COMPOSITION CHIMIQUE DES PLANTES

Tissu organise des végétaux. — Tissa cellulaire. — Tissu vasculaire , tissu ligneux , etc. — Observations microscopiques.— Cellulose, propriétés physiques, ivoire végétale (phytelephas) y lichen dislande. — Tissus textiles (lin, chanvre, coton, phormium tenax, agave, etc.). — Cellulose et amidon. — Coloration par l'iode , désorganisation par le chlore. — (Décoloration des tissus et du papier par cet agent.) — Composition chimicnie de la cellulose. —Altération de la cellulose. — Albumine végétale. ««- Azote dans l'économie végétale.

Les végétaux et tous leurs organes sont composés d'uu tissu qui n'est que l'assemblage de cellules juxtaposées; on a donné à cette réunion de cellules le nom de tissu cellulaire (utriculaire quelquefois). Tous les organes des végétaux sont donc composés de tissu cellulaire ; or, il est inutile

d'ajouter, pour l'intelligence de ce fait, que le tissu cellulaire est le squelette, la charpeute du végétal. Le tUsu cellulaire est formé de cellules, mais ces cellules varient infiniment par leur forme, leur adhérence, l'épaisseur de leurs parois. Ce sont ces différences qui ont fait diviser le tissu cellulaire en tissu cellulaire proprement dit , en tissu vasculairc et en tissu ligneux.

Le tissu cellulaire proprement dit est formé de cellules généraleineut arrondies; c'est lut qui sécrète les difierens principes immédiats, tels que la fécule, la marmite, Vinuline, le sucre, etc.

Le tissu vasculaire est formé par la réunion de cellules allongées, communiquant les unes dans les autres et formant des tubes plus ou moins serrés , plus ou moins ténus , servant de méat aux fluides nourriciers du végétal. On distingue aussi dans les végétaux les vaisseaux propres , qui font nécessairement partie du tissu vasculaire et qui sécrètent des sucs propres.

Le tissu ligneux est formé par la réunion de cellules allongées qui communiquaient autrefois entre elles , nuis qui sont remplies de matière incrustante et offrent ainsi une grande ténacité ; le tissu ligneux n est autre chose que du tissu vasculaire ayant vieilli, cesi-à-dùre ajant cessé de fonctionner et séant oNitéré (i> Le tissu «gueux

(1) De là il est

constitue le bois proprement dit (ligneux de quelques chimistes) , et les fibres tenaces du chanvre, du lin, de l'agave, du phormium tenax, etc. C'est à cette matière incrustante, dont nous venons de parler, et qui diffère un peu par sa nature du corps de la cellule, que ces fibres doivent leur dureté et leur inaltérabilité.

Toutes les cellules, de quelque nature qu'elles soient (propres, vasculaires, ligneuses), comprennent entre elles des espaces ou vides plus ou moins grands, qu'on a appelés espaces ihtercellulaires ; tantôt ces espaces sont remplis de matière incrustante , tantôt ils sont vides ou remplis d'air. Le tissu cellulaire de la pomme nous en offre un exemple frappant : en effet, si l'on vifent à comprimer entre les doigts un quartier de ce fruit, on le verra devenir plus opaque qu'auparavant; si Ton en met un morceau sur l'eau, on le verra surnager. Quelquefois on trouve dans les espaces intercellulaires des principes immédiats particuliers , tels que la résine , la gomme , les huiles essentielles.

Pour donner une idée de l'état sous lequel ces principes immédiats se trouvent dans les cellules

aubier, cœur ou bois proprement dit. Le liber comprend la masse des vaisseaux (cellules vasculaires); l'aubier est formé de la réunion des cellules vasculaires commençant à s'oblitérer, et, le cœur, les cellules ligneuses ou cellules vasculaires entièrement oblitérées et remplies de matière incrustante. (Note des Rédacteurs.)

fr

végétales , il ne sera pas déplacé de dire ici quelques mots de l'accroissement régulier des cellules, qui nous explique parfaitement l'accroissement successif du végétal tout entier , des couches du bois, etc.

On peut dire qu'il n'y a point de partie du végétal qui ne commence à priori par être une cellule. Selon le mode d'accroissement, on distingue à quelle sorte de tissu elle appartient. Tantôt on distingue au microscope des utricules ou cellules infiniment petites nager dans un liquide contenu dans l'enveloppe de la cellule, et qui bientôt viennent s'ajouter à celle-ci et la grossir d'autant; de sorte que la cellule croît du centre h la circonférence (1). Ce fait s'observe très bien dans la racine du dattier. Feu à peu toute la partie liquide que contenait la cellule a formé autant d'élémens qui doivent s'ajouter à celle-ci et la remplir tout-à-fait ; dans ce cas nous avons affaire à une cellule ligneuse. Tantôt la cellule a tout-à-fait la forme d'une petite outre, ses parois sont très minces, et contient un liquide dans lequel nagent des petits globules opaques (a). Cela dénote une

(1) Ce fait est très facile à remarquer dans la souche des iridéet , des crocus, etc.

(2) Il eu est de même pour les liquides qui sont contenus dans les vaisseaux propres et dans les espaces intercellulaires. Lorsqu'on examine au microscope le suc jaune contenu dans la racine de l'éclairé (chelidonium, famille des papavéracéil), ou voit de petits globules colorés nager dans un

cellule proprement dite, comme celle de la pomme de terre , et tous les petits globules en question sont autant de grains de fécule. Quand la cellule est déforme allongée, qu'elle communique avec une autre par un des points de sa surface, et qu'on remarque dans ce conduit un liquide incolore ou même visqueux (i), on peut en conclure qu'on a affaire à une cellule vasculaire ou à un vaisseau. Nous dirons enfin qu'on nomme trachées des petits vaisseaux très ténus qui servent à conduire de l'air dans diverses parties de la plante : ces trachées ont quelque analogie avec les trachées des insectes; elles sont très remarquables même à l'œil nu dans les feuilles des moscharis.

La forme des cellules varie h l'infini , et cette forme vient aussi expliquer leurs fonctions. Ainsi , dans les feuilles, organes respiratoires de la plante, elles sont très irrégulières , de sorte qu'elles présentent de grands espaces intercellulaires dans les-

liquide incolore. Ce suc , que nous avons reconnu être de nature gommo-résineuse , vient expliquer comment toutes les gommes résines se trouvent sécrétées dans le végétal, et comment venant, sous forme laiteuse, à exsuder de la plante, elles se concrètent à l'air, en abandonnant le liquide qui leur servait de véhicule.

(1) Lorsque le liquide contenu'dans les vaisseaux est incolore, c'est de la sève ascendante, c'est-à-dire se rendant dans les organes respiratoires de la plante pour s'y charger de principe nutritif ; et lorsqu'il est visqueux , c'est de la sève descendante, c'est-à-dire, qui a subi l'acte respiratoire et s'est chargé de principe vivifiant (cambium).

quels l'air peut circuler; dans Tépiderme , au contraire, elles sont irrégulières, mais s'enchevêtrent les uns dans les autres de manière à donner à ce tissu plus de force et plus de résistance (i).

L'état d'agrégation des cellules est, disons-nous, très varié. En effet, tantôt l'épaisseur de la paroi d'une cellule est plus grande que l'espace intercellulaire, et tantôt l'c3pace est beaucoup plus grand que toute la cellule : ce fait, que nous démontre l'observation au microscope, explique la nature dure de certains bois et de quelques périspermes , ainsi que l'état mou et peu résistant de quelques feuilles et de certains fruits, etc. Ainsi, le périsperme du fruit d'une certaine espèce de palmier est d'une si grande agrégation et offre une telle dureté, qu'on s'en sert en tabletterie pour les mêmes usages que l'ivoire, avec lequel il a une grande analogie , surtout sous le rapport des propriétés physiques ; c'est ce qui lui a fait ddhner le nom de phjrtelephas (cjutov, plante; eXecpaç, dent d'éléphant, ivoire), ou ivoire végétal. On en fait aux colonies des pommes de cannes, des tabatières, des petits vases, des dames à jouer, etc. Ce fruit a la grosseur d'un œuf.

(1) L'épiderme, dans quelques végétaux, avait besoin de présenter cette résistance et cette imperméabilité. En effet, comment les cactus et autres plantes grasses qui croissent sous la zone torride, retiendraient-ils l'eau qu'ils contiennent en abondance , s'ils n'étaient protégés par un épiderme de cette nature? (M. Paten , cours de 1939.)

La membrane cellulaire des lichens d'Islande (cetraria lslandica) est, au contraire, tellement molle et désagrégée, qu'à l'aide de l'ébulliiion dans l'eau elle procure une gelée qu'emploient souvent les pharmaciens, après avoir enlevé a celte plante son amertume par un lavage à l'eau ou à l'esprit de vin. Ce sont des lichens d'une nature analogue, recouverts par la neige de la Laponie, qui servent d'aliment aux rennes. Enfin les poires nous montrent , dans les matières dures et pierreuses qu elles contiennent souvent, combien le tissu cellulaire est susceptible d'agrégation.

Malgré les variations innombrables que nous présente la membrane végétale dans ses caractères physiques , elle est on ne peut plus simple dans sa composition chimique. Quelle que soit la nature des cellules qui la composent, c'est constamment le même corps , avec les mêmes propriétés chimiques; en un mot, c'est de la cellulose. Le nom de cellulose, que lui donna M. Dumas, ne fut pas trouvé exact dans le principe, parce qu'on pensait que les vaisseaux, les fibres ligneuses n'étaient point des cellules ; aujourd'hui on ne saurait trop reconnaître la justesse de cette dénomination. Ainsi , il est facile d'expliquer pourquoi les chimistes ont cru voir dans divers tissus végétaux des corps différens, et l'abus des noms qu'ils leur ont donnés. C'est ainsi qu'on devra faire disparaître de la nomenclature les noms de fungine, de liche-

nine, de lignine qui avaient été donnés h la membrane cellulaire (cellulose) des champignons , des lichens , du bois, etc.

Revenons aux sécrétions végétales. Si l'organisation de la charpente végétale nous offre quelque analogie avec celle des animaux , les sécrétions et les produits sécrétés ne nous offriront pas moins de contrastes frappans. L'albumine végétale est identique à l'albumine animale (blanc d'œuf, albumine du sang) ; le gluten est une substance appelée quelquefois avec raison végéto-animale , et comparable au caséum ; on le rencontre dans les cellules du périsperme des céréales, et notamment du froment.

L'amidon, renfermé dans les cellules des pom* mes de terre, des tubercules d'oxalis crenata, etc., offre la plus grande similitude avec la cellulose- L'inuline est un principe immédiat renfermé dans les cellules des dahlias , des topinambours, de Hnula helenium; elle est analogue à la fécule; le sucre de cannes est contenu dans les racines de betteraves , dans l'arundo saccharifera (canne & sucre) ; la glucose (sucre de raisin) dans les malléoles des fruits sucrés, du raisin notamment : c'est un des produits de la désagrégation de la cellulose et delà fécule. Enfin les matières colorantes, les huiles fixes et essentielles, les alcalis végétaux , et même les sels minéraux , sont renfermes dans les cellules qui composent la charpente plastique des végétaux*

Comme ou le voit, non seulement les plantes sécrètent des alcalis végétaux, mais elles renferment aussi des alcalis minéraux et des sels qu'elles ont puisés dans le sein de la terre et qu'on retrouve par l'incinération (i). Mais ce qu'il y a de plus remarquable , c'est la cristallisation de quelques uns de ces sels qu'on retrouve parfois dans l'économie végétale 9et qui est modifiée par l'état cellulaire de l'organe sécréteur. Ce fait intéressant a été communiqué dans ces. derniers temps par M. Payen à l'Académie des sciences. Un physiologiste allemand, Meyer, avait constaté, sous l'épiderme de quelques espèces de figuier, par conséquent dans l'épiderme même de la feuille, 'des masses de substances minérales cristallisées. M. Payen a étudié l'origine, la nature et la distribution de ces substances , et de plus il a découvert *jue la nombreuse famille des urticées offre plusieurs exemples de ces concrétions (feuilles des lauriers , pariétaire , figuier, etc.)*

Dans les figuiers , ces cristaux composés de substance calcaire (carbonate de chaux) sont sécrétés par un organe particulier qui se compose de deux

(1) « Sans les végétaux, dit Liebig, dans son Introduction à la chimie organique, les alcalis disparaîtraient bientôt de la surface de la terre. • La cristallisation , la nature chimique des sels minéraux retrouvés dans les plantes , indique l'état dans lequel la matière a été absorbée ; si elle a été modifiée par l'acte de la végétation et même de l'organisation du végétal; la solubilité, surtout, doit être prise en considération*

nine, de / -i lace inbrane ce!1 une aux lislichens , 'i s. à toutes les Rêve: ^u furinJ dL* salion v *Jpose la soluanalogi -.-jics, et qui est les pro \trémitc du corde ci; *> de parler, idenf ; roulement quant à bum » -* «n tuantes; leur pelé '- ^ur l'une ou faucon ^ f:ième sur toutes les ceV * l inconstante. Toutedu -. ^ sc manifestent tou-

• /ntredes plantes voira

t) - rouvees dans les poils

J .v :papyrifcra (mûrier de

... etc.) ont ele trouvées .. •$ une seule feuille de

... :onatc de chaux affec-

' t»sd'oxaIalc calcaire trou-

. ... .. xrietaîrc , sont en aumil-

.. -ce -.•.août fins et allongés , et i .: . o chaux no se rencontre

... <«viwi»er l'énumération de ces xv.. cuil replie d'expériences faites , ... *.»• .!r< r'-inles d'espèces différen-

tes , mais appartenant ù un même genre, que la proportion variable de carbonate de chaux semble venir a l'appui de l'opinion des physiologistes qui ne pensent pas que les végétaux puisent indifféremment dans le sol les diverses substances minérales en dissolution auprès de leurs racines. L'albumine végétale, renfermée en grande quantité dans les tissus végétaux, appelée tantôt à lubréfier l'intérieur des vaisseaux , et remplissant des fonctions analogues à celles de la membrane muqueuse des animaux, tantôt accompagnant les principes immédiats qu'elle semble protéger, communique aux cellules ligneuses, et par conséquent au bois, le défaut d'éprouver la putréfaction sèche ou humide ; et cela se conçoit d'autant mieux , que nous savons que l'albumine est de nature azotée et identique à une matière animale, c'est-à-dire putrescible au plus haut degré. C'est h l'absence de ce principe et a l'agrégation des fibres ligneuses , que le bois d'acacia doit de se conserver sans altération dans un milieu où tous les autres bois éprouveraient la putréfaction sèche ou humide (i). Ainsi la théorie nous indique , h l'égard de la

(1) On a donné dans ces derniers temps le nom dVréma* tauàe à la pourriture sèche de la cellulose. La matière sèche et friable que l'on trouve dans les troncs d'arbres pourris et particulièrement des ormes , est de la cellulose qui a subi la pourriture sèche ou érémacausie : cette matière est inflammable comme l'amadou ; les gens de la campagne l'emploient comme cette dernière substance.

composition chimique et physique de la cellulose, les divers usages des substances végétales qui en sont exclusivement formées. Les plantes dont les fibres ligneuses sont longues , flexibles, tenaces et susceptibles d'être b]an#hies , nous fournissent des tissus textiles , comme le lin , le chanvre , l'agave , l'urtica nivea (orlie de la Chine) , le coton (ou filamens épispermiques du gossypium, famille des malvacëes), etc. La moelle de l'eschinomene paludosa, coupée pair lames minces, nous fournit des feuilles tout-Mait analogues au papier, et de cellulose pure, d'un blanchiment facile, qui , vendues sous le nom de papier de riz , papier de Chine, et diversement colorées , sont employées avec succès pour la fabrication des fleurs artificiel* les, etc., etc.

La théorie nous indique encore les moyens de préserver les bois de la putréfaction, en éliminant l'albumine végétale ou en la combinant à des priiir cipes minéraux : nous y reviendrons dans la prochaine leçon.

La cellulose est formée de carbone d'oxigène et d'hydrogène dans les proportions convenables pour former de l'eau. Sa formule peut être représentée (Je poids atomique du carbone étant 75 , Dumas.) pî*r O" H Oww.

Pure, la cellulose est blanche, insipide, inodore, insoluble dans l'eau, dans l'alcool, dans Tétber, etc. Elle est inaltérable à l'air; lorsqu'elle est sèche, humide , elle se décompose lentement (Liebig). Le

colon i le papier blanc, etc., nous offrent la cellulose a 1 état de pureté.

L'analogie de la cellulose avec Ta mi don vient de trouver, dans ces derniers temps, une consistance très remarquable. On sait que la teinture d'iode nous décèle la plus petite quantité de matière amilacée contenue dans un tissu végétal ; eh bien , h l'aide d'une légère désagrégation que l'on fait subira la cellulose par an acide énergique, on obtient avec la solution aqueuse d'iode une coloration bleue* Pour obtenir cette réaction il faut prendre les précautions suivantes.

Ou prend mie mèche de coton bien blanche, et on la touche légèrement avec une baguette mouillée d'acide sulfurique concentré, puis on applique sur-lc-çhamp de la solution d'iode sur la partie que désagrège Tacide» Une belle teinte bleue, plus ou moins viol&tre, apparaît aussitôt, et on aide singulièrement ççtte apparition en ajoutant de l'eau, qui arrête ainsi l'action de l'acide suif u ri que. Si l'on employait uu excès d'acide, la désagrégation serait trop grande et le phénomène n'aurait plus lieu. Comme on le voit, d'après cette expérience, l'acide sulfurique concentré désorganise la cellulose et la tait passer h l'état de matière soluble dans l'eau et tout-à-fait identique à la gomme ou mieux à la dextrine (dont nous nous occuperons prochainement). Cette conversion de la cellulose en matière gommeuse par la réaction de l'acide sulfurique , est tout-à-fait analogue à celle qne fait éprouver >

dans les mêmes circonstances , cet agent énergique a l'amidon. De même que la solution de dextrine, celle de cette matière gummiforme est précipitée par l'alcool ( caractère distinctif des gommes )•

Le chlore réagit aussi avec énergie sur la cellulose ; il en est de même des chlorures alcalins dissous dans l'eau. Lorsqu'on élève une dissolution de chlorure de chaux & la température de l'ébullition , et qu'on y ajoute un morceau de linge, celui-ci disparait bientôt avec une effervescence très vive. Dans cette circonstance l'hydrogène de l'eau s'unit au chlore pour former de l'acide chlorhydrique , tandis que son oxigène se combine au carbone pour former de l'acide carbonique qui s'échappe avec effervescence , la chaleur et l'acide chlorhydrique aidant. Pour se convaincre de ce fait, il suffira de faire l'expérience dans un petit ballon et d'y adapter un tube recourbé qui se rend dans un flacon rempli d'eau de chaux ; dès que l'effervescence se manifeste dans le ballon , l'eau de chaux se trouble par l'absorption de l'acide carbonique (carbonate de chaux). L'action décolorante de la rosée sur les tissus végétaux ne peut mieux s'expliquer que parce que , contenant plus d'oxigène que l'eau de pluie ordinaire , celui-ci se combine avec une petite quantité du carbone de la cellulose et facilite, par une désagrégation imperceptible, le blanchiment du tissu.

L'énergie avec laquelle agissent le chlore et les

chlorures sur la cellulose, doit rendre prudens les manufacturiers dans l'emploi de ces produits chimiques pour la décoloration ; le papier soumis trop long-temps à leur influence y perd de sa force , et il arrive qu'au bout d'un certain temps il se casse et finit par tomber en poussière. Même observation à l'adresse des blanchisseuses, qui emploient une trop grande quantité d'eau de javelle (chlorure de potasse).

Enfin nous devrons citer l'action de l'acide azotique sur la cellulose et la découverte de M. Pelouze à ce sujet. Lorsqu'on fait digérer un chiffon ou un morceau de papier dans une solution d'à» cide nitrique étendu, et qu'au bout d'un certain temps on chasse l'eau par une évaporation lente, l'acide nitrique s'incorpore dans la substance ligneuse et lui cède son oxigène en abandonnant de l'azote. Le composé qui résulte de cette expérience est de la cellulose très oxigénée, qui prend feu spontanément comme une poudre fulminante lorsqu'on la met en contact avec un corps chauffé de i5o à 200°.

Nous terminerons cette leçon en nous rappelant que la composition générale des tissus végétaux n'admet point d'azote , tandis que tous les tissus animaux en renferment ; mais nous avons vu que différens principes végétaux tn contiennent une grande proportion. Ajoutons qu'il n'y a point de jeune organe végétal (les radicelles des plantes, par exemple) qui ne soit azote; cela doit nous indi-

(|uer qu'il faut rendre a la (erre ce que les plantes y [misent, et que la fumure rationnelle et admise aujourd'hui est pour ainsi dire l'incorporation de l'azote dans le sol. Nous aurons occasion de revenir sur cette importante question agricole en traitant des engrais.

Nous ajouterons, lorsqu'il y aura lieu, la copie des tableaux exposés dans le Cours. Ils serviront à la fois de résumé et aideront la mémoire des principaux faits de la leçon.