ADOLPHE BRONGNIART

HEBBiB DE L*iN8Trnrr ,

PROmSBUR DB BOTANIQUB AO MUSAUll.

Monsieur ,

Vous m'avez permis de placer votre nom en tête de ce travail ; ce sont vos conseils bienveillants et précieux qui ont dirigé mes recherches; daignez donc agréer ici l'expression de ma vive reconnaissance.

AnTHUii GRIS.

HECHERCHBS IICROSCOPiaUES

SVft

Mon père ayant démontré qu'une plante chlorosée reverdît et se ranime sous Tinfluence des sels de fer, je songeai à étudier au microscope comment la matière verte se modifie dans la chlorose, et comment se fait la revivification de cette matière verte sous Tinffuence des composés ferrugineux ; mais je m'aperçus bientôt qu'il fallait, pour comprendre ces phénomènes, connaître d'abord la chlorophylle normale à l'état jeune , puis à l'état adulte. Je commençai donc par étudier son mode de développement , et ce sujet forme le premier et le plus long chapitre de ma thèse. Il me fut ensuite plus facile de comprendre les phénomènes de la chlorose et de la revivification de la chlorophylle par le fer, phénomènes que j'expose dans un second chapitre. Pour compléter ITiistoire des dtérations maladives de la chlorophylle, j'examinai les modifications qu'elle subit sous l'influence d'une respiration nocturne longtemps prolongée, et le résultat de ces observations fait l'objet d'un troisième et dernier chapitre.

Résumé historique.

Je vais exposer ici, sans les discuter, les faits et les opinions avancés par les auteurs sur le sujet qui fût l'objet de ce travail , sauf à y revenir plus tard s'il en est besoin.

Le principe qui donne leur coloration aux parties vertes des feuilles était très imparfaitement connu avant les travaux de Pelletier et Caventou. Ils reconnurent , après l'avoir isolé , que ce principe est insoluble dans l'eau; que l'alcool, les graisses, les huiles grasses , l'éther, les dissolutions alcalines de soude et de ' PQfaœe le dissolvent ; que l'acîde sulfurique et l'acide acétique ;

peuvent aussi le dissoudre sans l'altérer ; que l'acide chlorhydrique lui fait prendre une teinte jaunâtre ; enfin que l'acide nitrique le colore en jaune grisâtre et le décompose. Ces savants placèrent la matière verte des plantes parmi les substances végétales très hydrogénées, et lui donnèrent le nom de chlorophylle.

Des travaux de Berzelius et Mulder, il résulte que la chlorophylle pure renferme de l'azote , et qu'elle est toujours mélangée avej de la graisse. Dans une thèse soutenue à la Faculté des sciences de Paris en iSl\9 , M. Morol confirma le fait du mélange constant de la graisse avec la chlorophylle. « La chlorophylle, dit-il, semble se former avec Tinlervention des matières amylacées et de l'ammoniaque sous l'influence de la lumière diffuse, et sa formation est accompagnée d'un dégagement d'eau et d'oxygène. y> C*^fl®AzO^ est la formule adoptée par M. Regnault dans son Traité élémentaire de chimie^ comme expression de Ij composition chimique de la chlorophylle.

Ce n'est guère qu'en 1837 qu'on commença à avoir des idées assez précises sur la structure et sur la nature des grains de chlorophylle. Nous ne jetterons donc qu'un coup d'œil rapide sur les opinions des auteurs qui ont précédé dans la carrière MM. Mohl , Meyen, Nageli, etc.

Sprengel et Treviranus (1802-1806 ) crurent que les grains de chlorophylle étaient des vésicules qui donnaient naissance aux cellules nouvelles. Cette idée fut reprise en 1827 par Turpin, et en 18â/i par RaspaiL Ils admirent de plus que ces vésicules étaient attachées par un trophosperme à la paroi des cellules dont elles dérivent. Agardh, en 1831 , et Mirbel, en 1833, admirent de même la nature vésiculeuse des grains de chlorophylle. Moldenhaver (1812) pensa que les grains de chlorophylle résultaient de la coagulation du suc vert des cellules ; Walhenberg crut de même , en 1806, que la chlorophylle dans le végétal vivant était un liquide visqueux, vert, mais qui ne se coagulait en globules qu'après son extraction de la plante. Treviranus qui, en 1816 , avait considéré les grains de chlorophylle comme des globules albumineux avec lesquels la matière verte serait entremêlée, annonça, en 1835, que les grains de chlorophylle nagent dans un suc vert moins fonc^,

et qo^ilfi résultent de la transformation de ce suc, lequel s'applique i la face interne de la cellule. En 182& , Dutrochet , dans ses Recherches sur les mouvements des feuilles , ayant remarqué qu'a la base du pétiole des feuilles dites articulées, on voit un bourrelet composé d'un tissu cellulaire fin et délicat, et garni d'une très grande quantité de petits grains verts, considéra ces grains comme autant de corpuscules nerveux.

Nous arrivons enfin à l'année 1837, pendant laquelle les observations se multiplient.

Nous avons consulté les Éléments de philosophie botanique de Linky publiés en 1837 (1). On lit au paragraphe ki : « Les cellules contiennent souvent des vésicules dans lesquelles la matière verte n'est pas encore à Tétat parfait, ou bien a pâli » Au paragraphe &6, l'auteur s'exprime ainsi : « Un suc vert se trouve surtout dans les cellules exposées à la lumière d'une très jeune tige, des feuilles, du calice, de l'embryon. Rarement tout celui qui existe dans les cellules est renfermé dans ces vésicules dont nous avons parlé plus haut, et, la plupart du temps, il est répandu autour des vésicules â la feçon d'un nuage que Meyen a vu elliptique dans la Yallisnérie, et que j'ai vu moi-même. 11 est des cellules, mais rarement, dans lesquelles un suc vert se trouve sans vésicules ; ces vésicules sont quelquefois composées, c'est-à*dire que de grosses vésicules en

renferment quelquefois de plus petites Le pigment vert ne

semble pas se préparer dans les vésicules, mais les vésicules sem* blent plutôt se former dans la chlorophylle. »

Dans son Nouveau système de physiclogie des plantes (5), Meyen nie la structure vésiculaire des grains de chlorophylle, qu'il avait admise, en 1828 et en 1830, après l'examen de spores de Con* ferves à l'aide de faibles grossissements. Il présume que les grains de chlorophylle sont formés de petites masses albumineuses teintes en vert par la chlorophylle proprement dite. Il a remarqué , surtout dans les Cycadées , des masses irrégulières d'une substance teinte en vert colorant la paroi intérieure des cellules , et souvent

(I) GrundUkrm der Krduterkundê, von Heinr. Fried. Link. Berlin, 4837. (S) NêUêêSyiiêm der Pfiantfen Physiologie^ Ton P.-J.-F. Meyen. Berlin,

«compagnées de grains «tfinaâres, lesquels SDnt Semés 4f oelt^ BiêiBe SHbstance. Quaol 1 fat disposUioa des g râns de diloropiiyloi 9s sont placés, en général^ sans ordre , et attad^és la plupart âa temps à la paroi de la eethile. Cependant ils nagent Mbremeal foand le jus de la cellule se meut : dans les Aloe , les grains son( mmwxÀ cKsposés en crmx; dans les Caetus ^ outre eetle deraîèri disposition , les grains , liés par une masse glutineuse et iacolore^ saluent rranis en petits amas. Il observe dans le FaUisMria spi^ ra/t>, et dans un grand nombre de plantes succufenles, des appeaiîces d'mi vert pâle qu'il appdie atmosphères muqueuses des grains de chlorophylle. Il pense encore que la substance muqueuse du micléus est peut-être la même qui sert au substratum de la coiH leur verte dans les grains de chlorophylle.

Le premia* travail de M. Mohl sur la chlorophylle (1) a m beaucoup de retentissement , et a servi de base i tout ce qui a été dit sur la matière colorante verte des végétaux dans nos traités de botanique. M. Mohl reconnut que la cUorophylle se présente j tantôt en masses irrégulières , tantôt en corpuscules de forme déterminée : il rappelle, dans le premier cas, chloro-» phylle amorphe. Quant à la disposition des grains, ils sont le plus souvent axés à la paroi cellulaire et ne possèdent pas de tropho-^ qpenne, comme l'avaient cru Turpin et Raspail. Quelquefois ils nagent dans le suc cellulaire (Strêiiotes, Vallisneria), Il n'est pas rare de les voir réunis en une masse dense au milieu de la cellule. Dans ce cas ils sont placés quelquefois autour du nucléus (Oron* Hum ) ; dans d'autres cas le nucléus manque , ou lorsqu'il existe , la position des grains n'a aucun rapport avec celle qu'il prend luimême. Pour ce qui regarde leur structure, M. Mobl déclare que dans les grains de chlorophylle bien développés, on rencontre toujours un ou plusieurs noyaux d'amidon plus ou moins volumineux, plongés dans une masse gélatineuse teinte en vert. Cette présence constante des grains d'amidon dans les grains de chlorophylle a été considérée comme le fait principal le plus intéressant sous le rapport analomique et physiologique (voyez les travaux de Bérzelius et Mulder, la thèse de M. Morot).

(4 ) AnnaUê de$ ideneet haturelles^ IX, p. 4 50 (mars 4 837). ^

Nâgeli a p(ibUé« en i8&B (1) , un travail dans lequel il admet

complètement la nature vésiculaire des grains de chlorophylla.

L'identité entre la cellule et la vésicule est pour lui aussi claire que

le j€«tr. Si la cellule est Télément immédiat des plantes, dit-il, la

véskule en est Torgane élémentaire médiat , comme constituant

une partte de la cellole. CoauBe les cellules, les vésicules peuvent

{Nksser da la formesphériqueà la forme tabulaire, filiforme, étoilée,

enfin parenchyniateuse sous l'effet de la pression. Dans l'altération

«Mladive des feuilles de Fougères, d'Hépatiques , de Mousses*, les

vésicules so«t plus grosses, l'intérieur se décolore, et devient une

masse fiquîde, transparente, semée de grains. A cet état, il n'est

pas possible de la distinguer d'une cellule. Siur la naissance des

vésicules de couleur, qui se développent librement dans l'intérieur

de la cellule , l'auteur ne sait rien : ce sont de petits grains veris

qui , après un développement suffisant , laissent reconnaître une

structure vésiculaire. Ces vésicules se développent ensuite par di-

x'mm d'une vésicule mère. La masse s'étend en longueur, se divise

ptr une paroi, et se sépare en deux nouvelles vésicules colorées

^Nitdia, Fougères^ Algues). L'accroissement des vésicules est le

{dus grand possiUe chez celles qui naissent libres dans la cellule ,

et qui se manifestât d'abord comme de petits grains ; il est le

phis faible chez celles nées par la division d'une cdlule-mère . Quant

aux modifications qui se passent dans les vésicules , i^ l'intérieur

peut demeurer homogène pendant toute la durée de la vie de la

eelkile; 2* il se développer un, deux, cinq gros noyaux, ou Lieu des

grains excessivement petits d'amidon; y dans rinteneur homo-

Igèoeet eoloré naissent des graLns^ui gjx>ââîssent et remplissetil la

^ésicule> ta chlorophylle et la membraiu^ de la vésicule dispa-

raissent, et le noyau d'amidon reste libre datis la cellule ; h" <inel-

quefèîs, msôs rarement, on voit dans les vésicules de petits grains

dont h nature est voisine de celle de l'inidine.

On Kt dans un travail é» M. QuekeU sur le développement de l'amidon et de la chlprophylle (2) : « Relativement à l'origine de

(4) Zeitêchrift fiir WUunschafUiche Botanik, von M.-J. ScbleidMl ind Cail tligoli. Zaridi, 4846.

(2)- jkmalÊ^dTMÊioif naturM de idfwim, U XVUI» p. 4 93 ; 1 84$.

la chlorophylle dans les plantes que j'ai examinées, le même mode de développement paraît avoir lieu que pour Tamidon , à savoir que les granules prennent naissance d'une cellule nucléaire. ■ L'auletir cite la cuticule de la très jeune fronde de Scolopendrium vulgare comme en offrant un exemple ; mais il ajoute que la première origine de la chlorophylle est tellement confondue avec la formation de la cellule elle-même, qu'il est impossible parla dissection d'arriver à savoir où a lieu sa formation.

MM. Goeppert et Cohn (1) ont publié, en 1849, un travail sur le Nitella flexilis, dans lequel on trouve l'exposé de quelques faits favorables, selon eux, à la théorie vésiculaire des grains de cWorophylle soutenue par Meyen et Nàgeli, et contraire aux idées de M. MohI. On ne saurait, selon eux, découvrir la structuré des grain» de chlorophylle contenus dans la cellule vivante ; mais si Ton lue cette cellule par une blessure mécanique ou chimique, les globules se transforment , et laissent voir aisément leur contenu intérieur qui consiste en plusieurs corpuscules solides.. •• Quand les grains se sont échappés dans l'eau, ils se gonflent : la coloration verte 96 répartit faiblement sur toute la surface du globule; en certains cas, elle reste couchée en une place comme un petit amas vert, tandis que le reste devient incolore comme l'eau. Ils se crèvent ensuite par l'effet de Tendosmose, laissent échapper les corps inteneurs qu'ils renferment , et s'amincissant , se déformant peu à peu, ils disparaissent finalement à l'œil par dissolution. Ces phé-^ nomènès, disent les auteurs, prêtent un grand poids à cette idée que, dans le iViYe//a,les globules de chlorophylle sont des vésicules cellulaires délicates, composées' d'une membrane claire comme le verre, se gonflant dans l'eau, et d'un contenu -vert fluide avec plusieurs noyaux solides.

M. W. Hofmcister, dans son étude sur VAnthoceros lœvis (2), a remarqué que, dans de très jeunes cellules, une matière colorante, composée de nombreuses particules colorées, incommensu-

(4) BotanisehêZûitung^ 1849, p. 681 : Ueber dieMaiion detZellinhailesin NiUlta fiexilis.

{%) Verglekhende Untersuchungen der Keimung , Entfaliung uni Fruehtbih dmg hnhenr Kryptogamm^ etc., von Wilbelm Hofneister. Leîpôg, 1 851 .

ràbles, apparaît à la surface extérieure du nucléus. Chez les cellules plus anciennes, la matière colorante apparaît enveloppée par une vessie qui entoure le nucléus. Cette vessie, en général sphérique, devient aplatie ou fusiforme dans les cellules allongées de rintérieur des branches de la lige. La division de ces cellules est toiyours précédée de la duplication de la vésicule de chlorophylle. Chez le Fissidens^ l'auteur a vu une mucosité homogène ^verdâlre entourer le nucléus des cellules situées à la base de la feuille. Quand les cellules sont prêtes à se diviser, la mucosité verdâtre se partage en deux masses sphériques , dont chacune renferme un des deux nucléus formés aux dépens du nucléus primaire. Â Tintérieur des cellules plus âgées , le nucléus disparait , mais en même temps le nombre des vésicules s'élève de 2 à A, 6 et plus. Dans une note, page 10, l'auteur s'exprime ainsi : « L'histoire vitale des corpuscules de chlorophylle est encore obscure. Quelquefois ce sont, à n'en pas douter, des vésicules, à la paroi intérieure desquelles est attachée la substance verle, à demi molle, transparente ou grumeleuse. D'autres fois, elles apparaissent comme de petites masses homogènes, ou bien renfermant des noyaux plus solides. U n'est pas invraisemblable que même les corpuscules de chlorophylle de cette dernière espèce sont des vésicules dans -leur premier degré de développement Je suis disposé à croire que la naissance des corpuscules de chlorophylle est celle-ci : Dans les jeunes cellules , la chlorophylle apparaît informe , c'est à-dire la substance colorante est répartie en petites particules inappréciables dans le fluide muqueux du contenu. I^rs du développement ultérieur, les parties colorantes se réunissent en gouttes sphériques ; celles-ci peuvent plus tard se revêtir d'une membrane, et se propager par division. La première partie de cette manière de voir se base presque exclusivement sur les recherches pratiquées sur YAnthoceras^el que j'ai communiquées dans la section précédente; cependant des observations sur les boutons de Blasia, de Metzgeria^ ne sont pas en contradiction avec elles. Une solution complète de la question ne sera sans doute possible qu'après un nouveau perfectionnement du microscope. »

En 1853, Nâgeliy admettant toujours que les grains de chloro*

tu pbylle sont des* vésicules , reconnaît que ces xmcdies ii*ont pÊB une membrane cenulosique. « Dans les formations qui existent dans le suc cellulaire, dit-il , et qui sont composées de substances proteiques , les surfaces présentent une condensation membram* forme, là où elles sont en contact avec le suc cellulaire par Taction de celui-ci. »

Examinons maintenant le dernier travail de BT. 9loW. Après avoir nié la structure vésiculaire des grains, il reconnaît, quant i leur structure, deux variétés de ces grains : les uns ne renferment pas d^amidon, mais des granules qui brunissent par Viode, et leur matière verte subit des changements remarquables sous l'influence de Veau ; les autres renferment un ou plusieurs grains d'amidon , et leur matière verte n'est point influencée par l'eau (dans son premier travail, M. Mohl était bien loin d'admettre cette division des grains amylacés et non amylacés). H considère encore que l'amidon et la chlorophylle sont deox formations complètement indépendantes. Quant à la position des grains , on ne les trouve jamais nageant librement dans le suc cellulaire ; constamment, Os sont reliés au protoplasma. Dans la grande majorité des cas, ils s*appliquent contre les parois des cellules, enfoncés pouf la plupart du temps dans une matière mucilagineuse, transparente, qui les rattache à la face interne de Tutricule primordiale, où avec laquelle ils se meuvent en courants (ValHsnérie).

Le plus souvent on ne constate pas de rapport précis entre les grains pariétaux de chlorophylle et le nucléus, pas plus qu'avec les petits courants de protoplasma qui en partent, tandis que quelquefois ces rapports sont évidents, comme on le voit dans les cellules parenchymateuses de la tige iesSelagineîh^ dans les ceHules sous» jacentes à la couche subéreuse, chez les Pommes de terre qoi reverdissent à la lumière. M. Mohl a vu^ comme M. Hofineister, le nucléus des cellules de VJnthoceros l(Bvi$ entouré d'une masse de protoplasma, qui s'étend en prolongements rayonnants, ctcolo* rée en vert vif. « Pour qu'il se forme de la chlorophylle, dil-a^ d'après les faits qu'il a observés sur le Zygnema et VjérUhoeeros^ il faut seulement que de la matière verte se dcveteppant dans mt cellule se rattache â une masse de substance pfoteîque, quelle que

4^ soit la disposition de cçUe-cL U n'existe pas d'organe éUmentaire comparable pour son organisation à la cellule qui se montre unir formément le même dans toutes les plantes pourvues de chlorophylle^ ni auquel soit spécialement confiée la production de cette matière»

CHAPITRS L