Preuve de l’existence de la poussée des racines

Pour démontrer que des phénomènes d’osmose et de turgescence peuvent fournir des pressions capables de faire passer le suc cellulaire à travers les membranes des cellules, de sorte qu’il parvienne, par exemple, aux vaisseaux ligneux, il nous faudra d’abord observer de plus près les phénomènes produits par la poussée des racines. On décapite des plantes robustes de Cucurbita , de Helianthus , de Ricinus , de Bégonia , cultivées en pots, ou des boutures de saule bien enracinées dans des pots à fleurs, c’est-à-dire que la tige de ces plantes est coupée transversalement à quelques centimètres au-dessus du sol. Un court tuyau de caoutchouc (fig. 61, k) est glissé sur le tronçon de tige qui sort du sol, et relié à un tube de verre (si). Le tuyau de caoutchouc sera attaché sur le tronçon de tige et le tube de verre, pour empêcher l’accès de l’air, au moyen d’un cordon ou, ce qui est plus commode, d’un anneau de caoutchouc.

A l’aide d’une lime à verre, on marquera un trait (m) sur le tube de verre, immédiatement au-dessus du caoutchouc. Lorsqu’on remplira le tube d’eau jusqu’à ce point de repère, on constatera que le niveau du liquide monte aussitôt dans le tube, si les matériaux d’étude n’ont pas subi de forte transpiration avant la préparation de l’expérience et si la terre dans laquelle ils sont enracinés contient de grandes quantités d’eau. On pourra aussi observer cet écoulement sèveux des tronçons de tiges, en faisant usage d’un autre dispositif. Sur le tronçon de tige d’une plante décapitée, on fixe un tube de verre en forme de t au moyen d’un court tuyau de caoutchouc. La partie verticale du tube est fermée à son extrémité supérieure au moyen d’un bouchon de liège, et la partie horizontale est mise en communication avec un tube d’écoulement dont la branche dirigée vers le bas pénètre dans une eprouvette graduée. Le liquide qui s’écoule de la plante est recueilli dans ce vase. Pour mesurer la pression exercée par la sève qui s’échappe du tronçon de tige, on se sert de l’appareil que représente la fig. 41, et, au lieu d’un tube d’écoulement, on fixe sur le tube en t un manomètre rempli de mercure. On verse de l’eau dans le tube en t et on introduit en a

Fig. 61. — Appareil destiné aux expériences sur la poussée des racines.

DEUXIÈME DIVISION

un bouchon de liège traversé par un tube de verre étiré en capillaire (6) . Le sommet du tube capillaire est fermé à la lampe de telle sorte qu’il ne reste plus d’air dans l’appareil.

En traitant des plantes de la manière qui vient d’être indiquée, on verra que chez certains matériaux d’étude, l’écoulement de sève n’a lieu que pendant quelques jours. Cependant, j’ai souvent remarqué que cet écoulement peut durer plus d’une semaine. Lorsqu’on décapite des plantes, et qu’on les examine sans autre préparation, on voit qu’il s’échappe un liquide du corps ligneux, surtout des vaisseaux.

75. L’écoulement séveux des arbres blessés, croissant à l’air libre.

En mars ou au commencement d’avril, à l’aide d’une vrille, on pratique, dans le tronc d’un bouleau, un orifice qui atteint à peu près le milieu de l’arbre. Dans mes expériences, ces orifices, mesurant 7 millimètres de diamètre, étaient percés à 40 centimètres environ de la surface du sol, hauteur où l’arbre aussi présentait à peu près 40 centimètres de circonférence. Dans ces orifices, on fixe au moyen de cire , de manière à empêcher l’accès de l’air, l’extrémité d’une branche d’un tube de verre recourbé à angle droit. L’autre branche de ce tube est introduite dans un flacon de verre placé sur le sol. Une quantité considérable de liquide s’échappe aussitôt de l’arbre. Il sera toujours très instructif de ne point perdre l’arbre de vue pendant plusieurs semaines. L’eau fournie au sol par la pluie favorise l’écoulement de la sève, si la température ne s’abaisse pas d’une façon trop considérable. Cet écoulement, souvent moindre pendant le jour que pendant la nuit, ne s’effectue parfois que pendant la nuit et non pendant le jour. Ce phénomène est dû à ce que la sève conduite de la racine dans la tige sert pendant la journée à couvrir les pertes produites par la transpiration ; mais comme l’évaporation de l’eau est en général fortement diminuée pendant la nuit, par suite d’actions atmosphériques, la sève pourra alors s’échapper, au moins en partie. La saison allant en avançant, et le bouleau s’étant recouvert de feuilles, l’écoulement de la sève se trouvera complètement arrêté, car la transpiration de l’arbre aura fortement augmenté. Si on évapore la sève du bouleau, on obtient un résidu composé de substances organiques et minérales. Il sera facile de relever la présence de ces dernières, en évaporant la sève de bouleau dans un capsule en platine et en calcinant le résidu pour détruire les combinaisons organiques. Les éléments minéraux restent. La sève du bouleau, à l’état frais, présente une réaction légèrement acide. Lorsqu’on porte la sève à l’ébullition, il se précipite un coagulum de substances albuminoïdes. En mélangeant une petite quantité de cette sève avec quelques gouttes d’acide sulfurique, et en faisant bouillir ce mélange après l’a voir étendu d’eau, on obtient un liquide qui, dans la liqueur de Fehling, chaude, donne un préci-

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pité d’oxyde cuivreux. La sève brute contient, entre-autres substances, de la saccharose, qui par ébullition avec l’acide sulfurique, se transforme en glucose, qui est une substance réductrice (1).

76. Influence des actions extérieures du milieu sur l’écoulement séveux des plantes décapitées.

Des plantes, robustes, cultivées en pots, de Cucurbita , à’ Helianthus, de Ricinus ou de Bégonia, sont décapitées, et chaque tronçon de tige est mis en communication avec un tube. La terre des pots à fleurs ne doit pas être trop humide. Les matériaux d’étude seront transportés ensuite dans un thermostat ou dans une chambre où règne une température très uniforme, après qu’on aura introduit, dans la terre du pot, un thermomètre entouré de papier d’étain, et enveloppé les tronçons de tige de cette même substance. Lorsque la terre des pots à fleurs aura pris la température du milieu ambiant, on pourra commencer les observations. On notera la quantité de sève écoulée en une heure, par exemple. Après plusieurs heures d’observation, la terre des pots sera fortement arrosée, et, lorsque les températures se seront égalisées, on mesurera de nouveau l’écoulement de sève pendant une heure. Par suite de la grande quantité d’eau que contient la terre, cet écoulement sera beaucoup plus considérable qu’auparavant.

Les mêmes matériaux d’étude pourront être employés aussi pour démontrer que la température exerce une influence sensible sur l’écoulement de la sève. Au début des expériences, on arrosera fortement la terre dans laquelle les plantes sont enracinées, pour entreprendre des observations sur l’intensité de l’écoulement de la sève chaque fois qu’il y aura équilibre de température (c’est-à-dire que la terre aura pris la température du milieu ambiant) : la température variant par intervalles dans les thermostats. A 16° G., l’écoulement de liquide pendant l’unité de temps (une heure, par exemple) sera plus grand qu’à 12° G.; et à 20° G., l’écoulement sera encore plus considérable qu’à 16. D’après mes observations, la température optimum pour l’écoulement de la sève de Cucurbita Melopepo est de 26° G. environ. Une température supérieure diminue ce dégagement de liquide, qui cesse complètement sous une température de 43° G.

Dans un grand nombre d’expériences de physiologie végétale — c’est précisément le cas pour celles dont nous venons de nous occuper — il est nécessaire d’exposer les matériaux d’étude pendant longtemps à des températures constantes. Gela peut être obtenu au moyen de thermostats, auxquels on donne des dispositions différentes suivant les cas. Dans mes travaux sur la poussée des racines, j’ai employé l’ap-

(i; Voy. Detmer, Beiträge zur Theorie des Wurzeldrucks, Iéna, 1877, p. 30.

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pareil que représente la fig. 62 (1). Il se compose d’un vase en zinc, de 21 centimètres de hauteur et de 20 centimètres de diamètre, posé sur un trépied. Dans ce vase, se place un second récipient en zinc, de dimensions un peu moindres, pourvu supérieurement d’un bord de 3 centimètres de largeur. On verse dans le premier récipient une quantité d’eau telle, qu’elle remplit à peu près complètement l’espace compris entre les deux vases. Sur cet appareil, on place une cloche de verre. Le récipient externe possède de plus une annexe tubulaire destinée à recevoir le thermo-régulateur que représente la fig. 63. Cet instrument comprend d’abord un tube à réactions contenant du mercure. Le bouchon de liège qui ferme ce tube à réactions est traversé par un tube en verre, de 14 centimètres de longueur, auquel on a soudé, dans sa partie supérieure, un second tube de verre dirigé horizontalement. Dans le second de ces tubes descend un tube percé en un point, par exemple en O, d’une très petite ouverture latérale, et coupé obliquement à son extrémité inférieure. Le thermo-régulateur est alors mis en communication, d’une part avec la conduite de gaz, d’autre part avec la lampe à gaz placée au dessous du thermostat; ce qui permet d’employer encore cet appareil en ne faisant usage que de très petites flammes. Par la petite ouverture du régulateur, en O, une certaine quantité de gaz peut s’écouler, d’une façon continue, de la conduite à la lampe. Le gaz d’éclairage s’échappe, de même, du tube par l’extrémité inférieure coupée obliquement. Si, après avoir installé le régulateur, la température venait à être trop élevée, le mercure se dilaterait considérablement et viendrait fermer plus ou moins complètement l’ouverture inférieure du tube coupé obliquement. L’arrivée du gaz dans la lampe sera diminuée, et la température s’abaissera dans l’appareil. Comme il est facile de s’en rendre compte, il ne peut se produire dans l’appareil de diminution trop considérable de température. Dans beaucoup de cas, il sera très utile d’intercaler un régulateur de pression entre le thermo-régulateur et la conduite de gaz, afin de se mettre à l’abri des fluctuations qui se produisent dans la conduite. Les matériaux d’étude, les plantes cultivées en pots, par exemple, seront placés sur un support dans le récipient intérieur de zinc. Un thermomètre sera introduit dans la terre où les plantes sont enracinées; un autre, au besoin, peut traverser le bouchon qui ferme la tubulure de la cloche de verre. Il sera souvent nécessaire de donner au thermostat des dimensions plus grandes que celles qui ont été indiquées. Pour un grand nombre d’observations, il sera bon aussi de placer sur le large bord du récipient intérieur du thermostat des crochets sur lesquels on fera reposer la cloche, afin d’assurer une ventilation convenable dans l’appareil. On pourra se

(1) Voy. Detmer, Beiträge zur Theorie des Wurzeldrucks , in Sammlung •physiologischer Abhandlungen , de Prever, vol. I, cah. 8, p. 31.

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procurer, chez J. F. Luhme et C°, Berlin N. W., des thermostats, thermo-régulateurs, régulateurs de pression pour le gaz et des lampes à gaz, du Dr H. Rohrbeck, de constructions et de grandeurs variées, et de différents prix.

Dans les expériences de physiologie, lorsqu’il s’agit de conserver pendant quelques heures seulement une température à peu près cons-

Fig. 62. — Thermostat. Fig. 63. — Thermo-régulateur.

tante, il est commode d’employer l’appareil que nous allons décrire, et qui peut rendre aussi de grands services en l’absence d’une serre lorsqu’il faut, en hiver, surtout par les temps très froids, faire germer rapidement des graines, etc. Une grande caisse de zinc épais, à doubles parois, repose sur un thermostat place sur un support solide. La hauteur de la caisse est de 60 centimètres environ ; ses autres dimensions sont égales à celle-là L’espace compris entre les parois doubles de l’appareil peut être large de 3 à 4 centimètres. Cet espace est rempli d’eau, que l’on fait pénétrer dans l’appareil par une ouverture située à la partie supérieure de la caisse. A sa partie inférieure, se trouve un robinet qui permet de laisser écouler l’eau. Le couvercle

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à double parois de la caisse est percé d’une ouverture pouvant recevoir un thermomètre. Remarquons encore que la partie antérieure de la caisse est formée par une double porte. On chauffe l’appareil au moyen d’une lampe à gaz qu’on place en dessous du thermostat.

Les thermostats doivent évidemment être placés, quand cela peut se faire, dans des endroits dont la température subit le moins de variations possible. En été, on se servira de pièces tournées au nord; en hiver, de pièces qui peuvent être chauffées au moyen de calorifères.