I. Revue gén. des Sciences, mars igoa

a. Delage, Les théories de la fécondation, Revue gén. des Sciences, l5 octobre 1901.

La fécondation a un double but : 1° mettre l'œuf mûr en état de se développer et de former un être nouveau, c'est-à-dire déterminer l'embryogenèse ; 2" donner à cet être nouveau deux parents (au lieu d'un seul comme dans la reproduction agame et la parthénogenèse) c'est-à-dire introduire dans son évolution Vamphimixie avec les avantages d'une double lignée ancestrale.

Et le savant professeur réserve naturellement le rôle du spermatozoïde dans l'amphimixie quand il attribue à cet agent une action déshydratante qui facilite le développement de l'ovule.

Le passage précédemment cité de l'article de M. Delage donne un exemple des considérations finalistes dont on entoure toujours l'explication de la fécondation. L'influence de Weissmann a été néfaste à cet égard. On dit couramment que l'ovule mûrit, élimine une partie de sa substance, pour pouvoir accueillir dans son sein un spermatozoïde et assurer ainsi à l'être futur les avantages de l'amphimixie. Je crois que ce langage a pour résultat de complicpaer inutilement le problème ; il est possible, dans l'état actuel de la science, de poser la question de la maturation sans recourir à l'argument téléologique.

Qu'est-ce que la maturation, quand il s'agit des éléments sexuels?

On fait à cette question des réponses différentes, suivant que l'on se place au point de vue histologique ou au point de vue embryologique ; mais, avant les expériences de Loeb, on s'accordait à dire que, dans les cas de sexualité vraie (je laisse intentionnellement de côté les cas de parthénogenèse partielle ou facultative) ro\'ule devenu mûr a perdu la faculté d'assimilation (c'est cette faculté d'assimilation que M. Delage appelle le pouvoir de déterminer l'embryogenèse), et q\i'il ne peut la recouvrer que lorsqu'il est fécondé par un spermatozoïde également incapable d'assimilation. L'assimilation, ou augmentation de la quantité des substances vivantes d'un élément cellulaire est, sans contredit, un phénomène chimique; elle résulte des réactions qui se produisent, dans l'intimité de la substance vivante, entre cette substance vivante elle-même et les éléments chimiques venus de l'exlé-

Le Da.ntec. — Le connaissaLle. i4

a 10 Les limites du connaissable

rieur à son contact. Si donc l'ovule mûr est incapable d'assimilation dans un milieu qui contient toutes les substances chimiques nécessaires, c'est évidemment que les éléments indispensables aux réactions assimilatrices ne se trouvent plus tous réunis à son intérieur, et cela peut se produire de deux manières : i° soit que la substance active de l'ovule ne soit plus de la substance vivante complète, c'est-à-dire qu'il y manque certains éléments existant normalement dans une cellule de l'espèce considérée ; alors la maturation de l'ovule serait essentiellement un phénomène chimique, une destruction partielle de la substance vivante ; 2° soit que l'état particulier dans lequel se trouve l'ovule empêche les échanges osmotiaues avec l'extérieur et qu'ainsi une substance vivante chimiquement complète soit dans l'impossibilité d'assimiler parce que les éléments nécessaires existant dans le milieu ne peuvent plus venir à son contact ; alors la maturation de l'ovule serait essentiellement un phénomène physique \

C'est la grande question de la Biologie que de savoir distinguer, dans une manifestation quelconque de la vie cellulaire, quelle est la part des phénomènes chimiques et des phénomènes physiques, et cette question est d'autant plus complexe que ces deux ordres de phénomènes retentissent fatalement les uns sur les autres. Que l'on s'arrête à l'interprétation chimique ou à l'interprétation physique de la maturation de l'ovule, on comprend également le rôle du spermatozoïde dont l'introduction rend l'assimilation possible, soit en complétant chimiquement les substances vivantes de l'ovule par l'apport de substances mâles qui y manquaient, soit en y introduisant un organe nouveau (centrosome déterminant les échanges avec l'extérieur (?) ; pronucléus déshydratant enlevant l'excès des liquides nuisibles à l'osmose (?), etc.). Le fait donc d'avoir constaté que le spermatozoïde, en entrant dans l'ovule mûr, y rendait l'assimilation possible, laissait, par conséquent, entière la question de savoir si la maturation de l'ovule est un phénomène chimique ou un phénomène physique. Les expériences de Loeb et Delage ont-elles résolu la question dans un sens ou dans l'autre.^ En y regardant de

I. Ce serait un phénomène physique même si c'était l'existence d'une substance chimique donnée à son intérieur (substances inhibitrices) qui arrêtait les échanges en modifiant les propriétés osmotiques de l'ovule.

près, nous verrons qu'il est impossible de l'admettre, malgré l'apparence contraire.

Je laisse de côté l'hypothèse d'une action spécifique des ions métalliques des solutions salines. Loeb a successivement abandonné et repris cette manière de voir et d'ailleurs les expériences de Bataillon sufEsent à prouver que la parthénogenèse artificielle peut s'obtenir en dehors d'une intervention métallique.

Loeb et Delage sont d'accord pour attribuer une importance considérable à la concentration de la solution saline employée, mais ils ne sont pas d'accord sur l'équivalence des solutions isotoniques comme agents déterminants de la parthénogenèse artificielle ; les expériences entreprises par Delage sur le rôle particulier du chlorure de manganèse ne sont d'ailleurs pas encore terminées.

Quoi qu'il en soit, il est bien établi que, sous l'influence de certaines actions purement physiques, un ovule peut se développer sans fécondation, \oici la conclusion de Delage dans son dernier Mémoire * :

L'œuf est dans un état d'équilibre instable, et une excitation convenable, mais non spécitique, suffit à le déterminer à se développer. Indépendamment des solutions salines employées par Loeb, la parthénogenèse peut être produite, non seulement, comme l'avait reconnu Loeb, par des agents chimiques ne modifiant pas la pression osmollque, ou même par des solutions salines hypotonlques, mais aussi par un agent physique, la chaleur, appliquée â un degré déterminé et à un moment précis de la vie de l'œuf. Les actions de la chaleur, d'HGl et des solutions salines s'ajoutent, ce qui prouve qu'eUes ne sont pas de même nature, chacune étant employée à son optimum.

Faut-il conclure de tout cela que la maturation de ro\'ule est un phénomène physique? que, si l'ovule mûr est incapable d'assimilation, c'est uniquement à cause d'un état physique particulier, d'un équihbre instable, comme dit M. Delage, qu'une excitation (?) convenable suffit à faire disparaître ? Si l'on se reportait uniquement aux expériences dont

I. Delage, Études expërimcnlales sur la inaluralion cyto[)lasmicjuo et sur la parlhénogéaèse arliticielle chea Les EcliinoJermes, Arc/i. de /.ty^. exp. et gén., 1901.

aiâ LES LIMITES DU CONNAISSABLE

il vient d'être question, on pourrait, en effet, être tenté de l'admettre ; mais il ne faut pas oublier qu'il y a d'autres 'observations sur les produits sexuels et que ces observations mettent en évidence d'une manière indiscutable une différence chimique entre l'ovule et le spermatozoïde. Je me contenterai de signaler à ce point de vue les caractères sexuels secondaires si différents dans les deux sexes et qui résultent certainement des excréta des glandes génitales. Y aurait-il donc contradiction entre les i'aits nouvellement découverts et ceux qui étaient connus autrefois ? Il est évident que si l'ovule est mûr et incapable de se développer parce qu'il a perdu une certaine partie, chimiquement définie, de sa substance vivante, savoir l'ensemble de ses éléments mâles, une action purement physique ne saurait lui rendre la capacité d'assimilation. Mais il suffit d'examiner de près les résultats des dernières expériences de M. Delage pour se rendre compte de l'importance énorme du degré de maturation dans la réussite de la parthénogenèse artificielle. Et c'est là qu'est, je crois, le nœud de toute la question.

Considérons, en effet, un ovule en voie de maturation. Si la maturation est une destruction progressive des substances mâles de la cellule (destruction dont la cause nous échappe encore), on comprend que, suivant le temps pendant lequel agit la cause destructive, cette maturation peut aller plus ou moins loin. Lorsque cette destruction s'arrête de bonne heure, il peut rester encore dans la cellule une quantité suffisante de substances mâles, et alors l'ovule, incomplètement mûr, est encore capable d'assimilatian ; il y a parthénogenèse naturelle. Chez certains êtres, à certaines époques, il se produit normalement des ovules ayant subi peu ou pas de maturation (œufs parthénogénétiques). Chez les abeilles, la maturation s'arrête toujours assez tôt pour que, d'une part, la partie de l'ovule encore compensée par des substances mâles puisse se développer par elle-même (faux-bourdons), et que, d'autre part, il y ait une quantité de substances femelles non compensées suffisante pour expliquer l'introduction d'un spermatozoïde et la formation d'un œuf fécondé (ouvrières et reines) \ Chez VAsterias (jlacialis la maturation n'est pas

I. Le Dantec, L'Hérédité du sexe, in U Unité dans l'Etre vivant. Paris. F. Alcan, igoi.

toujours complète; certains ovules, arrivés au terme de la destruction maturative, sont encore capables d'assimilation ; mais ils contiennent trop peu de substance mâle pour que leur développement aille bien loin ; la parthénogenèse naturelle ne conduit ces ovules qu'à un stade embryonnaire peu avancé.

Cela suffit à prouver qu'il y a toute une série de phases intermédiaires entre la maturation totale et la parthénogenèse naturelle. Quelles sont les causes qui font mûrir l'ovule, c'est-à-dire qui détruisent progressivement toutes ses substances mâles, nous ne le savons pas encore ; mais nous trouvons une explication fort simple des expériences de MM. Loeb, Delage, etc., dans le fait que l'intervention d'une cause physique, comme par exemple, la déshydratation par une solution saline, arrête la maturation ; ainsi, telle cellule qui, dans les conditions où elle se trouvait avant l'intervention, était en train de devenir un ovule mûr, incapable d'assimilation, verra arrêter plus tôt la destruction de ces substances mâles et sera susceptible de parthénogenèse. Telle cellule, arrêtée à un stade analogue à celui qui est normal chez les abeilles, sera susceptible soit de parthénogenèse, soit de fécondation. Je vais montrer que cette interprétation est complète; voici les conclusions de M. Delage:

Il existe pendant la vie de l'œuf un moment critique, celui où, pour la première division maturative, la membrane nucléaire se détruit et laisse diffuser le suc nucléaire dans le cytoplasme. A ce moment, qui est celui où la fécondation mérogonique du cytoplasme devient possible chez Asterias, les agents de la parthénogenèse sont particulièrement efficaces. C'est un point singulier dans la courbe physiologique de l'œuf, où la moindre action disturbante peut le faire verser dans la parthénogenèse.

Ciiez l'oursin, la parthénogenèse expérimentale se produit après la maturation complète et, malgré la réduction chromatique quantitative, le nombre normal de chromosomes se retrouve le même dans la larve sans père que dans celle provenant d'un œuf féconde. Cela confirme une conclusion de mes expériences antérieures d'après laquelle la thèse de l'individualité des chromosomes de Rabl et Boveri est insoutenable et doit faire place à ma théorie de l'autorégulation de ce nombre par action spécifique de la cellule.

Chez l'Astérie, la parthénogenèse expérimentale a lieu, le plus souvent, sinon toujours, après expulsion d'un globule polaire et

2l4 LES LIMITES DU C0NNAIS6ABLE

les agents déterminant la parthénogenèse agissent en inhibant le 2' globule et plaçant ainsi l'œuf dans les conditions habituelles de la parthénogenèse naturelle.

Toutes ces conclusions sont d'accord avec rinterprétation que je "siens de donner, mais j "ai souligné intentionnellenrient les mots après la maturation complète, dans le passage relatif à l'œuf d'oursin. Il faut s'entendre sur la signification des mots. Les histologistes accordent naturellement une importance prépondérante aux phénomènes ^^ur^ delà cellule, et considèrent, par suite, comme produisant la maturation définitive, les modifications observables dans la cellule au cours de cette maturation, savoir : principalement la disparition de la vésicule germinative et la formation des globules polaires, c'est-à-dire, l'apparition de deux divisions consécutives sans phase de repos intermédiaire. Chez l'Oursin, dont il est question ici, il est certain, en efîet, que ces deux phénomènes se produisent au cours de la maturation ; mais rien ne prouve que la maturation, telle que nous l'avons définie plus haut, soit terminée aussitôt qu'ils ont eu lieu. Au contraire, l'ensemble des résultats mêmes de M. Delage prouve que cette maturation continue ancore chimiquement après qu'ont pris fin les phénomènes histologiques\ Ce que M. Delage appelle un moment critique dans la vie de l'œuf, c'est précisément celui où, la maturation chimique étant en train de s'opérer, les agents extérieurs des expériences de Loeb peuvent l'arrêter. Avant que la maturation soit commencée et après qu'elle est chimiquement terminée, l'influence de ces agents est nulle.

Tous les résultats des expériences de parthénogenèse artificielle se comprennent donc admirablement dans l'hypothèse, suggérée par d'autres faits, d'une maturation chimàque de l'ovule consistant en une destruction progressive des substances mâles ^ Si la maturation est terminée, il faut que le

1. De même que pour le spermatide qui subit encore des modifications pour devenir spermatozoïde.

2. Quelques mois après la publication du présent article dans la Eevue générale des Sciences, M, Delage a refait des eipériences enemplojrani

APPENDICES a I 5

spermatozoïde apporte à l'ovule les substances mAles qui lui manquent, et Ton voit alors que le rôle déshydratant du pronucléus mâle n'a rien de commun avec Tac lion des solutions de Loeb. Si la maturation est arrêtée avant que toutes les substances mâles soient détruites (et ceci peut se produire naturellement ou artificiellement) il y a parthénogenèse et cependant possibiUté de fécondation' à cause de l'existence d'une certaine quantité de substance femelle non compensée ; (c'est ce qui se produit normalement chez l'abeille) ; enfin, s'il n'y a pas maturation du tout, il y a parthénogenèse sans possibilité de fécondation. Le nombre des réussites dans les expériences de parthénogenèse artificielle doit varier suivant l'état dans lequel se trouvent les ovules au moment où on les traite par des agents capables d'arrêter la maturation. Or, c'est précisément ce que prouvent les expériences déjà faites et il y aura lieu de reprendre ces expériences, au printemps prochain, avec des ovules dont on connaîtra exactement le degré de maturation. Par exemple, pour les œufs de VAsterias glacialis, on pourra légitimement admettre que la disparition de la vésicule germinative marque un point précis dans les processus de destruction chimique et cela donnera un bon point de départ.

Ce phénomène morphologique de la disparition de la vésicule germinative est, d'ailleurs, fort intéressant par lui-même ; il y a deux ans déjà, j'en signalais l'importance dans l'explication de la fécondation mérogonique : « La substance

l'acide carbonique au lieu de solutions salines et il en a résumé les résultats dans les C. H. Acad. des Se. (20 octobre 1901). Dans cette publication, le savant professeur abandonne sa première théorie de l'excitation et adopte une explication analogue à celle que je donne ici : « ... ce « qui se produit, dans le cas de VAsteria tout au moins, c'est une « action inhibitrice, un arrêt dans la division commencée. C'est en eflet « au moment où les œufs sont en voie de division pour l'expulsion des « globules polaires que je les place dans le réactif, et là la division « s'arrête, par suite d'une action non excitante, accélératrice, mais au « contraire inhibitrice, stupéfiante ; il y a suspension de l'activité caryoci-

« nctique Les agents parthénogénétiques, quels qu ils soient, agissent

« comme des poisons temporaires... »

1. Et alors, ainsi que le montrent ks expériences de .M. Delage, l'œuf fécondé, contenant /;/hs de substance vivante que l'œufparlhénogénétique correspondant, donnera naturellement un développement plus rapide.

a. L'équivalence des deux sexes dans la fécondation, lievue gén. des Sciences, 189g, n° aa, p. 8Ga.

2l6 LES LIMITES DU CONN.VISSABLE

nucléaire dont une grande partie au moins, nous l'avons vu, pendant la karyokinèse, se trouve mélangée au cytoplasma et, dans l'ovule, reste mélangée au cytoplasma. »

M. Delage adopte cette manière de voir dans son dernier Mémoire : « Le cytoplasme fécondable de Toeuf en voie de maturation diJEfère, dit-il, du cytoplasme non fécondable de l'œuf non mûr, par la pénétration du suc nucléaire à son intérieur. » ÇOp. cit., p. 28g.) C'est là ce que le savant professeur appelle la maturation cytoplasmique. Il me semble qu'il y a encore autre chose dans la maturation cytoplasmique ; je ne vois, en effet, aucune raison pour admettre que la maturation chimique se produise dans le noyau seul ; je crois, au contraire, que les causes qui déterminent la maturation dans le noyau doivent en même temps la produire dans le protoplasma, et c'est même à cela qu'est due, àmon avis, la disparition progressive de la vésicule germinative. Qu'estce, en effet, que la membrane nucléaire, sinon un état particulier de la substance du noyau, au contact de la substance du cvtoplasma? Et il est tout naturel que, la substance du noyau et celle du protoplasma subissant à la fois le phénomène de la maturation, leur séparation ne reste plus comparable à ce qu'elle était auparavant ; il y a donc, alors, mélange entre les substances mûrissantes du cytoplasma et du noyau'. Ces considérations m'empêchent d'admettre la conclusion de M. Delage : « Que la pénétration du suc nucléaire dans le cytoplasma est nécessaire, peut-être pour empêclier l'oeuf de se développer parthénogénétiquement, sûrement pour fournir au pronucléus mâle l'eau nécessaire à son évolution dans l'œuf, w

Les phénomènes figurés qui accompagnent la maturation de l'oATile doivent être considérés bien plutôt comme une conséquence de la maturation que comme la cause même de cette maturation ^ Il est probable que, si M. Delage avait réussi, comme il l'a essayé, à crever la paroi de la vésicule germinative, il n'aurait pas, pour cela, mûri le cytoplasme

I. C'est k une maturation analogue que j'ai attribué la disparition de la membrane nucléaire dans les karyokinèses normales (v. L'hérédité clef des phénomènes biologiques, Revue gén. des Sciences, juUlet 1900).

a. Y. Les éléments figurés de la cellule et la maturation des produits sexuels, Revue scient., 1900.

de l'ovule. La paroi de la vésicule germinative devient perméable, non pas pour que le cytoplasma mûrisse, mais parce que l'ovule tout entier est le siège du phénomène de la maturation.

Quant au nombre des chromosomes, il soulève une question qui n'a aucun rapport avec le déterminisme de la parthénogenèse artificielle*.

Je voudrais avoir montré, dans ces quelques pages, que les expériences de Loeb, Delage, etc., loin d'enlever de sa valeur à l'ancienne conception de la fécondation, lui donnent, au contraire, une force nouvelle, pourvu que l'on s'en tienne à des explications dépourvues de finalismc et que l'on renonce à faire intervenir dans les phénomènes des excitations mystérieuses qui rappellent les forces catalyliqucs de l'ancienne chimie.

I. V. Deux étals de la substance vivante, C. R. Acad. des Sciences, a 8 octobre 1901.