HISTORIQUE

Les phénomènes de fermentation attirèrent la curiosité des savants à toutes les époques de l’histoire. Au moyen-âge, notamment, les alchimistes s’intéressèrent vivement au tumultueux bouillonnement qui se manifeste dans les tonneaux, au cours de la vinification. Ils s’efforcèrent, sans y parvenir, d’en trouver une explication satisfaisante. LAvoistER [43], le premier, analysa le mécanisme chimique de la fermentation alcoolique. En 1789, il écrivait : « Les effets de la fermentation vineuse se réduisent donc à séparer en deux portions le sucre qui est un oxyde, à oxygéner l’une aux dépens de l’autre pour former l'acide carbonique, à désoxygéner l’autre en faveur de la première pour en former une substance combustible qui est l’alcool ; en sorte que, s’il était possible de recombiner les deux substances, l’alcool et l’acide carbonique, on reformerait du sucre »…. Les conclusions de LAVoIsIER furent ensuite vérifiées et précisées par les travaux de GaAy-Lussac et THENARD [83] puis ceux de Dumas et BouLay [21]. Mais ces différents auteurs ignorèrent l'existence des Levures, car ils analysèrent le phénomène au point de vue chimique, sans en rechercher la cause. En 1859, PASTEUR [63, a], au cours de recherches fondamentales, montra que la fermentation alcoolique est due à l’activité vitale des Levures.

À partir de cette époque, le problème présenta un nouvel intérêt et les biologistes étudièrent la vie de ces champignons, leurs affinités systématiques et leur circulation dans la nature.

PAsTEUR [63, b] se ralliant à une hypothèse de BRErELD [7] écrivait au sujet de leur origine : « Les cellules des Levures naissent de tels ou tels petits corps brunâtres que le microscope découvre en si grande abondance dans la poussière des fruits...» Il s'agissait de kystes de Dematium, Champignons très répandus

sur les fruits et les feuilles et donnant naissance au cours de leur développement à des conidies-levures semblables aux Levures. . CHAMBERLAND montra que les conidies-levures de Dematium ne produisent pas de fermentation alcoolique et l'hypothèse fut rapidement abandonnée. La notion d’espèce n’est pas aussi évidente chez les Levures que chez les végétaux supérieurs et les observations morphologiques, trop superficielles, ne permettaient pas de résoudre, à cette époque, une question aussi complexe. Examinés en mélange, les nombreux germes rencontrés à la surface des fruits mûrs ou dans les milieux en fermentation ne se distinguent pas nettement les uns des autres, même lorsqu'ils appartiennent à des espèces souvent très différentes. Aussi les erreurs analogues à celle de BREFELD étaient-elles très fréquentes. La mise au point de méthodes dichotomiques, capables de séparer et définir les espèces était nécessaire pour aborder avec fruit la plupart des problèmes suggérés par la découverte pastorienne et la morphologie des Levures n’est devenue une véritable science qu’à la suite de recherches persévérantes poursuivies depuis cette époque jusqu’à nos jours. Dans l’histoire des progrès réalisés pendant soixante ans, il convient de distinguer plus particulièrement trois étapes : la découverte de la méthode des cultures pures, les études sur les caractères spécifiques des espèces et enfin les recherches sur les affinités des Levures avec les autres champignons.

Après avoir démontré l'impossibilité de la génération spontanée, PASTEUR songea à cultiver chaque germe isolément, dans un milieu nutritif stérilisé et placé à l'abri des contaminations ultérieures. Les causes d’erreurs dues à la présence d’autres germes se trouvant éliminées, on était sûr que, de cette manière, les observations morphologiques, biologiques ou physiologiques se rapportaient rigoureusement à l'espèce envisagée. Cette méthode, connue sous le nom de «méthode des cultures pures», est à la base de tous les progrès en microbiologie. Elle devint pratiquement très commode lorsque HANSEN [32, d] indiqua le moyen d'isoler les germes par des dilutions progressives. Actuellement il est possible de choisir les germes en les isolant, grâce au micromanipulateur inventé par DE FONTBRUNE [14].

Toutefois, les caractères cellulaires sont généralement assez identiques, même pour des espèces très différentes. De plus, ils

varient avec l’âge de la culture et la nature du milieu nutritif utilisé. Le seul examen microscopique des cultures pures apparut done tout de suite insuffisant pour la détermination des Levures.

La notion d'espèce se précisa considérablement avec les belles recherches d'HANSEN [82]. Le savant mycologue danois étudia le polymorphisme cellulaire, la formation des voiles, la sporulation, l'influence de la température et le comportement des espèces visà-vis des principaux sucres (monoses, bioses, trioses), Il fit connattre un ensemble de caractères spé. ifiques persistant à travers les variations. « En y regardant de près, écrivait-il, les Levures sont à peine plus variables que les végétaux supérieurs, mais leur génération se produit avec beaucoup plus de rapidité et par suite, les phénomènes de variation apparaissent beaucoup plus vite. » Les méthodes dichotomiques préconisées par HANSEN ont apporté aux études sur les Levures, une précision inconnue dans les recherches analogues sur les autres groupes mycologiques. L'étude des caractères des colonies géantes des espèces, proposée par LINDNER [#4, a], complète les méthodes d'HANSEN.

Jusqu'à cette époque, le problème de l’origine des Levures, déjà envisagé au début de cet historique, faisait l’objet d’hypothèses purement théoriques et souvent contradictoires. HANSEN [32, à, b, f, j] étudia d’abord la circulation du Saccharomyces apiculatus dans la nature, puis il étendit ses observations aux espèces sporogènes et montra que les Levures séiournaient, pendant l'hiver, à l’état de vie latente, dans le sol des vignobles, des jardins et des vergers et se rencontraient toujours dans les poussières de l'air, pendant l'été, de juin à octobre. Il les considéra comme des Champignons autonomes. Les recherches de BERLESE et celles de MuLLER- TaurGAU aboutirent à des conclusions analogues. En 1883, BouTroux [6] constata que les insectes jouaient un grand rôle dans la prepagation des Levures.Mais ces résultats furent critiqués par HANSEN. Plus récemment, ScHœŒLLHORN [74] montra que les nectars des fleurs pouvaient servir d'habitat aux Levures. Toutefois, cet auteur ne rencontra que des Torula, c’est-à-dire des Levures asporogènes et ne faisant fermenter que les monoses.

HANSEN [32, c] avait constaté que la sporulation est un phénomène très général ; il assimila la cellule sporifère à un asque etrangea les Levures dans le groupe Ascomycètes. Mais cette hypothèse,

déjà soutenue par REss [66] et DE Bary [4], reposait sur des bases peu solides car la structure des cellules était très mal connue. La question du noyau, notamment, était très discutée et certains auteurs soutenaient que les Levures avaient un noyau diffus, comme les Bactéries.

En 1901, sur diverses Levures (S. ellipsoideus, pastorianus, cerevisiae), GUILLIERMOND [29, a] montra l’existence d’un noyau possédant une structure différenciée comparable à celle des noyaux décrits chez les Ascomycètes supérieurs. D'autre part, il décrivit [29, b] sur les Schizosaccharomyces octosporus et pombe des cas typiques de conjugaisons isogamiques accompagnées de fusion nucléaire. La zygospore devient la cellule-mère de l’asque, le noyau se divise par deux mitoses successives et les asques apparaissent, Ces importants résultats permirent de classer définitivement les Levures dans le groupe des Ascomycètes et mirent fin aux controverses sur leur origine, en montrant qu'elles sont autonomes.

A la même époque, BARKER [3], signala un acte sexuel analogue dans une autre Levure et créa le genre Zygosaccharomyces. L’existence d’une sexualité à l’origine des asques a été retrouvée depuis, par GUILLIERMOND [29, i], sur diverses espèces, comme les Schizosaccharomyces mellacei et Zygopichia Chevalierti.

Mais le phénomène n’est pas général et beaucoup d’autres Levures, comme le Saccharomycodes Ludvigii et Saccharomyces Johanisbergensis IT forment directement des asques, sans fusion préalable entre deux cellules végétatives. En 1903, GUILLIERMOND [29, e] montra que les ascospores de Saccharomycodes Ludvigii se conjuguent deux à deux au moment de leur germination. Il établit, d'autre part, que cette fusion est accompagnée d’une caryogamie. En 1905, il retrouva un acte sexuel identique sur le Saccharomyces Johanisbergensis 11. Mais à cette époque, on ne connaissait pas d'exemple d’Ascomycètes présentant une telle sexualité. Les deux Levures précédentes furent considérées comme des cas aberrants et les résultats de GUILLIERMOND furent d’abord critiqués par DANGEARD [16], puis Knrep [88]. Mais ce mode de sexualité est extrêmement répandu et fut retrouvé successivement par MarcHAND [49], NEGRoNI [59], Caprrain [8] et Rexaup [67, a] sur des Levures isolées de milieux très variés.

Dans le cas du Saccharomycodes Ludvigii toutes les ascospores

se conjuguent, deux à deux, au moment de la germination. Mais dans toutes les autres espèces, une certaine proportion d’ascospores germent directement et donnent naissance à de petites cellules haploïdes qui, pendant longtemps, ne retinrent pas l'attention. Kruis et SATAWA [40], WiINGE [85] et GUILLIERMOND [29, n. 0] ont étudié successivement le devenir de ces cellules et constaté qu’elles se fusionnent bientôt, deux à deux, pour former des zygospores identiques à celles qui résultent de l’union des ascospores.

Récemment, WiNGE et LAUSTSEN [86, b, c] ont montré que l'acte sexuel pouvait s’accomplir entre deux ascospores provenant de races différentes et donnait naissance, dans ce cas, à une nouvelle race hybride.

Les phénomènes sexuels jouent donc un rôle fondamental dans l’évolution des espèces. Ils servent de base à la phylogénie des Levures établie par GUILLIERMOND [29, n, 0].

En marge des travaux précédents sur la biologie générale des Levures, depuis les découvertes de Pasteur jusqu’à nos jours, de nombreuses recherches ont été faites sur les Levures du vin et leur rôle dans la vinification. PASTEUR [63, b] lui-même écrivait en 1876: « Le goût, la qualité du vin dépendent certainement pour une grande part de la nature spéciale des Levures qui se développent au cours de la fermentation de la vendange... ». En 1884, dans une note à l’Académie des Sciences «.. Sur la puissance de la Levure des vins cultivée..», RoMIER signalait que les vins issus des Levures pures étaient plus riches en alcool que ceux produits par la vinification naturelle. En 1888, Marx [52], à la suite d’une étude sur les Levures des meilleurs vins français, montrait la multiplicité des races et préconisait la vinification par Levures pures.

Les travaux de nombreux auteurs, comme MaARTINAND [51], Forri [25], Muzzer-TaurGAU [55, a, b], WorTMANN [88], Aner- HOLD [1], Kayser [36], OsrerwALDER [62, a, b], CHopar et LENDNER [12], Musso [56], Nirescu [60], SreINxER [79], aboutirent à des conclusions analogues. Toutefois, désireux surtout d’obtenir des résultats présentant un intérêt pratique, tous ces auteurs s’intéressèrent plus spécialement aux propriétés chimiques des ferments

Thèse Renaud. 2

isolés. On doit à SEMICHON [78] un intéressant travail sur la sélection physiologique des ferments par l’alcool élaboré au cours de la Vinification. Au départ de la fermentation, il existe deux catégories de Levures dans les moûts de raisins : les Levures apiculées et les Levures elliptiques. Les premières très abondantes, se reconnaissent aisément par leurs cellules en forme de poire ou de citron. Elles sont considérées comme de mauvaises Levures au point de vue du rendement alcoolique et de la qualité des produits fermentés. Les secondes, de forme généralement elliptique, sont beaucoup moins nombreuses. Lorsque la concentration alcoolique atteint 40, le pouvoir antiseptique de l’alcool arrête le développement des Levures apiculées et la vinification se poursuit exclusivement par les Levures elliptiques. L'action de l’alcool peut donc être utilisée pour éliminer Les Levures apiculées. En mélangeant par exemple du vin avec le jus de raisins en proportions convenables, on amènera d’emblée la concentration alcoolique à 49, et toute la fermentation sera assurée par les Levures elliptiques. Ce type de fermentation est connu sous le nom de «fermentation super-quatre ». Malheureusement SEMICHON n’a pas cherché à caractériser avec précision les Levures elliptiques, installées dans le milieu à partir de 4° d’alcool.

On a vu précédemment l'importance fondamentale que présentent les phénomènes sexuels dans la classification. Or, aucun des auteurs mentionnés ne s’est intéressé à la question. Les données morphologiques trop incomplètes, ne permettent pas de comparer et de rapprocher fructueusement les espèces décrites. Il en résulte qu'actuellement, au point de vue biologique, la microflore des Levures du vin est encore peu connue.