I. Amt. dech. etdephys., 3e série, t. LVIII

Apprenez aussi que c'est seulement à la condition de conserver un peu de sucre pour elle, qu'elle consent à vous donner le reste sous forme d'alcool.

Ah! vous croyez qu'on peut écrire une équation de la fermentation alcoolique comme on écrit l'équation de la préparation de l'oxygène? Eh bien, rien que pour y faire entrer la production de glycérine et d'acide succinique, il faut la compliquer beaucoup, et si vous vous vouliez y faire entrer les emprunts faits par la levure au sucre, elle deviendrait tellement complexe qu'il vaut mieux ne pas l'écrire. Songez-vous à écrire la suite des transformations que subit le sucre de la tasse de thé ou de café que vous buvez? La levure est un être vivant comme vous.

Voilà le résumé de l'attaque dirigée contre les idées anciennes, et c'est alors qu'après avoir démoli, Pasteur commence à reconstruire. A vrai dire et en laissant de côté quelques détails de trop peu d'importance pour entrer dans cet exposé, la construction est simple : elle revient à faire une fermentation régulière dans des conditions où aucune des théories régnantes ne pouvait expliquer le phénomène.

Il est curieux de rechercher comment Pasteur est arrivé peu à peu à l'idée de cette expérience topique.

Nous avons vu que Thénard avait constaté une diminution de poids de la levure pendant la fermentation, ce qui est exact dans les conditions de son expérience. Il avait trouvé, en outre, que cette levure, épuisée en présence d'un excès de sucre, ne contenait plus d'azote, ce qui est cette fois une erreur due à l'imperfection des méthodes qu'on avait alors pour découvrir ce corps.

Sur cette première erreur, Dobereiner en avait greffé

une autre, en affirmant que l'azote perdu par la levure se retrouvait dans le liquide fermenté à l'état d'ammoniaque. Comme les matières organiques en décomposition donnent aussi de l'ammoniaque, cette affirmation de Dôbereiner était, on le comprend, des plus favorables aux idées de Liebig, et celui-ci, grand collectionneur de faits et grand abstracteur de quintessence, n'avait pas manqué de s'emparer de celui-ci et de le faire servir d'étai à sa doctrine sur les fermentations.

Pour Pasteur, au contraire, ce fait était inexplicable, puisque le ferment était, non une matière morte et en voie de destruction, mais un être vivant en voie d'organisation. En essayant de vérifier si l'affirmation de Dôbereiner était exacte, il trouva que, non seulement l'azote de la levure ne la quitte pas à l'état d'ammoniaque, mais encore que la levure en fermentation fait disparaître l'ammoniaque des sels ammoniacaux ajoutés dans la liqueur.

Mais, que pouvait-elle en faire? Il était bien hardi de répéter à ce moment, à rebours, le raisonnement de Liebig et de Dôbereiner et de dire : la matière albuminoïde du ferment ne donne pas d'ammoniaque; c'est, au contraire, l'ammoniaque qui donne de la matière albuminoïde.

Cette façon de voir était si nouvelle, et la présomption semblait si peu fondée que Pasteur hésita, ainsi qu'il l'avoue lui-même. Mais elle était d'accord avec les faits et avec la logique de ses idées. En tout cas, il n'y avait qu'à consulter l'expérience. Après quelques essais, celle-ci réussit, et elle est devenue l'expérience critique, Vc.rpoiniiiitiuncniris, quia permis déjuger les doctrines 'Mi présence.

Cette expérience était tout à fait nouvelle. Il s'agissait de faire prospérer une semence de levure dans un liquide privé de toute matière organique azotée, et ne contenant que du sucre candi parfaitement pur, divers sels minéraux destinés à fournir aux globules de levure les éléments de leur squelette, et un sel ammoniacal destiné à lui fournir l'azote. Si dans ce milieu, complètement débarrassé de cette matière organique azotée que Liebig déclarait nécessaire, on obtient une fermentation, si, en même temps, la semence de levure introduite se multiplie et se développe, empruntant tous les éléments complexes de ses tissus au sucre et à l'ammoniaque, il sera bien impossible de ne pas admettre une corrélation entre la fermentation et un phénomène de développement et de vie chez ce ferment dont Liebig faisait une matière morte.

Du même coup triompherait la théorie de Pasteur et tomberait, non seulement la théorie de Liebig, mais encore une autre théorie, beaucoup moins florissante alors, celle de Berzélius, dans laquelle le ferment n'avait qu'une action de présence, et provoquait la décomposition de la matière organique sans lui rien emprunter et sans lui rien céder, en restant tel, à la fois en quantité et qualité, qu'il était au commencement. Dans notre expérience, le ferment doit, au contraire, augmenter de poids et prendre tout au sucre.

C'est précisément parce que l'expérience était intéressante, qu'elle était difficile. Il fallait d'abord se préoccuper de fournir à la levure un milieu minéral approprié, et par là assez complexe, comprenant des phosphates, des sels de potasse et de magnésie, de 1 ammoniaque. La cellule de levure a beau être petite,

ses besoins sont grands et variés. C'était la première fois que Pasteur se heurtait à ses exigences, et la leçon qu'il tira de ce contact ne fut pas perdue. De plus, même lorsqu'on donne à la levure tout ce qu'il lui faut comme éléments minéraux, elle a beaucoup plus de peine à vivre dans ce milieu, où elle doit former tous les matériaux constitutifs de ses tissus, que dans dujus de raisin ou du moût de bière, où elle trouve tout faits des éléments utilisables. Pasteur réussit pourtant, dans son Mémoire sur la fermentation alcoolique, à donner un exemple de fermentation accomplie dans ces conditions difficiles.

Plus tard, sentant l'importance de cette expérience, il y revient, la perfectionne, la rend plus sûre en employant une levure plus vigoureuse que celle de ses premiers essais. Ce n'est guère que treize ans plus tard, dans ses Études sur la bière., qu'il lui donne la forme définitive, mais ce qu'il en dit dans 'son Mémoire de 18(i0 suffit déjà à entraîner les convictions.

Non, il n'est pas vrai, dit-il en substance, qu'il faille de la matière organique en décomposition pour mettre en train une fermentation alcoolique. Une trace imperceptible de levure, introduite dans un liquide où il n'y a que des sels minéraux cristallisés et purs, en dehors du sucre pur, fait fermenter ce sucre et, corrélativement, elle se développe, bourgeonne et se multiplie. Tout le carbone des nouveaux globules est emprunté au sucre, tout leur azote à l'ammoniaque, ce qui ruine aussi la théorie de Berzélius, où le ferment n'agit que par sa présence, à la façon d'un boulet rouge qui allumerait un incendie. De plus, ce n'est pas seulement quand on leur refuse de la matière organique

azotée toute faite que les globules de levure empruntent au sucre ce qui leur est nécessaire : tout indique, au contraire, que cet emprunt suit exactement les mêmes lois quand le liquide est plus favorable à la fermentation.

11 y a pourtant une différence, c'est que, dans ces liquides riches, dans les moûts, les globules nouveaux qui se forment, trouvant de la nourriture autour d'eux, n'ont besoin de rien emprunter aux globules déjà formés, tandis que dans un milieu épuisant, comme de l'eau sucrée, les globules nouveaux vivent aux dépens des matériaux que les globules anciens laissent se ditfuser dans le liquide. Tous sont affamés, et alors les jeunes mangent les vieux. C'est ce travail de diffusion et d'épuisement des globules formés, pour alimenter les jeunes, qui a fait diminuer le poids de levure ensemencée par Thénard dans de l'eau sucrée, dans les expériences visées plus haut, et qui a fait croire que la levure se détruisait en faisant fermenter le sucre. En réalité, c'est qu'il ne se formait pas assez de globules nouveaux pour compenser la perte de poids que les globules anciens subissaient par suite de la diffusion : mais, si on ajoute au poids des globules le poids de la matière organique soluble que le filtre n'a pas retenue, et qu'on peut trouver et doser dans le liquide, on trouve que ce poids total augmente toujours pendant la fermentation, parce que toujours il y a un peu du sucre qui devient de la levure.

L'augmentation de poids est d'autant plus notable que la fermentation s'accomplit dans des conditions meilleures, et que la levure arrive moins épuisée à la fin. On en est averti par ceci, que la levure continue

à donner de l'acide carbonique aux dépens de ses propres tissus, pendant quelque temps, après que tout le sucre a disparu du liquide qui la baigne. Nous dirions aujourd'hui qu'elle consomme les réserves qu'elle s'est faites, car c'est une cellule prévoyante, et qui emmagasine pendant l'abondance pour trouver pendant la disette. Comment ne pas voir que tout cela n'est pas le fait de la décomposition et de la mort, mais au contraire du développement et de la vie?

VIE AEROBIE ET VIE AN AEROBIE

Et ce n'est pas seulement pour la fermentation alcoolique qu'il en est ainsi, ajoute ou ajouta bientôt Pasteur dans tout l'élan de sa découverte : je peux revenir maintenant sur mes affirmations relatives à la fermentation lactique qu'il est très facile de mettre aussi en train dans un milieu purement minéral. Le ferment lactique est plus petit et en apparence plus simple que le ferment alcoolique. C'est une petite cellule, étranglée en son milieu (2, fig. 8), et dont tout l'intérieur est rempli d'une masse qui paraît homogène, tandis qu'elle est différenciée dans les levures. Mais les besoins de cette cellule ne sont pas moindres : ils sont autres, voilà tout. Ces deux ferments différents sont en outre spécifiques, c'est-à-dire que le ferment alcoolique ne donne pas d'acide lactique, contrairement à ce qu'on croit et professe, et que le ferment lactique ne donne pas d'alcool, lorsqu'il est seul et sans mélange avec le ferment alcoolique.

Ne croyez pas non plus, avec Boutron et Fremy, que des fermentations successives puissent se dérouler dans un même milieu, avec ou sans ordre, suivant le mode et le progrès de la décomposition de la matière

azotée. Cela arrivait quand votre viande gâtée ou votre fromage pourri apportaient dans le flacon à fermentation les êtres nombreux, qui les peuplent d'ordinaire : cela n'arrive plus dès qu'on cultive dans des bouillons nutritifs et limpides un ferment pur. On vous dit que les fermentations butyrique, mannitique, etc., accompagnent ou suivent la fermentation lactique. 11 n'en est rien, et tout s'arrête dans mes flacons quand tout le sucre est transformé en acide lactique, devenu du lactate de chaux au contact du carbonate de chaux introduit dans le liquide.

Mais on peut faire se succéder, tout en les maintenant séparées, ces fermentations qui, dans les idées de Liebig, se fondent les unes dans lesautres. Prenons ce liquide qui a nourri du ferment lactique, et dans lequel il n'y a que du lactate de chaux et des sels minéraux en dissolution : après l'avoir chauffé pour le stériliser, ensemençons y une goutte d'un liquide dans lequel s'est produit une fermentation butyrique spontanée, et par là, à peu près sûrement impure. Des phénomènes analogues à ceux de la fermentation alcoolique vont se produire : il se dégage un gaz qui n'est plus de l'acide carbonique pur, mais un mélange de ce gaz et de gaz hydrogène. Ce mélange est très peu odorant à raison de l'absence de gaz hydrogène sulfuré. Ce sont là les indices d'une fermentation. Voyons maintenant ce qu'il y a dans le liquide, qui est devenu trouble. On n'y trouve que des bâtonnets mobiles, même très agiles, à mouvements onduleux, quelquefois rangés à la suite l'un de l'autre comme une file de bateaux, et alors mobiles sur leurs articulations (fig. 8, sect. 1), ce qui témoigne qu'ils se reproduisent et se multiplient

en s'allongeant et en se segmentant sur leur longueur: c'est le mode de reproduction dit par scissiparité.

Quand il observa pour la première fois ces êtres qu'il appela des vibrions, Pasteur eut une vive surprise dont sa note sur ce sujet conserve la trace. La levure de bière et le ferment lactique étaient des globules immobiles. Le ferment butyrique était mobile, et de la nature des êtres que Ehrenberg et Dujardin avaient trouvés dans les infusions. Oh! la puisssance des mots! Rien n'était plus naturel que de 'trouver dans les fermentations les mêmes êtres que dans les infusions, puisque Pasteur nourrissait ses ferments avec des infusions végétales. Pourtant, il hésite, en constatant que le ferment butyrique est un infusoire. « J'étais bien éloigné, dit-il, de m'attendre à un pareil résultat, à tel point que pendant longtemps j'ai cru devoir appliquer mes efforts à écarter l'apparition de ces petits animaux, par la crainte où j'étais qu'ils ne se nourrissent du ferment végétal que je supposais être le ferment butyrique, et que je cherchais à découvrir dans les milieux liquides que j'employais. Mais n'arrivant pas à saisir la cause de l'origine de l'acide butyrique, je finis par être frappé de la coïncidence que mes analyses me montraient inévitable entre cet acide et les infusoires, et réciproquement entre ces infusoires et la production de cet acide... 11 faut les considérer comme le véritable ferment butyrique. »

Ainsi la surprise de Pasteur lui vient de l'intervention, dans une fermentation, d'un être dont il fait un animal parce que cet être est mobile, tandis que les ferments alcoolique et lactique, immobiles, sont comptés comme végétaux. Nous avons peine aujourd'hui à

Km, HISTOIRE D'UN ESPRIT

comprendre cet étonnement et ces scrupules. Mais de 18.")0 à 1860, c'était à peine si les barrières anciennement établies entre le monde végétal et le monde animal commençaient à s'abaisser. Tout en admettant encore, dans ses Recherches sur les zoospores des algues qui ont, paru en 1851, que les infusoires colorés en vert et les volvocinées « présentent des caractères d'animalité trop prononcés et trop permanents pour qu'il soit possible de les rapporter au règne végétal, » de Thuret n'en insiste pas moins ailleurs sur la difficulté de tracer une ligne de démarcation précise entre les animaux et lesvégétaux. inférieurs. « A cette môme date, m'écrit mon excellent confrère M. Bornet, la mobilité paraissait un caractère d'animalité si évident queRabenhorst publiait, de 1849 à 1852, une collection de Diatomées et de Desmidiées comme « ein Beitrag zur Fauna voit Deutschland », contribution à la faune de l'Allemagne. » Pasteur, qui n'était pas naturaliste, était bien excusable d'être encore de cette opinion en 1862, et, tout en s'étonnant de ses scrupules, il faut lui savoir gré d'avoir pris tant de peine à les effacer de son esprit. Il ne se doutait pas alors que cette découverte ouvrait un monde nouveau, le monde des bacilles, encore plus actif et plus peuplé que le monde des levures.

Il y avait, dans cette même Note que nous analysons, un fait bien plus important que le caractère animal ou végétal du vibrion butyrique : c'est que cet être vit à l'abri de l'oxygène de l'air et même redoute son contact. Pasteur h souvent raconté comment ce fait lui avait, pour ainsi dire, sauté aux yeux. Pour examiner ses liquides, il en prenait une goutte, la plaçait sur une lame de verre, la recouvrait rapidement d'une lamelle mince qui l'étalait

en couche plate, et portait le tout sous le microscope. Or, en examinant, avec le soin qu'il mettait à tout, une de ces gouttelettes étalées d'un liquide en fermentation butyrique, il fut frappé de voir que sur les bords et le pourtour de la gouttelette, partout où elle était en contact avec l'air extérieur, les bacilles étaient devenus immobiles et inertes, tandis qu'ils continuaient à se mouvoir avec agilité dans les parties centrales. C'est un spectacle tout à fait inverse de celui qu'il avait eu souvent l'occasion d'observer avec les animalcules des infusions. Surtout quand on examine ceux de la surface, ils quittent volontiers sous le microscope les parties centrales de la gouttelette pour se porter sur ses bords, la seule région où il y ait assez d'oxygène pour tous. En présence de cette observation, Pasteur se demanda de suite : est-ce que ces vibrions fuiraient l'oxygène? L'expérience était facile à faire. En faisant passer un courant d'air dans un flacon en fermentation butyrique, la fermentation se ralentit ou s'arrête. Et voilà une idée nouvelle introduite dans la science, l'idée de la vie anaérobie, opposée à la vie aérobie qu'on croyait être celle de tous les animaux de la création. Nous verrons les développements que Pasteur lui a donnés plus tard. Nous pouvons nous contenter pour le moment d'en saluer l'aurore.

Elle a pourtant un complément indispensable que nous pouvons et devons lui donner tout de suite. Il y a de l'oxygène partout, dans l'air et dans les eaux. 11 y en avait dans le liquide dans lequel nous avons ensemencé notre bacille craignant l'air, notre vibrion anaérobie. Gomment a-t-il pu se développer dans ce milieu aéré? C'est qu'avec lui, sans le savoir, nous avons ense-

mencé dans le liquide des êtres aérobies qui en ont fait disparaître l'oxygène, et qui, la provision achevée, sont tombés inertes au fond, et ont permis à la semence du vibrion butyrique de prendre possession du milieu. Quelques-uns de ces êtres aérobies sont restés à la surface, si le liquide était en contact avec l'air. Là, ils continuent à vivre, à pulluler, et ils forment une couche gélatineuse qui est pour l'oxygène une barrière aussi infranchissable qu'une paroi de verre : tout celui qui peut pénétrer est absorbé au passage, et, grâce à cette vie aérobie de la surface, la vie anaérobie peut se poursuivre sans encombre dans les profondeurs.

Arrivé à cette conception si simple et si nette, ce n'était pas le moment de s'arrêter. Nous n'avons observé jusqu'ici que des phénomènes de fermentation du sucre ou du lactate de chaux. Adressons-nous maintenantàune substance albuminoïde, du bouillon de viande, de l'albumine d'œuf, de la viande mise en macération dans l'eau. Mettons, comme tout à l'heure, l'opération en train en y introduisant une goutte d'un liquide organique en putréfaction : nous allons voir recommencer les mêmes phénomènes. Il se formera encore à la surface de notre liquide une couche vivante qui absorbera l'oxygène, et laissera l'intérieur de la masse livré aux vies anaérobies. Si notre liquide est enfermé dans un flacon clos, une ou plusieurs générations aérobies en feront disparaître l'oxygène, et laisseront le champ libre aux anaérobies. Il se produira encore des dégagements gazeux qui, cette fois, seront odorants, parce que, dans ce milieu réducteur, l'hydrogène se mélange d'hydrogène sulfuré, phosphore, qui ne se forment pas au contact de l'air ou y sont brûlés de suite : nous

aurons donc une odeur putride. Mais les gaz auront la même origine que dans la fermentation du lactate de chaux. Fermentation et putréfaction sont synonymes, et il n'y a aucune raison de maintenir l'antique distinction, qui n'avait pas encore disparu des conclusions de Helmholtz. Dans ces deux phénomènes le dégagement gazeux a la même origine, et il est dû à des êtres vivant à l'abri de, l'air. 11 y a même lieu de se demander s'il n'y a pas un rapport étroit entre les phénomènes de fermentation et de vie sans air, et voilà une grande question que Pasteur se pose de suite, pour ne la résoudre que quelques années après.

J'ai tenu à présenter en bloc toutes ces déductions, parce qu'elles ont été en réalité l'œuvre de quelques semaines de travail et de méditations, et aussi parce que nous y avons un exemple de la pénétration de Pasteur pour deviner et pour poser un problème, de la patience qu'il mettait à recueillir les éléments de la solution. Pendant les belles années de sa vie, cet homme a vécu en avant de son temps, en pionnier perdu dans la solitude, absorbé dans la contemplation des perspectives qu'il découvrait, et que son œil était seul à scruter et à parcourir. Quoi de moins étonnant que son indifférence apparente aux choses de l'existence! Il vivait dans sa pensée sans être un rêveur, car un rêve qui aboutit et qui est fécond n'est plus un rêve.