TRANSFORMATION DES ESPECES LES UNES DANS LES AUTRES

Il y en a d'abord une partie que nous connaissons bien pour l'avoir rencontrée à sa place naturelle. C'est toute la discussion avec Bastian au sujet des générations spontanées, et avec Liebig au sujet du rôle des ferments dans la fermentation. Nous avons vu ce que Pasteur avait gagné à apprendre que l'air n'élait pas ce réceptacle do germes, cet ennemi redoutable qu'il avait supposé jusque-là, à se convaincre qu'à la condition de bien stériliser les liquides à l'autoclave, et les vases au four à flamber, on pouvait opérer avec quelque sécurité au contact de l'air, et n'avoir pas trop à craindre l'ingérence des germes de cette origine. Toute notre technique actuelle est sortie de ces notions. Personnellement Pasteur était indifférent au perfectionnement de la technique; peu lui importait la complication de ses appareils. 11 ne leur demandait que d'être sûrs, et de répondre sans ambages à la question qu'il leur posait. Mais on peut concilier l'exactitude avec la facilité de la demande ou la rapidité de la réponse. C'est le rôle d'une bonne technique. Celle qui est sortie du laboratoire de Pasteur était fille des idées et des découvertes du maître; mais il n'est que juste

de dire qu'elle fut. créée par les trois collaborateurs que Pasteur eut la bonne fortune de rencontrer à cette époque, Joubert, Chamberland et Roux.

Il fallait autre chose à Pasteur pour aborder ce domaine de la pathologie sur lequel tout le conviait à entrer. Il voyait la théorie des germes inspirer les travaux de Davaine sur la bactéridie charbonneuse, la saisissante expérience de M. Chauveau sur le bistournage, la nouvelle méthode de pansements d'Alphonse Guérin, les recherches de M. Guyon sur les lavages antiseptiques de la vessie et du canal de l'urètre. Il avait applaudi en 1871 aux tentatives heureuses de pansements antiseptiques faites par le Dr Déclat; il ne connaissait pas encore, mais il ne tarda pas à connaître et à admirer l'œuvre de chirurgie antiseptique de Lister, qui a ouvert une ère nouvelle. Mais pour aborder les terres promises dont il rêvait, et surtout pour les aborder avec sécurité, il lui fallait un bagage de faits et d'idées qu'il ne possédait pas encore, et que ses contradicteurs l'ont forcé à acquérir.

L'exemple le plus remarquable que je puisse citera l'appui de ce que je veux dire ressort de la discussion avec Trécul, qui, renouvelant une opinion introduite dans la science par Turpin, soutenue ensuite par Bail, Berkeley, Hoffmann, Rallier, admettaitla transformation des espèces microscopiques les unes dans les autres. C'était nier cette spécificité du germe qui résultait des premiers travaux de Pasteur sur les fermentations, et Pasteur avait combattu cette opinion dès 18IM dans le Bulletin de la 8ociétê philomathique. Il suffit de songer qu'en niant la spécificité du germe, cette opinion nierait aujourd'hui la spécificité de la maladie, pour com-

prendre quelles obscurités elle eût apportées dans la pathologie microbienne. Il était donc important qu'elle lût déracinée de tous les esprits.

Ce n'étaient pas à coup sûr les démonstrations de Bail, de Hoffmann, ni même celles de Trécul qui pouvaient lui donner créance. Tous ces botanistes éminents étaient de pauvres expérimentateurs, allant pour ainsi dire au-devant des causes d'erreur, non pour leur barrer la route, mais pour leur livrer carrière. Mais en faveur de cette idée de la mutabilité des espèces, il y avait la doctrine de la génération spontanée, qui trouvait dans cette mutabilité un de ses arguments. 11 y avait les idées nouvelles apportées par Darwin et l'école évolutionniste. Enfin, ce qui était plus grave, c'est que Pasteur lui-même, le représentant le plus autorisé de l'école opposée, ou plutôt de l'expérience, repoussait bien, au nom de l'expérience, la transformation de la levure en pénicillium glaucum, mais acceptait celle du mycoderma fini ou fleur du vin en ferment alcoolique dans certaines conditions d'existence.

Sur du vin sucré ou du moût de bière étalé dans une cuvette plate de porcelaine, il semait du mycoderme, qui formait voile à la surface. Il submergeait ensuite ce voile, après avoir fortement agité le liquide pour en disloquer et en bien mouiller les éléments. Puis il introduisait le tout dans un flacon qu'il remplissait complètement, et qu'il fermait avec un bouchon muni d'un tube débouchant par son extrémité sous l'eau, de façon à ne plus laisser d'air au contact du liquide. Dans ce flacon clos, il voyait naître une fermentation véritable, qu'il attribuait aux cellules du mycoderme devenues cellules de levure.

A Clermont, où il me faisait l'honneur de travailler dans mon laboratoire, nous avions fait plusieurs fois cette expérience, et comme, étant son élève, j'étais naturellement plus intransigeant que lui, je refusais de me rendre à cette preuve, et j'objectais la présence possible de globules de levure tombés de l'air ou venus de l'eau ou des vases avant ou après le transvasement, malgré les précautions prises pour les éviter. Pasteur résistait parce que, dans son esprit, ce fait se rattachait à d'autres notions que nous rencontrerons tout à l'heure, et qui sont relatives à la théorie générale de la fermentation. L'expérience, du reste, réussissait parfois avec une netteté qui la rendait probante et me fermait la bouche. Bref, Pasteur avait rapporté sa conviction à Paris, et on la voit reparaître à plusieurs reprises dans ses notes de 1872 et 1873 à l'Académie des sciences.

Si je rappelle ce fait, c'est que Pasteur aimait à le citer lui-même comme un exemple de la facilité avec laquelle la moindre idée préconçue entraîne à l'erreur l'observateur le plus méfiant de lui-même. C'est ainsi qu'il a pris soin de raconter comment il a découvert qu'il se trompait. Tl n'est pas sans intérêt de voir son esprit à l'œuvre dans un des mille détails de sa vie de savant.

« Dans les expériences conduites commeje viens de le dire, la levure qui prend naissance et qui donne assez promptement lieu à une fermentation alcoolique active est apportée originairement par l'air atmosphérique, qui en laisse tomber les germes ou sur le voile mycodermique ou sur les objets qu'on emploie pendant la succession des manipulations. Deux particularités de

ces expériences me donnèrent l'éveil sur l'existence de cette cause d'erreur. Il m'arriva quelquefois de trouver au fond des flacons où j'avais submergé la /leur, parmi les cellules du mycoderme, de grosses cellules sphériques de mucor mucedo ou racemosus, de ces celluleslevure que nous apprendrons bientôt à connaître en étudiant cette curieuse moisissure. Puisqu'il y a du mucor mucedo ou racemosus, quoique je n'aie semé que du mycoderma vini, c'est donc, me dis-je, qu'une ou plusieurs spores de ce mucor ont été apportées par l'air ambiant. Or, si l'air apporte des spores de mucor dans mes opérations, pourquoi n'apporterait-il pas des cellules de levure, dans mon laboratoire surtout? En outre, il advint qu'au nombre des expériences que je multipliais, sous la pression de mes doutes, et dans lesquelles je ne me lassais pas de rechercher cette désirable transformation qui allait si bien à la théorie physiologique de la fermentation à laquelle j'avais été conduit, quelques-unes eurent un/ésultat négatif, c'està dire que la transformation du mycoderme en levure n'y eut pas lieu, quoique les conditions fussent aussi semblables qu'on pouvait le souhaiter à celles des expériences où je la voyais réussir. Pourquoi, pensais-je, cette inactivité dans les cellules du mycoderme? Même dans les cas les plus favorables de la prétendue transformation, il arrivait sans doute qu'une foule de cellules du mycoderma vini ne devenaient pas cellules de levure; mais comment admettre que parmi les milliards de cellules submergées, toutes fussent impropres à la transformation, si cette transformation était réellement possible?

(( C'est alors que, pour sortir d'embarras, je résolus

CTUDES SUR LA BIKRt:

de modifier complètement le dispositif des essais, et d'appliquer à la recherche que j'avais en vue une méthode de culture qui supprimerait complètement, ou à bien peu près, la seule cause d'erreur que j'entrevoyais, c'est-à-dire la chute possible des germes ou des cellules de levure pendant la manipulation '. »

11 eut pour cela l'idée d'ajouter au ballon à col sinueux, dont il s'était servi lors de ses études sur les générations spontanées, une seconde tubulure (fig. 1 1)

Fig. 14.

permettant d'ensemencer le liquide, en enlevant le bouchon de verre qui ferme le tube de caoutchouc de la tuDulure droite. Dans ce ballon, la culture se fait au contact de l'air. Quand il faut provoquer une fermentation à l'abri de l'air, on relie la tubulure droite, à l'aide de son caoutchouc, avec un matras assez petit pour que le liquide le remplisse complètement. Pour faire avec cet appareil l'étude de la transformation lie

mycoderme en levure, il suffit d'ensemencer avec de la fleur du vin un liquide alcoolique ou sucré placé en D, et de le transvaser ensuite, lorsque le voile s'y est formé, dans le matras B G où il retrouve les conditions de grande profondeur et de faible surface libre, réalisées dans le flacon de la première expérience (fig. 15). Les détails

Fie. 15.

de la manipulation nécessaire pour réaliser ce transvasement à l'abri de tout germe extérieur importent peu. L'appareil est du reste compliqué et a avantageusement été remplacé depuis. 11 suffit cependant à atteindre le but cherché, à savoir : l'étude comparative du même mycoderme en surface et en profondeur.

« Plusjamais, continue Pasteur je nerevis delalevure ni une fermentation alcoolique active, à la suite de la submersion des /leurs, soit dans les ballons mêmes, soit dans les matras d'essayeur joints à ces ballons... A une époque où les idées de transformation des espèces sont

si facilement adoptées, peut-être parce qu'elles dispensent de l'expérimentation rigoureuse, il n'est pas sans intérêt de considérer que dans le cours de mes recherches sur la culture des plantes microscopiques à l'état de pureté, j'ai eu un jour l'occasion de croire à la transformation d'un organisme en un autre, à la transformation du mycoderma vini ou cerevisiœ en levure, et que, cette fois-là, j'étais dans l'erreur: je n'avais pas su éviter la cause d'illusion que ma confiance motivée dans la théorie des germes m'avait fait découvrir si souvent dans les observations des autres. »

Le même ballon à 2 tubulures lui servit à montrer que la levure alcoolique ne se transformait pas en ferment lactique comme le disait J. Duval, ni en pénicillium ou en aspergillus, comme le disait Hoffmann ; que cette levure ne provenait pas elle-même de la transformation des spores de pénicillium, comme le voulait Trécul ; que le mycoderma aceti ne donnait pas davantage les bactéries qu'avait cru voir en dériver Béchamp. Bref, la notion de l'espèce était sauvée jusqu'à nouvel ordre de l'attaque dirigée contre elle, et elle n'a plus été contestée sérieusement depuis, au moins sur ce terrain.

VIE ANAEROBIE DES ESPECES AEROBIES

En échange, Pasteur avait le regret de voir ruiner un des arguments les plus favorables à sa théorie physiologique de la fermentation. Mais il ne devait pas tarder à se féliciter de ce petit échec, car derrière l'argument tombé s'en dressait un autre encore plus probant, que le premier lui aurait masqué. Il lui suffit, pour le trouver, de répéter avec le mucôr mucêdo les expériences qui précèdent.

Bail avait annoncé en 18o7 que cette mucédinée qui, lorsqu'elle a le contact de l'air, vit en plante comburante, peut, lorsqu'elle est submergée à l'abri de l'air, donner une fermentation alcoolique assez active. On trouve alors dans le liquide, à la place des filaments mycéliens plus on moins cloisonnés qui servent en quelque sorte de racines à ce végétal, des chapelets de globules ronds ou oblongs, que Bail avait pris pour des globules de levure de bière. En répétant les expériences dans les conditions de pureté que nous avons dites, Pasteur constata que rien n'était plus exact que ces affirmations. Submergé et à l'abri de l'air, le mycélium du champignon se cloisonne, se transformant en une chaîne de globules; simultanément se

KTITDKS SUR LA BIKRK 249

dégagent des bulles d'acide carbonique, et on trouve de l'alcool dans le liquide. Qu'est-ce à dire? Ce mucor tait donc exception? Il peut se transformer en levure? C'était l'opinion de Bail; mais nous allons voir quel intérêt il y avait à ne pas s'arrêter dans cette question à la surface des choses. De ce fait insignifiant en apparence, Pasteur a fait sortir toute une théorie de la fermentation.

Pour mettre les phénomènes dans tout leur jour, nous admettrons que Pasteur ait fait pour eux ce qu'il prit l'habitude de faire par la suite, de les rassembler, après les avoir découverts, dans une expérience de synthèse. S'il avait voulu faire la même chose dans ce cas, il eût sans doute opéré de la façon suivante.

Dans une série de ballons à deux tubulures comme ceux que nous venons de décrire, et remplis au tiers de moût de bière stérilisé, il eût fait arriver, en enlevant un instant le bouchon de verre qui ferme le tube de caouchouc, un petit fil de platine qu'on a promené, après l'avoir flambé, sur une plaque sporifère de mucédinée, puis on replace le bouchon après l'avoir tlambé.

Prenons comme exemple les trois mucédinées étudiées par Pasteur, le pèhitilliûrn glaucûfh^ V'àspërtjillÛè ni<jer, et le mucof mucedo. Cela nous fera trois ballons. Au bout de 24 ou 48 heures, les spores apportées par le fil de platine auront produit un mycélium rameux qui, s'il était largement aéré, donnerait des tiges aériennes, surmontées de bouquets de nouvelles spores. Au fond de leurs ballons qui ne communiquent avec l'extérieur que par un goulot long et capillaire, uns mycéliums iront qu'une quantité d'air insuffisante, et fructifient peu ou pas: mais ils n'en arriventpas moins.

avec le temps, à brûler complètement le sucre dont ils vivent.

Avant que ce sucre n'ait disparu, unissons, comme nous l'avons déjà fait, les tubulures droites de chacun des ballons avec un matrasplus petit, que le liquide pourra remplir jusque dans son col, et opérons le transvasement. Dans son nouveau récipient, ce moût de bière sera encore moins exposé à l'air que tout à l'heure. On pourra même dire qu'il n'en a plus à sa disposition, car le mycélium a fait disparaître tout celui qui était en solution, et l'a remplacé par de l'acide carbonique qui en se dégageant à la surface, empêche l'arrivée de nouvel oxygène. Dans ces conditions, on trouve que le mycélium de pénicillium suspend rapidement son action et devient inerte; le mycélium iïaspergillus continue un peu plus longtemps à consommer du sucre, mais s'arrête aussi bientôt. Seul le mycélium de mucor survit plusieurs heures àcette privation d'air. Ildevientspumeux par suite d'un dégagement, abondantd'abord, plus lentensuite, de bulles qui sont de l'acide carbonique; on trouve dans le liquide de l'alcool en quantités très sensibles. Bref, à la combustion complète que donne le mucor au contact de l'air succède, sans transition et sans difficulté apparentes, au moins au début, une combustion partielle traduite par une fermentation alcoolique.

Chose singulière, le mycélium de la plante se modifie dans ces conditions nouvelles d'existence. Celui de pénicillium reste à peu près ce qu'il était, celui de Vaspergillus se segmente, et au lieu de tubes rameux, présente des chapelets d'articles. C'est dans celui du mucor que les changements sont les plus marqués. Tant que la plante vit en moisissure, au large contact de

l'air, ses tubes myeéliens sont grêles, rameux, enchevêtrés. Devient-elle ferment par suite de l'insuffisance

Fip-. 16.

d'air, les tubes myeéliens se segmentent, se séparent, grossissent, et finissent par donner (fig. 16) des chaînes de grosses cellules rondes ou à peine ovales, qui ressemblent en effet à de gros globules de levure. Bail avait cru à leur transformation. Mais Pasteur montre que ces prétendues levures, rapportées sur du moût de bière aéré, ne donnent pas de fermentation alcoolique: elles reproduisent du mucor. Il n'y a donc pas eu transformation d'espèce; il y a eu seulement adaptation à une vie nouvelle, avec changement de forme correspondant au changement de fonctions.

Arrivé à ce point, Pasteur pouvait se souvenir qu'il y a des chargements analogues dans le mycoderme du vin qu'on immerge dans un liquide sucré. Le globule

Ûi HISTOIRE D'UN ESPRIT

devient plus turgescent, son protoplasme moins granuleux (fig. 13). Le mucor et le mycoderme, si différents de forme, se rapprochent donc par leurs propriétés. Pour tous deux, et pour un certain nombre d'autres espèces inférieures, la propriété d'être ferment, c'est-à-dire de dédoubler le sucre en alcool et acide carbonique, nous apparaît donc, non comme une propriété spécifique, mais comme une faculté passagère, liée aux conditions d'existence, et on peut résumer brièvement les faits qui précèdent en disant que la fermentation est la vie sans air.

Quand Pasteur exposa ces faits devant l'Académie des sciences, il ne fut pas compris de suite, et ses contradicteurs poussèrent des cris de victoire. Cette modification de forme accompagnant une modification de propriétés, c'était du transformisme, aussi bien celui de Hoffmann ou de Turpin que celui de Darwin! Non, ne cessait de leur répéter Pasteur, il ne s'agit pas d'une transformation d'espèces, mais d'une loi physiologique générale qui s'applique indifféremment à toutes les espèces vivantes, en respectant leur individualité. Il s'agit d'une élasticité fonctionnelle de la cellule, lui permettant de se plier, sans changer de nature, d'rtre et de devenir, à des conditions variées d'existence. On voit à quelle hauteur il avait élevé le débat : en changeant le mode d'interprétation de faits connus, il en faisait jaillir une théorie nouvelle.

VIE AEROBIE DES ESPECES ANAEROBIES

Les faits précédents avaient en effet une contrepartie assurée. Nous venons de voir des espèces, aérobies dans les conditions ordinaires, pouvoir mener plus ou moins longtemps une vie anaérobie. Nous devons pouvoir de même acclimater à une vie aérobie une espèce ordinairement anaérobie.

Telle est la levure de bière. Essayons d'abord de savoir jusqu'où elle peut aller dans sa vie anaérobie en l'ensemençant dans un liquide nutritif, que nous aurons complètement privé d'oxygène par un moyen quelconque. Dans ce milieu désaéré, la levure vit, mais péniblement; son développement est lent, et la fermentation dure longtemps. Mais elle a une fin, et si on cherche, quand elle est terminée, le rapport entre le poids de sucre transformé et le poids de levure présente, on trouve un chiffre très élevé, de 150 à 200. Si par exemple nous opérons sur 100 grammes de sucre, nous verrons qu'il a suffi, pour les transformer en alcool et en acide carbonique, de 5 à 7 décigrammes de levure.

Laissons maintenant à la levure un peu plus d'air. Ensemençons-la dans un liquide fermentescible aéré, contenu dans un llacon que nous ne remplirons pas, de

façon que la levure ait à sa disposition l'oxygène dissous dans le liquide, et un peu d'oxygène libre, comme" provision, dans l'air du flacon. Cette fois, la

Fig. 17. — Cellules de levure vieilles disjointes : côté gauche. Leur rajeunissement dans un moût sucré : côté droit.

vie est plus active, la fermentation plus rapide, la reproduction de la levure plus abondante, et pour 100 grammes de sucre transformé, nous avons environ 4"r,5 de levure produite.

Faisons un pas de plus dans la voie de l'aération.

Étalons notre liquide sucré en grande surface, ou agitons-le au contact de l'air, de façon que chaque globule de levure trouve, à chaque instant, à l'état libre autour de lui, l'oxygène dont il a besoin. Cette fois, le sucre disparaît vite ; il ne donne plus ou presque plus d'alcool : c'est une combustion complète qui a succédé à la combustion incomplète des expériences précédentes, de même qu'une combustion incomplète succédait pour le uiucor à une combustion complète, quand on le privait d'air. Enfin, dernière analogie : la levure, comme le mucor, se multiplie et augmente surtout de poids au contact de l'air, si bien que, cette fois, pour 100 grammes de sucre disparu, nous trouvons de 20 à 23 grammes de levure produite.

Des modifications de forme accompagnent encore ici ces changements de fonction. La levure au contact de l'air est plus pleine, a un contenu plus fin, plus jeune d'aspect, ainsi que le montre la comparaison des deux moitiés de la figure 17.

Par cette existence très aérobie, la levure se rapproche donc des mucédinées. Elle en diffère en ce qu'elle peut mener beaucoup plus longtemps, même que le mucor, la vie anaérobie, à laquelle elle est adaptée. Mais pour elle encore, l'apparition du caractère ferment accompagne la vie sans air.

De sorte qu'en présence du caractère général de ces faits, Pasteur avait été conduit à se poser la question suivante. Peut-on admettre que la levure et les autres végétaux capables de devenir des ferments alcooliques, qui absorbent et consomment avec tant d'activité l'oxygène quand ils en ont à leur disposition, cessent d'en avoir besoin lorsqu'on le leur refuse, et changent alors

complètement de mode d'existence"? Si on répond oui à cette question, il n'y a aucune relation entre la vie aérobie et la vie anaérobie. Ce sont deux êtres vivants différents qui se succèdent avec le même protoplasme et dans la même peau. Si on admet au contraire, comme il estévidemment plus naturel de le faire, que les besoins de la cellule dans ses deux modes d'existence restent les mêmes, et que changent seulement les moyens de les satisfaire, alors l'apparition du caractère ferment se rattache à la privation d'oxygène, et on est conduit à penser que si la levure et les végétaux analogues peuvent agir ainsi sur le sucre pendant leur vie anaérobie, c'est qu'ils ont la faculté de lui emprunter l'oxygène dont ils ont besoin, oxygène qui sert du reste à leur respiration, et qui est rejeté de suite plus ou moins complètement à l'état d'acide carbonique.

Dans cette conception, toute cellule vivante ayant besoin d'oxygène, privée de ce gaz à l'état libre, et ayant la faculté de l'emprunter à des substances qui le contiennent à l'état combiné, serait un ferment pour ces substances. C'est là une théorie de la fermentation, très étroitement rattachée aux faits, comme on vient de le voir, et en outre très suggestive, car si elle élargit notablement le champ des cellules-ferments, elle restreint en même temps le champ des substances t'ermentescibles, en montrant que seules peuvent fermenter les substances capables de fournir à leur ferment de l'oxygène que ce ferment emploie à en brûler une partie. Toute substance fermentescible est capable par conséquent de subir une combustion intérieure, et cela en dégageant de la chaleur, car, puisqu'il y a une vie à entretenir, il faut qu'il y ait quelque part

une source de force. L'être vivant n'en produit pas; il en consomme : il en consomme pour édifier ses tissus, il en consomme pour les faire vivre. De sorte qu'une substance fermentescible, devant produire de la chaleur en subissant une combustion intérieure, devient dans une certaine mesure comparable à un corps explosif, coton-poudre ou nitroglycérine, qui irait se brûler peu à peu dans le laboratoire de la cellule de levure. Voilà la conception très simple que Pasteur appelait théorie physiologique de la fermentation.

Il faut croire qu'elle n'était pas claire, puisque, en laissant de côté des Du minores, des hommes comme Cl. Bernard et Berthelot n'ont pas réussi à la comprendre. Il est vrai que les grands esprits ne se pénètrent que difficilement les uns les autres. Nous avons vu Liebig rester sourd aux arguments de Pasteur et aveugle à ses démonstrations. Nous allons voirie même combat de nuit se poursuivre entre Bernard, Berthelot et Pasteur.