DISCUSSION ET RÉSUMÉ DES PRINCIPAUX RÉSULTATS

Lorsqu'on jette an coup d'œil d'ensemble sur les principaux résultats relatés précédemment, on est amené à des considérations d'ordre général qui vont être exposées maintenant. Les unes, les plus importantes, se rapportent à l’appareil vacuolaire ou vacuome, les autres aux constituants cytoplasmiques et aux colorants vitaux.

ART a TACUOME:

À. — Vacuome dans les méristèmes

L'évolution vacuolaire a été décrite dans les méristèmes des Gymnospermes où elle était inconnue jusqu'alors.

Toutes les cellules embryonnaires, même les plus jeunes, renferment un vacuome colorable vitalement par les teintures vitales vacuolaires (rouge neutre, bleu de crésyl, bleu de méthylène, bleu de Nil, etc..).

La forme de cet appareil est très variable, car elle change constamment sous l'influence des mouvements cytoplasmiques qui sont ainsi révélés dans les cellules les plus jeunes. Ce genre de déplacement paraît être différent du mouvement habituel décrit dans les cellules adultes et qui comporte une circulation des microsomes ou des plastes.

Lorsque la substance vacuolaire est demi-fluide, elle peut s'étirer comme une masse qui serait ductile et malléable et prendre par suite des pressions, en sens divers qu’elle subit l'aspect de filaments et de réseaux.

Lorsque la substance du vacuome est peu abondante, ce qui est souvent le cas dans ces cellules jeunes à cytoplasme

épais, les réseaux vacuolaires peuvent être d'une finesse extrême.

L'épaisseur de ces trabécules vacuolaires peut ne pas dépasser dans certains cas une fraction de & et j'ai noté à plusieurs reprises qu'il s'agissait de dimensions voisines des limites de la visibilité. On ne les voit nettement que parce qu'il s’agit de filaments colorés, car des corps colorés qui auraient dans toutes les dimensions l'épaisseur de ces éléments seraient probablement invisibles.

B. — Substances renfermées dans le vacuome

Les substances renfermées dans le vacuome sont certainement diverses. Il n’est pas possible dans l’état actuel de la biochimie de donner une idée, même approchée de la nature de ces substances dans la plupart des cas.

Question de la métachromatine

L'idée de M. P.-A. Dangeard d’après laquelle il existerait dans toutes les vacuoles une substance fondamentale, la métachromatine, est d’un très haut intérêt. Plusieurs de nos observations sont en faveur de cette hypothèse. Le fait que le vacuome possède toujours un pouvoir électif particulier visà-vis des colorants vitaux, quelle que soit la plante examinée et quelle que soit la cellule considérée est un argument puissant en faveur de l'hypothèse d’une substance ou d’un groupe de substances caractéristiques du vacuome.

Le fait aussi que des granules protéiques précipités se colorent parfois d’une manière intense dans le vacuome, la présence d’un liseré sidérophile autour des boules phénoliques, tout cela vient à l’appui des idées Dangeardiennes.

Plusieurs circonstances sont même de nature à renforcer la comparaison qu'a faite M. P.-A. Dangeard de la substance fondamentale du vacuome des Phanérogames et de la substance connue depuis longtemps chez les Protistes, les Champignons et les Algues sous le nom de métachromatine.

On sait que M. Guilliermond et ses élèves ont toujours protesté contre une assimilation entre la métachromatine des Champignons et la protéine contenue dans les vacuoles des Phanérogames. On doit s’en étonner car M. Guilliermond a été un des premiers à reconnaître dans les grains d’aleurone des Graminées, la présence d’une substance azotée très voisine de la métachromatine.

Les propriétés principales de la métachromatine consistent dans son pouvoir électif et la grande affinité qu'elle présente pour les colorants vitaux. Un autre caractère est la coloration qu'elle prend en coloration vitale. Cette propriété est due à la réaction alcaline de cette substance comme nous l'avons montré.

M. Guilliermond, dans ses recherches sur les vacuoles des Phanérogames, à commencé par attribuer leur propriété de fixer les colorants aux composés phénoliques qu'elles renferment. Pour cet auteur, les vacuoles qui étaient dépourvues dé composés phénoliques ne se coloraient pas vitalement.

Nos. observations sont venues démontrer que cette idée était erronée. Il y avait là une survivance:d’une ancienne idée de Pfeffer qui avait montré que les vacuoles riches en tannin fixaient particulièrement bien le bleu de méthylène. Il ést exact que, dans un tissu, les cellules tannifères fixent parfois très rapidement le bleu de méthylène alors que les éléments voisins restent incolores; mais, si l’on a la patience d'attendre quelques instants, on observe bientôt la fixation du colorant dans les cellules voisines qui sont dépourvues de composés phénoliques. .

Cette propriété fixatrice particulière des tannins est surtout sensible avec le bleu de méthylène ; avec le rouge neutre, ou le bleu de crésyl au contraire, dans une plantule de Pin, la coloration vitale se fait aussi bien et aussi vite dans les cellules sans tannin des cotylédons que dans l’épiderme tannifère de l’hypocotyle.

D'ailleurs, dans ce travail, il est facile de se rendre compte

que le vacuome a été très souvent coloré vitalement et souvent même avec grande facilité alors qu'il ne renfermait pas irace de composés phénoliques (cas des grains d’aleurone, cas des vacuoles des cellules embryonnaires).

La cause est donc entendue : la faculté de fixer les colorants vitaux est une propriété fondamentale du vacuome qui ne dépend pas des substances qui peuvent apparaître au cours de l’évolution, à l’intérieur de cet appareil.

Or, il semble satisfaisant d'admettre qu'un phénomène aussi général que celui-ci a pour support une substance particulière présente en toute occasion dans l'appareil vacuolaire.

Cette substance serait précisément la mélachromatine et il faudrait comprendre ce corps, non pas comme une entité chimique particulière bien définie, mais comme un groupement chimique de corps ayant un ensemble de propriétés communes.

On admet bien, chez les Végétaux, la présence d’une classe chimique très répandue constituée par les composés phénoliques qui peuvent être très variés et comprendre des corps tels que le fucosane des algues et les divers tannins des Phanérogames. Ces éléments appartiennent pourtant au même croupement parce qu'ils ont un ensemble de propriétés communes résultant de la présence d’une ou plusieurs fonctions phénoliques.

Pourquoi n’en serait-il pas de même en ce qui concerne la métachromatine. Dans ce cas, il s’agit d’une substance protéique certainement très complexe de sorte que ‘les particularités distinctives dans ce domaine ont souvent un caractère empirique ; lorsque M. A. Meyer a cru définir d’une manière très nette la métachromatine des Champignons, il n’a fait que donner une série de réactions dont la valeur intrinsèque est discutable.

Le fait que ces réactions de Meyer ne réunissent pas auprès des substances protéiques vacuolaires de tous les végétaux

ne prouve nullement, selon nous, que les protéines du vacuome n'ont pas un certain nombre de traits communs. Rappelons-nous que la chromatine du noyau n'est pas une substance parfaitement définie chimiquement et que cependant, on applique ce nom à toutes les substances fondamentales des noyaux. Par analogie, le nom de métachromatine appliqué comme le fait M. Dangeard au corps protéique contenu dans le vacuome est tout à fait justifié et possède une

profonde signification.

D. — Mode de formation des tannins

Ces corps sont très abondants dans la plupart des feuilles de Conifères. Nous croyons que l’un d'eux est l’acide ellagique que nous avons reconnu par un certain nombre de réactions dans les feuilles de l’'If (Taxus baccata).

Nos recherches montrent que les composés tanniques sont absents dans le massif initial de la tige, mais qu'ils apparaissent de très bonne heure dans les premiers mamelons foliaires.

Les cellules embryonnaires les plus jeunes possèdent donc un vacuome dépourvu de composés phénoliques. Ces corps apparaissent ensuite progressivement dans le système vacuolaire et leur formation constitue un simple épisode de l’évolution chimique des vacuoles dans certaines cellules. L’apparition de ces composés n’a aucune relation avec un état morphologique spécial du vacuome, mais elle détermine une réfringence spéciale de l’appareil qui devient alors très visible dans la cellule vivante.

L'élaboration des tannins n’est donc pas le fait de « mitochondries » comme plusieurs auteurs crurent le reconnaître dans ces dernières années, puisque ces corps sont toujours contenus dans le vacuome.

On sait que dans la période qui a précédé la notion d'un chondriome, les tannins ont été considérés comme prenant naissance soit dans les vacuoles ordinaires, soit dans des réservoirs spéciaux (vésicules à tannin) (Klerker, Gardiner, etc...).

Dangeard 15

Les auteurs figuraient dans une même cellule des vacuoles ordinaires non tannifères et des globules tanniques de consistance épaisse qui semblaient apparaître d’une manière indépendante avant de se déverser dans les vacuoles (Klerker).

Nous n'avons jamais rencontré de dispositions semblables. Lorsque le tannin apparaît dans ‘une cellule, il imprègne en même temps loutes les parties de l’appareil vacuolaire où sa concentration paraît être identique en tous les points à un instant donné. Jamais on n’observe deux sortes de vacuoles. Dans une des figures données par Klerker, il semble bien que l’auteur ait pris le noyau non coloré à la suite de l'action du bichromate pour une vacuole non tannifère.

E. — Réaction du suc vacuolaire

Le suc contenu dans le vacuome a toujours un caractère légèrement alcalin dans les cellules embryonnaires des méristèmes. Ce caractère imprime aux colorants vitaux un virage de teinte qui est un phénomène de métachromasie.

La cessation de l’alcalinité coïncide pour les cellules qui évoluent en éléments sécréteurs avec l'apparition des com- -posés phénoliques. Le suc vacuolaire devient alors légèrement acide.

Nos recherches montrent que l'emploi des colorants vitaux, en particulier celui du rouge neutre, peuvent servir à déterminer avec une précision assez grande quelle est la réaction

du suc vacuolaire.

F — Les vacuoles peuvent-elles naître (de novo »

Nos observations dans les bourgeons des Conifères ne sont pas en faveur d’une naissance de « novo » des vacuoles.

En effet, nous avons vu que, dans l’épiderme des jeunes feuilles par exemple, le tannin se formait de très bonne heure dans l'appareil vacuolaire, Il en résulte que si, à cette époque, il se produisait de nouvelles vacuoles directement dans le cytoplasme, on les distinguerait des autres plus anciennes par

Pr D BR

leur absence de tannin ; il nous paraît en effet difficile d’admettre qu'il puisse y avoir néoformation d'une vacuole qui aurait d'emblée des caractères qui se sont réalisés pour les autres vacuoles qu'après une évolution plus ou moins longue.

Or, le fait que toutes les parties du vacuome se montrent toujours au même stade d'évolution chimique exclut pour nous cette hypothèse.

Reste la question de savoir si les vacuoles ne peuvent pas se former de « novo » avant que l'élaboration du tannin ne se soit produite, mais alors il semble que les nouvelles vacuoles au moment de leur apparition se distingueraient des autres soit par leur taille plus petite, soit par leur caractère plus fluide ou au contraire plus épais ; or, on n'observe rien de semblable.

Nous croyons donc que le schéma, encore classique, de la formation des vacuoles dans les cellules de méristème est absolument démenti par les faits et qu'il n'existe aucune raison pour admettre une naissance de « novo » des vacuoles au sein du cytoplasme. Nous verrons que l'étude de l’aleurone apporte des arguments non moins forts en faveur de l'autonomie du vacuome.

G. — Aleurone.

Le point de départ de nos recherches sur l’aleurone à été l'observation suivante : en cherchant à colorer vitalement l'appareil vacuolaire d’une jeune plantule de Pin maritime, nous avons été surpris de constater que l’épiderme renfermait au lieu de vacuoles normales, un systèmé de filaments et de réseaux très fins dont l'existence était insoupçonnée.

En examinant des plantules de différents âges et des embryons de graine, la certitude a été acquise que ces éléments dérivaient directement des petits grains d’aleurone présents dans la graine et qu'ils se transformaient en vacuoles ordinaires dans leur évolution ultérieure.

Ces phénomènes d'évolution de l’aleurone ont alors été

suivis en détail chez le Pin maritime et d’autres Gymnospermes, puis chez le Ricin et chez les Graminées. :

La démonstration a été donnée que l’aleurone constitue un état particulier du vacuome dans les graines, dû aux conditions spéciales de vie ralentie et de faible teneur en eau qui

se rencontrent alors.

I. — Kormation des vacuoles dans une plantule | au cours de Ia germination

Lorsqu'une plantule germe, ses tissus s’hydratent et les cellules par conséquent deviennent riches en eau. Or, cet enrichissement en eau ne provoque pas l’apparition de vacuoles en des points quelconques du cytoplasme, mais tout l'appareil vacuolaire de la plantule s'édifie aux dépens des grains d’aleurone de la graine. On savait déjà que la plupart des grains d'aleurone se vacuolisent pendant la germination, mais on ignorait que c'était à le seule mode de naissance des vacuoles typiques. En un mot, nos recherches sur l’aleurone établissent ce fait très important que les vacuoles ne se forment jamais « de novo » au sein du cytoplasme pendant la période germinative.

C’est la même conclusion que celle à laquelle nous étions arrivés par l'étude des méristèmes.

Si quelque doute subsistait au sujet de ce résultat de nos recherches, il suffirait pour qu'il soit levé de se reporter à notre description de l’évolution de l’aleurone, donnée précédemment et aux figures qui lui correspondent. Nous Croyons que les faits que nous avons observés sont de nature à trancher le débat sur la genèse des vacuoles chez les Végétaux.

Le vacuome se comporte donc comme un système autonome de la cellule végétale.

L. -- Formation du tannin et de l’anthocyane dans les plantules

Chez les Conifères, lorsque l’aleurone s’est transformée en un système vacuolaire, on peut observer la formation de

tannin dans les cellules épidermiques. Un pigment anthocyanique se forme ensuite très souvent et sa production à toujours lieu dans des cellules qui étaient précédemment tannifères, comme si le pigment dérivait directement des composés

tanniques.

J. — Evolution de l’aleurone, chez le Ricin

et chez les Graminées.

Chez le Ricin, les phénomènes d'évolution de l’aleurone ont été observés pendant la maturation de la graine et pendant la germination. Nous avons montré qu'il existe une réversibilité très .remarquable dans l'évolution vacuolaire, car, pendant la maturation, on assiste à la transformation d'une grande vacuole en grains d’aleurone séparés et pendant la germination, une série de stades tout à fait comparables conduisent de nouveau à un état vacuolaire largement dilaté.

En outre, ces recherches permettent de distinguer chez le Ricin, à côté des grains d’aleurone typiques, bien connus de tous, de petits grains à structure différente, dépourvus des inclusions caractéristiques des précédents et qui sont seuls présents dans la couche périphérique des cellules d’albumen

C’est dans ces éléments de la périphérie de l’albumen qu’on observe ‘des filaments et des réseaux vacuolaires très remarquables soit avant maturation, soit pendant la germination des graines. Ces états vacuolaires n'étaient pas connus : leur connaissance est d’un grand intérêt, parce que, grâce à eux, nous surprenons sur le vif les mouvements très compliqués dont la cellule est le siège avant de passer dans l’état de repos qui caractérise la graine et que, d’autre part, nous assistons au réveil d’une activité comparable pendant la première période de la germination.

La production transitoire de ces réseaux aux dépens de l’aleurone paraît être un fait assez fréquent, car noûüs en avons décrit plusieurs exemples chez les Graminées (radicule de l'orge, du blé, jeunes feuilles de blé).

Do

Dans l’épiderme des jeunes racines de blé, les états vacuolaires filamenteux que nous avons découverts, ont une très grande ressemblance avec un appareil mitochondrial.

Cependant la formation de filaments et de réseaux, aux dépens des grains d’aleurone pendant leur évolution en vacuoles, n’est pas un phénomène général, car lorsque l’aleurone se trouve dans la graine sous forme de grains assez gros, ceux-ci se réunissent et se fusionnent ensemble par simple

contact après s'être suffisamment gonflés. K. — Foilen

Le fait d'avoir obtenu des colorations vitales dans les grains de pollen constitue une acquisition nouvelle dans l’histoire des colorations vitales.

Comme la poussière pollinique est formée de cellules ayant subi un desséchement considérable, il était très intéressant d'v démontrer la présence d’un vacuome et de faire connaître ainsi, que les substances vacuolaires ne sont pas des produits transitoires, mais qu'elles se conservent dans les circonstances les plus variées.

D'autre part, nous avons pu mettre en évidence des formes réliculées du vacuome dans plusieurs cas, au sein du cytoplasme des cellules génératives. En même temps, il existe une différence de réaction souvent très nette entre les substances vacuolaires dans les cellules végétatives et dans les cellules génératives, et les colorations vitales la mettent en évidence.

Ces recherches laissent prévoir que le vacuome se transmet par les gamètes eux-mêmes.

ART. 2. — CONSTITUANTS CYTOPLASMIQUES À. — Observations vitales sur les plastes

etles microsomes. Méristèmes des Gymnospermes.

Nous avons eu l’occasion d'examiner de très nombreuses cellules vivantes et d'y observer les plastes et les microsomes.

Les premiers ont généralement, dans les méristèmes une forme globuleuse ou bien leur aspect est celui de bâtonnets, parfois assez allongés (Larix), mais la forme filamenteuse n’a jamais été observée.

Chez le Lariæx, les éléments du plastidome sont en forme de bâtonnets allongés dans les cellules très jeunes et sont globuleux dans les cellules adultes. Chez le Cédrus, l'Abies, le Picea, le Taxus, les plastes sont granuleux ou bien en Courts bâtonnets dans les cellules embryonnaires, tandis qu'ils sont globuleux ou elliptiques dans les cellules adultes.

Les plastes, dans l’épiderme des jeunes feuilles de Conifères, forment de l’amidon de très bonme heure : dès les premières ébauches foliaires, on les trouve chargés ordinairement d’un produit de nature amylacée, qui se colore en brun par l’eau iodée. Cette élaboration a lieu dans toute l'étendue du plaste qui paraît être imprégné d'amidon d’une manière homogène.

Les microsomes ont été observés constamment dans les cellules épidermiques : nous avons fréquemment assisté à leurs déplacements au sein du cyltoplasme. Ces faits sont bien connus depuis les travaux de M. P.-A. Dangeard. Jamais ces crains, dans une cellule normale, ne sont animés de mouvements browniens malgré leur taille réduite (un & et même moins). Ils réduisent légèrement l'acide osmique.

Nous n'avons pas constaté qu'il v eut, en dehors des plastes, parmi les granulations du cytoplasme deux sortes d'éléments dont les uns seraient des granulations lipoïdes et les autres

des mitochondries inactives.

Pollen. — Dans les cellules polliniques des Gymnospermes, nous avons trouvé en dehors du vacuome, des plastes généralement amylifères et des microsomes qui ont les caractères ordinaires. Ces éléments s’observent dans les cellules vivantes. Chez l’'If (Taæus baccala), nous avons constaté que l’amidon, très abondant avant maturation du pollen, disparaissait complètement dans le pollen mür. Ces observations ont été faites non seulement dans les cellules végétatives, mais encore dans

les cellules génératives lorsque le pollen mûr est pluricellulaire (Biota, Cephalotaxzus, Cupressus, Gingko). Elles établissent que les cellules pollimiques sont des éléments complets renfermant un vacuome, un plastidome et un sphérome.

ART. 3. — OBSERVATIONS SUR LES CELLULES APRES FIXATION ET COLORATION (Méthode de Regaud) °

On a ignoré longtemps qu'il y eut un système vacuolaire dans les cellules jeunes des méristèmes. Cet appareil se trouvant alors fréquemment sous forme de canalicules très fins, ne peut pas être mis en évidence au moyen des méthodes de fixation ordinaire. Ceci est évident : pour que ces minces boyaux situés au sein du cytoplasme, se retrouvent sur des coupes d'objets fixés, il faut et il suffit que le cytoplasme luimême soit très bien conservé. Or, ces conditions ne sont réalisées qu'avec l'emploi de .fixateurs cytoplasmiques que l’on a encore appelés « fixateurs mitochondriaux ». Les principaux de ceux-ci sont les solutions employées par Altmann, Benda, Meves, Laguesse, Regaud.

Nous avons fait choix du fixateur de Regaud qui nous a donné les résultats suivants concernant le vacuome.

A. — Méristèmes des Gymnospermes

Vacuome. — Dans les cellules embryonnaires, le vacuome

se retrouve à l’état de petites vacuoles arrondies ou de canalicules complètement incolores dans lesquelles on ne trouve que de rares granulations colorées.

Dans les cellules où commence l'élaboration du tannin, le vacuome se colore en noir très fortement et dans son ensemble : on peut observer alors des réseaux vacuolaires entièrement colorés par l’hématoxyline ferrique (Cèdre, Abies).

Dans les éléments où un composé tannique abondant s’est formé, celui-ci apparaît comme une masse jaune d’or entourée d'une écorce noire formée par une précipitation de métachro-

matine à sa surface. Il en résulte un aspect qui à été décrit récemment à tort comme une des phases de l'élaboration des composés phénoliques par des mitochondries.

Plastidome. — Les plastes se colorent en noir par la méthode de Regaud et leur forme n'est pas altérée en général. Cependant chez le Larix, les plastes qui sont naturellement en bâtonnets allongés dans les cellules, se retrouvent sous forme de petits éléments onduleux sur les préparations fixées.

Sphérome. — Les microsomes ne sont pas toujours colorés au moyen de la méthode de Regaud. Pour les mettre en évidence avec une grande netteté il faut, comme l’a montré M. P.-A. Dangeard se servir de préférence du liquide de Laguesse.

B. — Aleurone

L'aleurone constitue un état particulier du vacuome dans la graine. L’accumulation d’une matière protéique voisine de la métachromatine dans les grains d'aleurone rend ceux-ci très chromatiques : aussi se colorent-ils d’une façon très intense par la méthode de Regaud.

Ces caractères, qui sont aussi ceux des plastes, pourraient amener une confusion avec ces derniers. D'autant plus que, dans certains tissus, les grains d’aleurone sont très petits (méristèmes de l'embryon du Pin maritime, cellules périphériques de l’albumen du Ricin). On les reconnaît cependant à leur taille ordinairement plus grande que celle des plastes et au fait qu'ils se colorent d’une façon plus intense que les plastes par l’hématoxyline ferrique.

Nous insistons sur ce point que les propriétés chromatiques des grains d’aleurone, constituent un nouvel exemple d’une coloration d'ensemble du vacuome par une méthode mitochondriale. |

Au cours de la germination, les grains d’aleurone se transforment en vacuoles et pendant cette période, le suc vacuolaire se diluant de plus en plus, on assiste à une coloration

progressive des éléments du système. Sur les plantules les plus jeunes, la protéine des vacuoies aleuriques étant encore très abondante, il se produit une coloration noire de tout le contenu vacuolaire qui se montre souvent sous l'aspect d’un fin précipité granuleux (Pin maritime, Ricin). Plus tard, le suc est devenu très fluide et la vacuole n'est plus occupée que par des granules précipités, soit sur les parois, soit autour des inclusions encore intactes (Ricin).

I est remarquable de retrouver sur les préparations fixées tous les états vacuolaires observés dans les cellules vivantes fusions des vacuoles aleuriques ensemble, précipitations diverses de la protéine).

Cependant pour les cellules à très petits grains d’aleurone (cellules épidermiques de Pin maritime, méristèmes de Pin, cellules périphériques du Ricin), on ne peut pas retrouver nettement, après fixation, les réseaux vacuolaires que l’on observe dans les cellules vivantes après coloration vitale. C’est là un exemple parmi beaucoup d’autres de Ia supériorité de la méthode vitale quand il s’agit de recherches délicates sur les vacuoles.

Chez le Ricin, nous avons donné pour les cellules d’albumen des descriptions plus exactes que celles qui avaient été fournies jusqu'alors. Elles correspondent assez bien aux figures qu’en ont publié M. Beauverie et plus récemment M. Mottier, mais nous avons précisé plusieurs points particuliers, grâce aux connaissances que nous avions acquises précédemment au moyen d'observations vitales.

Par contre, nous n'avons pas retrouvé dans les cellules d'albumen la structure qui a été décrite récemment par M. Guilliermond : nous n'avons pas observé, en effet, de «chondriocontes » très allongés et sinueux dans le cytoplasme des cellules d’albumen et les plastes s’y trouvent seulement sous forme de grains ou de courts bâtonnets.