et il vient les féconder.

La vitalité des spermatozoïdes des Poissons dure beaucoup plus longtemps que leur motilité. Le sperme, conservé sans addition d'aucun liquide, peut féconder des œufs au bout d'un temps plus ou moins long, qui dépend des circonstances extérieures. J'ai pu conserver de^ la laitance de Truite pendant quatre jours, à une température de iO degrés, et féconder avec elle des œufs qui se sont bien développés. Le cinquième jour, la température s'étant élevée, le sperme s'altéra: les spermatozoïdes, mis en contact avec l'eau, ne présentaient plus aucun mouvement; leurs têtes étaient déformées et un grand nombre avaient perdu leur queue .

M. Coste (l) avait déjà fait des expériences de ce genre ; il féconda 900 œufs de Saumon avec du sperme conservé depuis vingt-quatre heures : 44 8 œufs se développèrent, c'est-à-dire presque autant que dans les fécondations ordinaires. Avec du sperme conservé depuis trente heures, il n'y eut que très-peu d'œufs de fécondés, la plupart des spermatozoïdes ayant perdu leurs mouvements ; il est probable que M. Coste avait conservé ce sperme à une température assez élevée.

M. de Quatrefages (2) a trouvé des spermatozoïdes mobiles dans de la laitance de Brochet extraite de l'animal depuis soixante-quatre heures et conservée pendant ce temps dans une glacière. R. Wagner (3) en a vu de vivants dans du sperme de Perche de quatre jours, conservé à degré. Leuckart a rencontré aussi des spermatozoïdes mobiles dans une Perche morte depuis six jours (4).

Le froid, la congélation même, ne sont pas mortels aux éléments fécondateurs. Wagner a pu conserver les spermatozoïdes de la Perche à — 2,5 degrés; M. de Quatrefages, ceux du Brochet à — 10 degrés et — 12 degrés. Prévost (5) a fait congeler un testicule de Grenouille, sans tuer les spermatozoïdes ; enfin, Godard (6) a pu faire geler du sperme humain frais, et il a vu, en faisant fondre le petit glaçon, les spermatozoïdes reprendre leurs mouvements.

Cependant les mouvements des spermatozoïdes de l'Homme sont déjà considérablement ralentis vers 10 à 1 S degrés centigrades. Kreemer les vit s'arrêter complètement après être restés couverts par de la neige pendant une minute seulement. L'eau froide à 10 ou 12 degrés agit plus rapidement encore que l'air à la même température. L'eau tiède.

(1) Coste, Histoire du développement des corps organisés, II, 1859.

(2) De Quatrefages, Ann, des Sciences nat.^ 3« série, XIX, 1853.

(3) R. Wagner, Lehrbuch der Physiologie^ 1, 1839.

(4) Leuckart, art. Zeugung in R. ^KQ^^vC^Handwôrterbuch der Physiologie, IV, 1, 85.

(5) Prévost, l'Institut, X, 1842.

(6) Godard, Etudes sur la monorchidie et la cryptorchidie chez r Homme, 1857.

au contraire, quand son application n'est pas trop prolongée» peut favoriser les mouvements en délayant la semence. Il ne faut cependant pas que le calorique soit en excès. D'après Leuckart (1), les spermatozoïdes de l'Homme meurent vers S3 degrés centigrades, et Mantegazza place aussi au-dessus de 50 degrés Textrème supérieur de température compatible avec la vie. Chez les animaux h sang froid, leur mort survient beaucoup plus tôt ; c'est ainsi que chez la Truite, par exemple, les sper^ matozoïdes perdent déjà à 40 degrés leur motilité et leur aptitude à la fécondation, ainsi que je l'ai constaté.

Il est intéressant de rapprocher le moment où disparaît le mouvement des spermatozoïdes et le moment où cesse celui des cils vibratiles quand on élève la température, car on a voulu comparer le spermatozoïde à une cellule vibratile. M. Claude Bernard (2) a montré que le mouvement ciliaire de l'œsophage de la Grenouille s'accélère jusqu'à KO ou 60 degrés, puis diminue graduellement, pour cesser à 80 degrés et ne plus reparaître ensuite. On voit que les cils vibratiles ont une résistance bien plus grande que les spermatozoïdes, et ceci est une des raisons qui empêchent d'assimiler l'élénient fécondateur à une simple cellule vibratile.

La vitalité du sperme est moins grande chez les animaux à sang chaud que chez les animaux à sang froid. Les spermatozoïdes sont trouvés trèscommunément mobiles dans les voies génitales de l'Homme vingt-quatre heures après la mort; mais, pour faire cette observation, il faut prendre des sujets morts en pleine santé, car, à la suite de maladies, le sperme éprouve des altérations qui modifient sa vitalité. Godard a trouvé des spermatozoïdes mobiles dans le canal déférent d'un supplicié cinquantequatre heures après la mort, et soixante-deux heures après dans l'épididyme d'un Taureau. Enfin Krsemer (3) a pu conserver, dans une chambre chaude, du sperme vivant pendant soixante heures, et Valentin pendant quatre-vingt-quatre heures.

On admet généralement que le sperme des Oiseaux perd ses propriétés assez rapidement ; cependant, Wagner a observé des spermatozoïdes vivants sur une Alouette morte depuis dix-huit heures. Je ne connais pas d'expériences faites à ce sujet sur du sperme de Reptile ou de Plagiostome.

M. Coste a constaté que des spermatozoïdes de Grenouilles, conservés dans de l'eau à 10 ou 12 degrés, étaient encore mobiles au bout de vingt-

(J) Lbucsart^ toc. cit.

(2) Cl. Bernard, Leçons sur les propriétés des tissus vivants, i866«

(3) Kraiher^ De motu êpermatotoanim (Diss» inaugOi GœUinguei iS42«

iq à trente heures ; à degré, dans une glacière, ils n'avaient pas en* re perdu leurs mouvements après soixante heures. Lorsque les éléments spermatiques sont placés dans leurs milieux ysiologîques, c'est-à-dire les organes génitaux du mâle ou de la nelle, leur vitalité persiste beaucoup plus longtemps et peut se proiger pendant plusieurs jours. Nous nous occuperons de cette intéres^ lie question quand nous aborderons l'étude de la fécondation. Un point de la physiologie des spermatozoïdes important à connaître, st la vitesse avec laquelle se meuvent ces éléments. Henle et Krœmer t vu franchir à ceux de l'Homme un espace de 2"",7 en une mite. Hensen (1), en examinant du sperme de Cochon d'Inde dans liquide utérin, a vu un spermatozoïde parcourir 0"*"',45 en igt-trois secondes, et un autre, 0"*"',35 en vingt-deux secondes ; la »yenne de ces deux observations donne 1""',2 en une minute. D'un xe côté, Hensen a constaté que les spermatozoïdes du Cochon d'Inde tttent cinquante minutes à parcourir la trompe du même animal, uelle mesurée centimètres de longueur; ce qui fait 0",8par minute. Goste est arrivé au même résultat pour la Poule . Il a trouvé des spertozoïdes dans les franges du pavillon et sur l'ovaire douze heures es le premier accouplement. L'oviducte dé la Poule ayant de 60 à centimètres, il en résulte que le spermatozoïde parcourt environ 0"",8 une minute, résultat concordant avec celui obtenu par Hensen. Quelles sont les forces q[ui produisent les mouvements des éléments ondateurs? Les anciens observateurs, qui regardaient les spermatoies conuue des animalcules, leur attribuaient naturellement des uvements spontanés et volontaires. Depuis que l'on ne considère s les spermatozoïdes que comme des éléments histologiques, on a du chercher dans des causes extérieures l'origine de leur motilité ; on imis des actions endosmotiques, hygroscopiques, etc. Leuckart et lliker placent dans le corpuscule lui-même la cause de son mouvent. Kœlliker pense que, sous l'influence d'actions chimiques intéires, il se forme des courants électriques qui produisent le mouve-* Dt du spermatozoïde. Cette explication n'en est pas une; car, en nière analyse, toute espèce de mouvement peut se ramener à une ion physique ou chimique, le mouvement sarcodique ou ciliaire si bien que le mouvement des muscles volontaires, etc. Il vaut donc mx reconnaître que, dans l'état actuel de la science, il est impossible q)liquer le mouvement des éléments du sperme, ^our ma part, je pense que les spermatozoïdes ne se meuvent pas

) Hensen^ Zeitschr. /. Anatomie u» Sntwkkiungsgeschichte von Où undBraun^ l, 1875.

aveuglément, mais qu'ils obéissent à une sorte d'impulsion intérieure, de volonté qui les dirige vers un but* déterminé. J'ai observé, sur un Invertébré, le Papillon du Ver à soie, un fait des plus curieux et qui démontre ce que je viens d'avancer {{).

Au moment de l'accouplement, le mâle dépose sa liqueur séminale dans une poche spéciale, poche copùlatrice. Le lendemain, cette poche, qui était distendue par le sperme, est complètement flasque, et tous les spermatozoïdes ont émigré dans une autre poche, qui débouche dans l'oviducte, en face de la première, et là ils attendent les œufs au passage pour les féconder. Or, les parois de la poche copùlatrice ne possèdent aucun élément contractile, et l'on ne peut attribuer qu'à un mouvement spontané le passage des spermatozoïdes d'une poche dans l'autre. Du reste, ce qui semble bien le démontrer, c'est qu'il reste dans la poche copùlatrice quelques éléments séminaux mal conformés et privés de mouvement. Cette poche semble donc être un organe d'épuration et de sélection; elle retient les éléments inutiles.

Cette sélection entre les spermatozoïdes s'opère aussi chez tous les autres animaux ; il y a une sorte de lutte entre les spermatozoïdes ; ce sont les plus agiles qui arrivent les premiers à l'œuf et en déterminent la fécondation. La sélection ne s'arrête pas aux individus, elle semble aussi se faire parmi les éléments sexuels.

L'étude de l'influence des réactifs chimiques sur la vitalité des spermatozoïdes a été entreprise depuis longtemps, et de nombreuses expériences ont été faites à ce sujet par Donné, Wagner, Krœmer, Kœlliker, etc . On peut considérer quatre modes d'action différents des substances expérimentées : les premières abolissent plus ou moins rapidement les mouvements des spermatozoïdes ; les secondes n'ont pas d'action sur ces mouvements, on peut les appeler des substances indifférentes ; les troisièmes accélèrent les mouvements ; enfin, les quatrièmes réveillent les mouvements éteints.

Le degré de concentration des liquides dont l'action est essayée sur les spermatozoïdes a une importance considérable ; suivant que le liquide est plus ou moins concentré, on obtient des effets tout à fait différents. Parmi les substances qui abolissent les mouvements des spermatozoïdes, il faut ranger toutes celles qui coagulent le liquide dans lequel ils se trouvent, ou qui les détruisent, comme elles détruisent toutes les matières animales. Dans ce cas on s'explique facilement leur action.

L'eau pure, et surtout l'eau distillée, sont des poisons violents pour les spermatozoïdes des Vertébrés supérieurs et de beaucoup d'autres

(1) Bi^LBUNi. Comptes rendus de VAcad* des Se, LXVIII, 1869.

imaux. Il y a abolition immédiate des mouvements des spermatozoïdes

and on ajoute de Teau à la liqueur séminale . Siebold a remarqué

6 la queue prend une disposition en anse, qu'elle se recourbe et s'en-

ule autour d'elle-même. Le spermatozoïde n'a pas cependant perdu

aie sa vitalité. Kœlliker a remarqué que si l'action de l'eau ne se

Dlonge pas trop, et qu'on ajoute au sperme une so- ^

ion faiblement sucrée ou albumineuse, un peu

irée, de glycérine, d'amygdaline, les mouvements

s éléments reparaissent.

D'après le même observateur, les liquides animaux

s que le sérum, le mucus, la saUve , la bile. Tu-

18, etc., lorsqu'ils ne sont pas acides, ni trop alca-

s, ni trop concentrés, n'ont pas d'action sur les sper-

itozoïdes. Une solution de glucose à 15 pour 100 est

lifférente, mais à 30 pour 100 elle abolit rapidement

; mouvements des spermatozoïdes ; elle devient un ^ matotôïdTs ^^ du

ison si s'a densité ne dépasse pas 1010 : elle aeit ^hien, a. et

,, r r ° de la Grenouille

)rs comme de leau pure. verte, b, traité»

Les solutions d'alcalis caustiques, d'ammoniaque, de p»'^i'«*'^<î'«»"»é«tasse, de soude, à un centième et à un millième, accélèrent les mouments des éléments du sperme ; elles ont du reste la même action p les mouvements des cils vibratiles. Ces substances réveillent ime les mouvements des spermatozoïdes quand ils sont ralentis ou ime quand ils ont cessé. Le meilleur liquide pour produire cet effet est e solution légèrement sucrée additionnée d'un millième de potasse. Les narcotiques n'ont aucune action sur les spermatozoïdes ; lorsque ; solutions sont trop diluées, elles agissent comme l'eau pure. Cerns sels métalliques tuent les spermatozoïdes plus rapidement que mtres, et le plus actif de tous est le sublimé corrosif; un dix-millième Hit pour arrêter les mouvements. Les spermatozoïdes des Invertébrés it encore plus sensibles à l'action de ce sel que ceux des Vertébrés, asi M. de Quatrefages a vu qu'une dose d'un deux-millionième tue médiatement les éléments spermatiques du Taret et del'Hermelle. Les acides ont aussi une action très-délétère sur les spermatozoïdes; eide chlorhydrique les tue à la dose de 1 pour 7 500 d'eau ; il en est

même de l'acide acétique. Les alcalis trop concentrés produisent le ime effet. Quand le mucus vaginal ou utérin est acide ou trop alcalin,

spermatozoïdes ne peuvent y vivre et cette acidité ou cette alcalinité

vient une source de stérilité .

Kœlliker a expérimenté l'action de l'éther, du chloroforme, de l'alcool

vu que ces liquides agissent comme poisons. Cependant, si l'on em-

ploie dès solutions faibles de ces âtiesthésiquèd, on peut râlenllr et faire cesser les mouvements des spermatozoïdes assez lentement pour qu'ils puissent encore féconder des œufs; c'est ce qu'ont démontré des expériences faites l'année dernière dans mon laboratoire.

Des œufs provenant d'une inème ponté de Truite furent essuyés avèd soin sur du papier à filtrer pour les débarrasser de l'eau qui aurait pil y adhérer et pour empêcher ainsi lés mouvements des spermatozoïdes. On arrosa quelques-uns de ces œufs àVéc quelques gouttes de' sperme frais, puis on versa sur le tout de l'eau alcoolisée à 6 pour 100. Au bout de quelques minutes les œufs furent placés dans l'eau courante. On traita de même les autres œufs en les arrosant avec du sperme frais, puis avec de l'eau alcoolisée à 10 pour 100, de l'eau éthérée^ de l'eàU chloroformée et de l'eau pure* Ces fécondations artificielles ont réussi dans la proportion ordinaire ; les éclosions ont eu lieu toutes ft la même époque, et les petites Truites provenant dô ces différents œufs ne présentèrent aucune particularité qui pût les faire distinguer des Truites obtenues par fécondation normale*

Les spermatozoïdes des Oiseaux et des Reptiles se comportent vis* à-vis des réactifs comme ceux des Mammifères. Ceux des Poissons osseux et surtout ceux des Batraciens résistent beaucoup mieux à l'action de l'eau pure* Nous avons vu en effet que les spermatozoïdes de la Grenouille conservaient leurs mouvements dans l'eau pendant trente heure Si