CARBONE HYDROGÈNE OXYGÈNE AZOTE

1 gramme de graine sèche de Froment contenant, avant la

germination.. ...... 0?r,40G 0?r,0ù8 0er,4il 0*r-035

après la germination ne pèse plus que 0«r,841, et ne contient plus que. 0 ,397 0 ,051 0 ,557 0 ,030

Pertes 0 .009 0 .007 0 ,084 -0 ,001 *

1 Annales de chimie et de physique. IIe série. 1838. Tome •LXVIf, page 5.

Pendant la germination , les graines, au lieu de créer des matières organiques, détruisent donc une partie de celles dont elles se composent. Les graines de Trèfle ont perdu les 0,167 et les graines de Froment les 0,159 de leur poids. Cette perte porte inégalement sur le carbone, l’hydrogène et l’oxygène. La quantité d’azote reste la meme; la légère différence trouvée dans les graines de Froment rentre dans les limites des erreurs possibles et doit être négligée.

La perte de carbone, dans les deux cas, et surtout pour le Trèfle, est telle que, conformément aux expériences de de Saussure, la graine a dû emprunter de l’oxygène à l’air pour faire de l’acide carbonique. Mais il est remarquable de voir que l’oxygène et l’hydrogène perdus ne sont pas dans les rapports nécessaires pour faire de l’eau. Pour les graines de Trèfle, l’oxygène éliminé n’est pas en suffisante quantité pour brûler l’hydrogène; c’est le contraire pour les graines de Froment.

Dans l’acte de la germination, tout lie se borffe donc pas, comme le pensait de Saussure, à une élimination d’acide carbonique et d’eau. Les phénomènes chimiques de cette première période de la vie du végétal sont plus complexes. Les analysés de M. Boussingault démontrent qu’une partie du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène perdus est éliminée sous forme d’une combinaison ternaire

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non gazeuse. M. Boussingault, ayant constaté une réaction acide, en faisant germer des graines sur du papier de tournesol, pense que le corps ternaire formé est un acide qui s’échappe sous forme de vapeurs, lorsqu’on dessèche la graine germée avant d’en faire l’analyse.

Dans un travail sur la germination, M. Th. de Saussure1 a démontré que les graines oléagineuses brûlent une partie des matières grasses qu’elles renferment. Dans ce cas, le volume d’oxygène absorbé l’emporte notablement sur celui de l’acide carbonique exhalé. La graine oléagineuse, pendant la germination, brûle évidemment du carbone et de l’hydrogène comme un animal*.

Tout démontre donc que, pendant la germination, la graine emprunte à l’air une certaine quantité d’oxygène et brûle une partie de ses matières organiques constituantes. Cette réaction est la véritable source de la chaleur que dégagent les graines réunies en masses plus ou moins considérables dans les germoirs, et rend compte de l’excès de température qu’elles acquièrent.

En résumé, la fleur et la graine qui germent ont avec l’atmosphère les mêmes rapports qu’un animal; elles lui empruntent de l’oxygène, brûlent de la matière organique et produisent de la chaleur.

1 Bibliothèque universelle de Genève. 1842. Tome XL, page 508.

La faculté de former de la matière organique de toutes pièces avec des éléments minéraux appartient donc exclusivement aux surfaces vertes des plantes; et encore n’est-ce que sous l’influence de la lumière solaire directe ou diffuse que ces surfaces vertes jouissent de cette faculté. C’est, en effet, seulement pendant le jour qu’elles absorbent l’acide carbonique, le décomposent, assimilent le carbone et rendent l’oxygène à l’atmosphère; véritables appareils de réduction, elles utilisent la chaleur solaire pour effectuer ce travail intérieur, et emmagasinent de la force en créant des matières organiques combustibles douées d’une grande énergie potentielle; pendant la nuit, elles deviennent, elles aussi, un appareil de combustion de très-faible intensité; elles empruntent de l’oxygène à l’air, brûlent une partie des tissus de la plante et produisent de la chaleur.

Les expériences de M. Boussingault démontrent l’existence d’une solidarité bien remarquable entre ces deux fonctions opposées que les surfaces vertes exercent alternativement et périodiquement. Les feuilles, en effet, peuvent être conservées longtemps séquestrées dans l’obscurité et dans un milieu contenant de l oxygène , sans perdre la faculté de décomposer l’acide carbonique sous l’influence de la lumière. Mais, quand on les conserve un certain temps dans l’obscurité et dans de l’hydrogène, de l’azote ou de l’hydrogène protocarboné, ou même dans de

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l’acide carbonique, elles éprouvent une sorte d’«$pliyxie ; cette trop longue privation d’oxvgènc leur enlève complètement la faculté de réduire l’acide carbonique. Pour se nourrir, se développer, créer, sous l’influence de la lumière, de la matière organique aux dépens des éléments minéraux du milieu ambiant, la plante doit donc, par ses surfaces vertes et par intervalles, respirer comme un animal, c’està-dire absorber l’oxygène de l’air et brûler une partie de ses propres tissus.

Pour compléter l’histoire des rapports du végétal avec le milieu ambiant, nous devons chercher à déterminer par quel mécanisme et aux dépens de quels éléments s’opère le développement de la jeune plante, lorsqu’elle est constamment maintenue dans l’obscurité. M. Boussingault 1 a traité cette importante question avec sa supériorité habituelle dans un très-remarquable travail de physique végétale.

Indépendamment de l’embryon, véritable plante en miniature, organe d’un très-petit volume, qui fournira plus tard les racines, la tige et les feuilles, la graine contient un dépôt de substances amylacées, grasses et albuminoïdes accumulées dans le périsperme ou dans les cotylédons. Tant que dure la germination proprement dite, l’embryon respire comme un animal, absorbe l’oxygène de l’air, mo-

1 Annales de chimie et de physique. IVe série. 1868. Tome XIII, page 219.

clific les éléments organiques du périsperme ou des cotylédons et les utilise pour former ses tissus propres. Cette évolution du germe s’accompagne constamment d’un développement de chaleur et d’une exhalation d’acide carbonique, résultats de la combustion d’une partie des matériaux organiques de la graine. — Bientôt la tige porte des feuilles épanouies; la végétation commence; l’appareil foliacé, sous l’influence de la radiation solaire, absorbe et décompose l’acide carbonique; la plante laisse échapper l’oxygène, retient le carbone et augmente de poids. Mais nous savons que cette assimilation du carbone n’a lieu que sous l’action de la lumière; dans l’obscurité, les feuilles perdent du carbone, comme en perdent en toute circonstance l’embryon et les racines.

«Une plante, dit M. Boussingault, pendant toute la durée de son existence, est donc réellement soumise à deux forces antagonistes tendant, l’une à lui soustraire, l’autre à lui fournir de la matière, et, selon que l’une de ces forces dominera l’autre, le poids de la plante diminuera ou augmentera.

« L’indice de la supériorité de la force assimilatrice est, de la part du végétal, une émission d’oxygène, quoiqu’il n’y ait pas seulement du carbone assimilé. L’indice de la supériorité de la force éliminatrice est une émission d’acide carbonique, bien qu’il n’y ait pas uniquement du carbone éliminé.

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Suivant le rapport existant entre les deux forces que je viens de mentionner, rapport évidemment déterminé par l’intensité de la lumière et de la température, une plante produira de l’oxygène ou de l’acide carbonique en proportions fort variables, ou bien n’émettra ni l’un ni l’autre de ces deux gaz. C’est ainsi qu’il peut arriver que l’organisme d’un végétal placé dans un lieu faiblement éclairé reste en quelque sorte stationnaire pendant des mois entiers, comme j’ai eu l’occasion de l’observer. »

M. Boussingault s’est demandé ce qui adviendrait si on laissait l’embryon d’une graine se développer dans l’obscurité , c’est-à-dire dans des conditions telles que, les feuilles ne pouvant jamais décomposer l’acide carbonique de l’air, la force éliminatrice persiste seule. — Nous devons nous contenter ici d’analyser l’expérience relative à la végétation du Maïs ; les autres graines soumises simultanément à ce genre d’observation ont donné des résultats identiques.

M. Boussingault a semé 22 graines de Maïs dans un sol de pierre ponce humecté avec de l’eau et les a laissées se développer dans une chambre obscure. Au bout de vingt jours, chaque plant portait trois feuilles d’un jaune pâle dont les plus grandes avaient 50 centimètres et les plus courtes 8 centimètres de longueur; les tiges avaient 8 à 10 centimètres de hauteur sur 5 à 4 millimètres de

diamètre. Les racines, d’un blanc mat, étaient contournées, très-déliées; quelques-unes de ces fibrilles mesuraient 28 centimètres.

Les 22 graines ensemencées contenaient lgr,202 d’eau et 8gr,636 de matière sèche.

Les 22 plants récoltés contenaient 68gr,731 d’eau et seulement 4gr,529 de matière sèche.

Pendant leur développement, ces 22 plants avaient donc emprunté au sol et fixé 67gr,529 d’eau; en même temps, près de la moitié de la matière sèche des graines, 4gr,107, avait été détruite. Poussant plus loin l’analyse, M. Boussingault a montré que les plants contenaient exactement la même quantité de matières minérales et de substances albuminoïdes que les semences ; la perte avait donc exclusivement porté sur les matières grasses et amylacées. Il s’est assuré enfin que, pendant la végétation, une certaine quantité d’amidon avait été transformée en glucose et en cellulose et assimilée par les plants.

Lorsque la végétation s’opère dans l’obscurité et sur un sol dépourvu de toute espèce d’engrais, la plante donc n’emprunte rien à l’air ambiant et forme les parties solides de ses tissus aux dépens des matériaux organiques de la graine. Mais comme, dans ces conditions, l’absorption de l’oxygène, la combustion des matières organiques et l’exhalation d’acide carbonique continuent, il en résulte qu’après

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dessiccation, la plante parvenue à son maximum de développement pèse en réalité beaucoup moins que la graine qui lui a donné naissance. Ces expériences établissent nettement que, dans l’obscurité, une plante développée, ayant tige, feuilles et racines, se comporte comme un animal, que la durée de son existence est limitée et dépend de la quantité de matières organiques déposées dans la graine, à côté de l’embryon, pour lui servir de nourriture. Comme l’animal, la plante dans l’obscurité absorbe donc l’oxygène de l’air, brûle les matières grasses et amylacées de ses aliments, produit de la chaleur, de l’eau et de l’acide carbonique.

L’identité ne s’arrête pas là; elle est complète. Si l’animal modifie par la combustion une partie de la matière albuminoïde de ses aliments et la transforme par combustion en un composé azoté cristallin, Y urée, que l’on rencontre dans ses excrétions, la plante, dépourvue d’organes excréteurs, fait subir à l’albumine de la graine une modification de meme nature et la transforme en asparagine, principe azoté cristallin, qui s’accumule dans les sucs dont ses cellules sont remplies.

Ainsi donc, en résumé, — dans les conditions physiologiques normales :

Pendant toute la durée de la germination, l’embryon se développe aux dépens des matériaux orga-

niques de la graine, absorbe de l’oxygène, exhale de l’acide carbonique et produit de la chaleur.

En tout temps, les racines et les fleurs absorbent l’oxygène de l’air, exhalent de l’acide carbonique, vivent aux dépens des matières organiques de la plante qu’elles brûlent et produisent de la chaleur.

Dans l’obscurité, la plante tout entière, et par tous ses organes, se conduit comme un animal, consomme de l’oxygène, exhale de l’acide carboneque, brûle ses propres tissus et produit de la chaleur.

C’est seulement sous l’influence de la radiation solaire directe ou diffuse que les parties vertes du végétal utilisent la chaleur extérieure pour façonner la matière minérale et la transformer en matière organique.

L’énergie potentielle de la matière organique fabriquée pour la plante ne représente donc que la chaleur empruntée à la radiation solaire.

Lorsqu’il brûle, dans ses capillaires généraux, les matières alimentaires fournies par le règne végétal, l’animal ne rend disponible et ne peut utiliser qu’une quantité de force vive calorifique équivalente à la chaleur empruntée par la plante à la radiation solaire.

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