II

5€ couple : 7290 D 31 39 66 1301 (o 19 17 30

ER Re er. 29

6e couple : 2297 o 65 D8 123 1302 (o 54 54 119

1429 te) 6o 6o T2

1918 te 49 36 85

I est facile de voir, par ces exemples, que st dans chaque lot de cinq à huit jours de ponte d’une même femelle, la proportion de et de @ se trouve sensiblement comparable, il n’en est plus de même du nombre moyen de descendants, par jour, observé dans les différents lots successifs. Le résultat est qu’une ponte partielle de cinq jours au plus ne peut donner qu'une idée très inexacte de ce qu'aurait été la fertilité du couple si celui-ci avait été suivi pendant un mois au moins où mieux Jusqu'à lPépuisement de sa capacité reproductrice.

Je ferai remarquer que les différences d'amplitude assez gran-

des que l’on relève dans les pontes d’une même femelle, pendant les périodes successives de cinq jours, ont été observées, bien que les conditions de température (24°) et de constitution du milieu nutritif soient restées en apparence rigoureusement comparables. Une étude plus approfondie montra que ces différences étaient cependant dues, en grande partie, à des variations minimes dans le degré de sécheresse ou d'humidité de la surface du milieu.

Cette observation, qui prouve qu'il suffit de changements infimes dans les circonstances extérieures pour faire varier beaucoup la fertilité apparente des Mouches, me ramène à la deuxième critique que Jai été amené à formuler. Le moment est venu de préciser davantage cette dépendance de la capacité de reproduction des Drosophiles vis-à-vis des facteurs du milieu, et d'établir la nécessité d’uniformiser les conditions d'élevage pour rendre valables les recherches relatives à Fhérédité de la fécon-" dité et de la fertilité.

RECHERCHES PERSONNELLES SUR LES FACTEURS EXTERNES DE LA FÉCONDITÉ ET DE LA FERTILITÉ

. La plupart des expériences que je vais rapporter ont consisté à étudier comparativement la fécondité et la fertilité de Mouches élevées, soit dans de bonnes conditions de nutrition, soit dans des conditions de nutrition défectueuses, les autres constituants du milieu restant constants (26).

Avant d'exposer les résultats de ces recherches, je dois, pour en faciliter Pinterprétation, indiquer comment se comportent les Drosophiles sur les milieux riches ou pauvres et montrer comment lintensité de la nutrition retentit, non seulement sur la durée de la croissance, mais aussi sur l'accumulation des réserves du tissu adipeux, c’est-à-dire sur lélaboration des matériaux dont la nymphe aura besoin pour la multiplication de ses cellules imaginales et le développement de ses éléments génitaux.

1° Comportement des Drosophiles sur milieu riche, — Ce milieu est constitué par de la Levure de boulangerie, pressée, diluée dans Peau, dans la proportion de r pour 3, puis incorporée à du coton hydrophile et enfin stérilisée à l’autoclave à 120°.

À 23°, sur ce milieu, le développement, depuis le moment où les œufs sont pondus jusqu’à celui de Péclosion des premières mouches se fait en onze à douze jours, dont six à sept jours correspondent à la durée du développement larvaire et cinq à la période de métamorphose. Pratiquement, dans les élevages aseptiques, tous les œufs fécondés aboutissent à des Mouches, les cas de mort accidentelle des larves ou des pupes demeurant excessivement rares.

2° Comportement des Drosophiles sur milieu pauvre. — Ce milieu est constitué par un fragment de Pomme de terre, taillé en forme de parallélipipède et introduit dans un tube renfermant déjà du coton hydrophile imbibé d’eau : le tout est stérilisé à l’autoclave à 120°.

Sur ce milieu le rendement dépend essentiellement de Pétat de

la surface et, par suite, de la qualité et du mode de préparation de la Pomme de terre. Certaines Pommes de terre, même après stérilisation, restent dures et sèches; les larves errent alors à la surface du milieu et meurent au bout de quelques jours sans avoir pu se nourrir. Lorsqu'au contraire la surface de la pomme de terre est molle et humide, un certain nombre de larves peuvent pénétrer à l’intérieur de l'aliment, y creuser des galeries et, surtout lorsque les larves sont nombreuses, réduire la Pomme de terre en une sorte de bouillie dont elles se nourrissent. Cette transformation résulte incontestablement du broyage opéré par les larves et de l’action de leurs sucs digestifs. Elle ne provient pas d’une contamination accidentelle par des levures ou des bactéries, car dans chaque cas le milieu fut trouvé stérile après examen.

__® cas. Pomme de terre dure. — Expérience : 46 © furent réparties dans dix tubes de pomme de terre où elles furent laissées pendant quatre jours. Le tableau suivant indique pour chaque tube le nombre des larves observées, celui des pupes et des Mouches écloses, ainsi que les temps (exprimés en jours) au bout desquels pupes ou Mouches apparurent.

288 E. GUYÉNOT

Numéro à Nombre Nombre Pupes Nombre Mouches des Nombre de de au de au tubes Eee larves pupes bout de mouches bout de

DA 19 58 4 19-22 Jours 3 24-31 jours

Sur un total de 361 larves, 23 seulement réussirent donc à se ‘transformer en pupes, et cela au bout d’une durée de 19 à 27 Jours, alors que sur les milieux témoins (Levure) les pupes sont formées au bout de six à sept jours. Parmi ces pupes un certain nombre étaient d’ailleurs mal formées, arquées ou déprimées. Toutes étaient petites, quelques-unes n'étaient autre chose que des larves, dont la peau s'était desséchée et avait jauni, sans qu'elles aient revêtu la forme caractéristique du puparium.

Parmi ces 23 pupes, huit seulement réussirent à évoluer jusqu'à la Mouche adulte. La métamorphose, dans les quelques cas où elle put s’effectuer, dura de cinq à huit jours, c'est-à-dire fut généralement moins rapide que celle des témoins. Les Mouches naquirent au bout de 4 à 3r jours au lieu de 11 à 12.

2° Pomme de terre molle. — Expérience : 35 © furent transportées dans autant de tubes de Pommes de terre où elles restèrent quatre jours. Les larves réussirent à pénétrer dans la Pomme de terre qu'elles creusèrent de galeries et dont elles se nourrirent. Sur environ 700 larves, 549 se transformèrent en pupes au bout de 15 à 25 jours et 121 pupes donnèrent naissance à des Mouches en 20 à 30 jours. Il y eut donc une mortalité encore considérable des larves et des pupes, mais le pourcentage des individus atteignant l’état adulte fut beaucoup plus élevé que dans le cas précédent. La durée du développement resta cependant très augmentée par rapport à celle des témoins. Dans ces conditions de mauvaise nutrition, il existe, ainsi que je l'ai déjà

noté à propos des divers milieux nutritifs artificiels, des différences considérables entre les divers individus.

Tandis qu'un nombre plus ou moins élevé de larves, se trouvant par hasard dans des parties sèches et dures, ne se nourrissent qu'à peine et n'aceumulent aucune réserve dans leur tissu adipeux, d’autres se trouvant dans une région plus molle de la Pomme de terre (par exemple au voisinage du coton imbibé d’eau) peuvent facilement pénétrer à l’intérieur, S'y nourrir, grossir et accumuler des substances de réserve. Des larves restées maigres pendant plusieurs jours, mais amenées, au hasard de leurs pérégrinations, dans les parties de la Pomme de terre déjà creusées ou digérées, réussissent, bien qu'avec un retard marqué sur leurs devancières, à se nourrir à leur tour. On observe dans le même tube des larves de toutes les tailles, des individus maigres et sans réserves, d’autres gras et pourvus de réserves assez abondantes. Les premiers meurent plus ou moins précocement, les autres sont susceptibles, selon les circonstances, de se transformer en pupes d’une façon plus ou moins rapide. Certaines larves persistent sous cet état pendant une durée parfois considérable ; j'ai ainsi constaté la présence de larves vivantes, au bout de 4r, 52, 56, 67 et même 72 jours.

Les pupes provenant des larves très pauvres en inclusions adipeuses ne tardent pas à se dessécher puis à mourir ; les cellules imaginales commencent bien à se multiplier, mais cette multiplication s'arrête bientôt, faute d’être alimentée par les réserves nécessaires. Lorsque les réserves sont plus abondantes, la métamorphose aboutit à la formation d’une nymphe, mais celle-ci meurt souvent à un stade plus ou moins précoce (nymphe à yeux non encore colorés, à yeux Jaune orange, à yeux rouges) suivant l'intensité des réserves. Enfin une plus grande richesse en réserves permet à la métamorphose de continuer Jjusqu’à l’éclosion de la Mouche.

Les Mouches nées dans ces conditions sont toujours petites par rapport aux témoins et ne mesurent souvent que la moitié de la taille ordinaire (Mouches naines). Beaucoup présentent diverses malformations d’ailleurs non héréditaires (œil incomplet d’un côté, ailes atrophiées ou ballonnées, pattes déviées et parfois repliées sur le dos, abdomen dévié d'un côté par raccourcissement d’une des parois latérales, etc.). L’abdomen de ces

290 E. GUYÉNOT

Mouches, même lorsqu'il est de forme normale, paraît généralement rempli seulement par une grosse goutte d’un liquide transparent. Dans d’autres cas, il est ratatiné et parait presque vide (fig. 3, pl. HP).

Quelques-unes de ces Mouches sont assez vigoureuses ; d’autres au contraire sont faibles, se trainent difficilement sur leurs pattes. Beaucoup meurent dès les premières heures, sans avoir pu étaler leurs ailes ou même restent emprisonnées dans le puparium.

Il est bien évident que les mauvaises conditions de nutrition larvaire qui retentissent si fortement sur la rapidité du développement, sur la vigueur des organismes arrivés à l’état adulte ne sont pas sans modifier beaucoup aussi le degré de maturité génitale que présentent les Mouches au moment de léclosion.

Influence des conditions de nutrition des larves sur le développement des glandes génitaies

Lorsque des larves, élevées dans de bonnes conditions, arrivent au terme de leur croissance, les ébauches génitales qu’elles renferment constituent deux masses arrondies, situées dans le tiers postérieur du corps et rattachées aux deux principales bandes longitudinales de tissu adipeux (fig. 4, pl. IV).

Ces ébauches génitales sont formées de grosses cellules polygonales, généralement disposées en files, dont le noyau très volumineux renferme un gros nucléole et un réseau assez lâche de chromatine. À lPun des pôles se trouvent leS cellules mères, petites, souvent mal individualisées, dont dérivent les précédentes. Les cellules les plus grosses se trouvent au pôle opposé.

C'est à ce stade que sont encore les ébauches génitales, au début de la métamorphose, tant que la pupe est blanche. Elles ne tardent pas à être le siège d’une intense prolifération qui aboutit à la formation des gaines ovariques ou testiculaires. Les Mouches étant müres génitalement à Péclosion, 1l est facile de suivre, sur des coupes de pupes de divers âges, toute la série des processus de différenciation des glandes génitales (fig. 3, pl. IV).

C'est ainsi que lon voit se former, dans les gaines ovariques, de petits amas cellulaires comprenant des cellules à noyaux

volumineux et à protoplasma granuleux qu'entourent, en une assise plus ou moins régulièrement ordonnée, des cellules épithéliales beaucoup plus petites. Ces follicules ovariens sont disposés le long de la gaine ovarique, à la façon des grains d’un chapelet, les plus gros se trouvant les plus éloignés de lextrémité aveugle, centre de prolifération (fig. 1, pl. IV).

Dans la suite, les grosses cellules de chaque follicule augmentent considérablement de volume; elles se chargent de substances de réserve et leur noyau devient énorme. En même temps, les cellules épithéliales s’étalent autour de l’amas des grosses cellules, en une couche régulière et continue (fig. 5, pl. HD.

À un stade plus avancé, on constate que l’une des cellules centrales, plus grosse que les précédentes, reste seule entourée par les cellules folliculaires : c’est celle qui deviendra l’ovule (fig. 2, pl. IV). Les autres cellules, cellules vitellogènes, continuent à grossir et à accumuler des réserves. Mais elles sont finalement absorbées par l’ovule.et leurs réserves servent à l’élaboration du vitellus nutritif.

Sur une coupe d’une nymphe prête à éclore, on peut trouver ainsi, dans les gaines ovariques, tous les stades de l’'ovogénèse, avec, en plus, un certain nombre d’ovules entièrement développés (jusqu’à 4o) et prêts à être pondus (fig. 2, pl. IP.

Telles sont, brièvement résumées, les principales phases de l’ovogenèse que l’on observe normalement au cours de la métamorphose et qui continuent à se dérouler pendant toute la vie des imagos. Lorsque les larves se trouvent dans des conditions défectueuses de nutrition, la croissance des ébauches génitales est, par contre, beaucoup plus lente, au point que les imagos naissent avec des ovaires ne renfermant aucun ovule entièrement différencié, mais seulement quelques follicules à des stades plus ou moins avancés.

C’est ainsi que les larves, élevées sur des milieux nutritifs artificiels ne leur permettant pas d’élaborer les réserves adipeuses nécessaires, présentent des ébauches génitales qui restent extrêmement petites pendant toute la vie larvaire. C’est ce que l’on constate sur des larves nourries avec la peptone seule (fig. r, pl. ID) ou la peptone additionnée d’hydrates de carbone. Lorsqu’au contraire, le milieu renferme de Pautolysat de Levure (fig. 10, pl. I), ou, ce qui est mieux, de lautolysat et de la lécithine, les ébau-

292 É. GUYÉNOT

ches génitales se développent normalement en même temps que le tissu adipeux devient le lieu de dépôt d’abondantes substances de réserve.

Sur les milieux naturels, peu nutritifs, tels que la Pomme de terre, les glandes génitales présentent, de même que le tissu adipeux, un développement très inférieur à celui des témoins élevés sur Levure. Même chez les larves les plus favorisées, Îles ébauches génitales restent petites, ne mesurant guère, au moment de la pupaison, que le tiers ou le quart des dimensions normales (fig. 5, pl. IV). Pendant la métamorphose, la différenciation des tubes ovariens se fait, mais les processus d’ovogenèse s'arrêtent à des stades parfois très précoces. Aussi les femelles naissentelles en général sans renfermer un seul œuf prêt à être pondu ; bien souvent, l'ovaire ne contient que quelques rares follicules ovariens, à des stades plus où moins avancés (fig. 3, pl. I). L'abdomen de ces femelles est souvent ratatiné. I ne contient que de rares cellules adipeuses. On observe, en ce qui concerne la spermatogenèse, des phénomènes de même ordre, bien que généralement moins marqués.

Il'existe un parallélisme complet entre le degré de développement des glandes génitales et l'amplitude des réserves accumulées dans le tissu adipeux. Il en résulte que toute nutrition insuffisante exerce une influence considérable sur le développementdes glandes sexuelles et par suite sur apparition de la maturité génitale des adultes. Les conditions de nutrition doivent donc retentir nécessairement aussi sur la fécondité apparente des imagos.

Expériences montrant l'influence de la nutrition des larves ou des adultes sur la fécondité

Expérience A. 1" parlie. — 46 femelles, sœurs, nées en élevages aseptiques sur Levure, dans le même bocal, agées de h Jours, fécondées et ayant déjà pondu pendant au moins 48 heures sur Levure, sont réparties dans 10 tubes de Pomme de terre où elles sont laissées pendant 4 jours.

Ces femelles sont ensuite transportées individuellement dans autant de tubes de Levure où on les laisse 48 heures.

Après un nouveau passage de 4 jours sur Pomme de terre et un passage ultérieur de 5 jours sur Levure, les femelles sont enfin

transportées pour la troisième fois sur Pomme de terre où elles sont laissées pendant 6 jours, puis elles sont fixées en vue de l’étude histologique de leurs ovaires et de leurs réceptacles séminaux.

Le tableau suivant (p. 294) représenteles pontes de ces diverses femelles, dans les différents milieux où elles ont successivement vécu.

La ponte moyenne par jour qui était de 0 à 25 œufs avant l'expérience, dans les conditions normales (sur levure), s’abaisse à 3,23 pendant les { jours du premier passage sur Pomme de terre, ce qui est dû non seulement à un retentissement direct de la mauvaise nutrition, mais aussi, ainsi que cela a été observé directement, à une suppression de la ponte par inhibition, pendant les premières heures, sous l'influence du changement de milieu.

Le défaut de nutrition lors de ce premier passage sur Pomme de terre continue à se faire sentir pendant les 2 jours suivants, bien que les Mouches aient été remises sur Levure, puisque la ponte ne dépasse pas la moyenne quotidienne de 14,23.

Au cours du deuxième passage sur Pomme de terre, la ponte est d’abord arrêtée (inhibition), puis assez abondante sous l’influence des bonnes conditions antécédentes, enfin très réduite si bien que pour les 4 jours que dure ce passage la moyenne quotidienne n’est que de 4,18.

Le fait d’avoir passé 8 jours sur 10 dans des conditions de mauvaise nutrition à ainsi déterminé un ralentissement dans les processus d’ovogenèse et un épuisement des réserves dont disposaient les organismes. Aussi, lorsque les femelles sont à nouveau laissées 5 jours sur Levure, la ponte reste presque nulle pendant les premiers jours et la production quotidienne moyenne n’est pas supérieure à /,82.

Enfin le dernier passage sur Pomme de terre entraîne une diminution énorme de la ponte et pour certaines femelles une cessation complète de cette fonction. La moyenne est inférieure à 1 œuf par Jour et par femelle.

Cette première partie de lexpérience montre nettement linfluence de la nourriture de l'adulte sur la ponte, c’est-à-dire sur la fécondité et secondairement sur la fertilité. La deuxième partie rend manifeste l’influence des conditions de nutrition des larves sur la capacité de reproduction des imagos,

1er passage 2° passage 3e passage | 14 passage 2e passage Numéros sur sur sur sur sur des pomme pomme pomme levure levure (®) de terre de terre de terre (2 jours) (5 jours) (4 jours) (4 jours) | (6 jours) DA 69 33 7 10 o) 70 | 21 25 26 15 Au 68 52 14 21 0 72 2 19 5 © morte 73 20 28 23 0 74 22 D 31 5 76 29 21 23 15 77 43 0 6 0 78 87 31 9 Q morte »

79 27 3 I 12 So 38 23 10 2 81 22 36 0 Q morte #2 25 21 6 © morte 83 39 29 32 42 10 SA 20 18 3 © morte 85 18 27 UTA 0 S6 20 17 mn 9 87 31 20 Q morte »

88 53 23 5 10 0 89 32 42 34 I 90 23 38 © morte »

97 27 26 43 I 92 25 9 12 à 9 99 37 7 47 4 94 22 24 31 7 99 2 8 35 6 96 ) 3 15 32 3 97 48 4x 20 38 : 1 98 \ 38 19 21 10 99 23 23 8 0 100 37 29 13 4 3 101 26 ô Lx 10 102 31 21 6 A 103 32 22 3/ 53 © morte 104 20 22 59 0 en ce Total . 153 996 666 772 123 Ponte moyenne 3 par jour . 3,23 14,23 4,18 4,8 0,75

Expérience A. 2 partie, — Les Mouches filles des ® pon-

deuses précédemment étudiées naquirent soit sur Levure, soit sur Pomme de terre. Les premières ont été bien nourries pendant leur vie larvaire, les secondes ont eu une nourriture très restreinte. Il est intéressant de comparer le comportement de ces deux catégories de Mouches, au point de vue de leur fécondité.

1° Mouches nées sur Levure. — Dans tous les tubes à Levure les Mouches furent retirées tous les deux jours à parür des premières éclosions, c’est-à-dire qu'aucune d’elles ne resta plus de 48 heures dans le tube où elle était née. Malgré cela, dans tous ces tubes, on constata l’existence d’une seconde génération abondante, ce qui prouve que les Mouches s'étaient très rapidement accouplées et avaient de très bonne heure pondu des œufs fécondés.

Ces organismes, aussi bien les mâles que les femelles, étaient donc mûrs génitalement dès l’éclosion.

2° Mouches nées sur Pomme de terre. — Les Mouches nées sur Pomme de terre furent divisées en quatre catégories : les unes furent réparties par couples, sur Pomme dé terre, les autres par couples sur Levure ; d’autres femelles furent placées isolément alors qu’elles étaient encore vierges (!) sur les mêmes milieux, Pomme de terre ou Levure.

a. Couples sur levure. — Laissées pendant 48 heures sur Pomme de terre dans le tube où elles sont nées, les © de 5 couples n’y pondirent aucun œuf. Transportées ensuite sur Levure, elles restèrent encore 1 à 2 jours sans pondre (en tout 3 à 4 jours). Au bout de ce temps, sous l'influence de la bonne nourriture mise à leur disposition, ces Mouches devinrent plus vigoureuses, leurs abdomens augmentèrent de volume et la maturité génitale fut achevée.

La ponte commença avec une intensité de moins de 10 œufs par jour pendant le premier ou les deux premiers jours, puis s’accéléra graduellement et atteignit en peu de temps le taux normal c’est-à-dire celui présenté par les mouches nées sur levure et placées dans les mêmes conditions.

Le retard résultant de la mauvaise nutrition larvaire est donc manifeste, mais il se trouve assez rapidement annihilé lorsque l'adulte vient à être placé sur un bon milieu nutritif.

(t) L'accouplement n'ayant pas lieu avant les 12 premières heures qui suivent

l'éclosion, il suffit de retirer les femelles du tube où elles sont nées, toutes les 6 heures, et de les isoler aussitôt pour être certain qu'elles sont vierges.

296 E. GUYÉNOT

20 couples nés sur Pomme

b. Couptes sur Pomme de terre.

de terre furent à leur tour placés dans autant de tubes neufs, de même constitution. Dans ces conditions la maturité génitale déjà très en retard ne put progresser que fort lentement.

Le tableau suivant indique le temps pendant lequel les diverses Q sont restées sans pondre, ainsi que le nombre d'œufs pondus pendant les jours écoulés depuis le début de la ponte jusqu'à la fin de l'observation. En même temps il a été tenu compte du nombre des œufs non fécondés, de celui des œufs fécondés ayant donné naissance à des larves, enfin de celui des œufs fécondés qui avortent au cours du développement embryonnaire.

Bien que dans presque tous les cas laccouplement ait été constaté, sur un total de 215 œufs pondus, 41 seulement donnèrent naissance à des larves. Encore faut-il remarquer que 30 de ces dernières provinrent d’une même femelle née sans doute dans des conditions de nutrition exceptionnellement favorables. 79 œufs fécondés ne purent arriver au terme du développement embryonnaire et brunirent. Enfin 95 œufs restèrent blancs, sans

Numéro Nombre Nombre d'œufs de jours avant RE. :

des le début Durée de la ponte couples a jure Pondus | Avortés | Féconds

269 4 0 @ fixée le 4e jour.

207 ( {Y 2 0 en 8 jours de ponte.

Jo1 6 1Â l re) » 2) »

309 Il ) 2 0 » 32 »

504 Ô 13 10 o SLT »

293 8 Â 0 0 D tt »

montrer aucun développement apparent. Ils n'étaient vraisemblablement pas fécondés.

On voit que la ponte ne commença que très tardivement, en moyenne le sixième ou septième jour, parfois beaucoup plus tard et qu'en tout cas l’intensité de cette ponte resta toujours faible.

Les conditions de mauvaise nutrition retentissent non seulement sur le nombre des œufs pondus et la précocité de la maturité génitale, mais aussi sur la constitution des gamètes euxmêmes. C’est ce que montrent les nombreux cas dans lesquels la fécondation n’a pas été effectuée ou n’a été réalisée que pour un nombre d'œufs très limité, ou enfin n’a déterminé qu'un début de développement, les embryons étant morts d’une façon précoce. IT y a là des indications utiles en ce qui concerne l'influence des conditions extérieures sur la fertilité.

ce. ® vierges sur Levure. — 6 ©, nées sur Pomme de terre, sont retirées du tube où elles sont écloses au bout de 2 à 6 heures, de’ façon à être certain qu’elles n’ont pu être fécondées. Elles sont réparties en autant de tubes de levure.

Le début de la ponte de ces femelles vierges et son intensité sont consignés dans le tableau suivant :

Nombre de jours écoulés avant le début de la ponte

Numéro des Nombre Durée de la ponte

tubes d'œufs pondus

20 Jours.

11 Jours (!).

20 Jours.

11 Jours.

8 Jours.

1} jours.