Sur La Nature Et Sur La Cause De La Formation Des Tubercules Qui Naissent Sur Les Racines Des Légumineuses

Les tubercules qui couvrent les racines des Légumineuses ont été l’objet de nombreux travaux; cependant leur nature morphologique et leur cause, qui ont été fort controversées, sont loin d’être encore exactement connues. Un a proposé d’y voir ; des galles (Malpighi) ou des renflements maladifs de racines (De Candolle); des hypertrophies de radicelles (Clos); des radicelles avortées et renflées (Gasparrini); des bourgeons adventifs rudimentaires et tuméfiés (Treviranus). En ce qui touche la cause de ces productions, on l’a attribuée à la gêne apportée par le sol à la croissance des racines (Clos), ou à divers parasites, soit animaux (Malpighi), soit végétaux : hyphes de Champignons (Eriksson), Bactéries (Woronine), Plasmodiophora (Woronine et Kny). Dans la présente communication, je me propose de rechercher : 1® quelle est la nature morphologique des renflements des racines de Légumineuses ; 2® si l’on doit attribuer la formation de ces corps à des parasites, et, s’il en est ainsi, quels sont ces parasites.

Les racines des Légumineuses présentent la structure bien connue que l’on observe d’ordinaire dans les plantes dicotylédones t on y volt à l’état jeune, sur une coupe transversale, à l’intérieur, un épiderme portant des poils radicaux; au-dessous, un épais parenchyme cortical qui entoure un cylindre central ; à la limite de celui-ci, est une couche protectrice formée d’une assise de cellules qui s’engrènent les unes dans les autres par les plissements queM. Caspary a fait connaître ; au dedans de cette assise est une couche de péricambium (couche rhizogène deM. Van Tieghem)entourant un système fibro-vasculaire qui présente le plus souvent quatre centres, parfois trois ou même deux seulement.

Dans les tubercules que portent les racines, on ne trouve jamais d’épiderme a la surface de 1 organe, mais seulement un tissu qui se désagrège dans ses parties extérieures et qui présente tous les caractères d’un tissu subériflé. Cette sorte de liège enveloppe entièrement le tubercule, et bien que la croissance de ce corps se fasse visiblement par l’extrémité la plus

éloignée de son point d’attache sur la racine, il n’y a rien qui puisse être comparé exactement à une pilorhize.

Au-dessous de la couche subéreuse est une couche de parenchvme non snberifié, souvent ties riche en fécule. C’est dans cette couche que s étendent, dans le sens de la longueur du tubercule, les faisceaux vasculaires qui émanent de la racitie et vont se terminer dans le tissu jeune (|ni

occupe la partie terminale du renflement. Ces faisceaux vasculaires sont souvent fort nombreux (j’en ai compté de 35 à 40 dans les tubercules de l’^cacta Berteriana), Chacun d’eux est entièrement entouré par une couche protectrice particulière qui est subérifiée. En dedans de la zone amylifère que parcourent les faisceaux, est une masse centrale de parenchyme contenant des cellules spéciales : tantôt ces cellules forment exclusivement toute la masse ; tantôt elles sont réunies en îlots que séparent des lames de tissu amylifère ; tantôt elles sont entremêlées avec les cellules qui contiennent de l’amidon.

Les cellules spéciales sont caractérisées par la nature toute particulière de leur contenu : elles sont remplies de corpuscules d’une extrême ténuité qui se colorent en jaune par l’iode, et qui ont été considérés par M. Woronine comme des organismes parasites de la nature des Bactéries. Rarement j’ai vu dans ces cellules spéciales un certain nombre de grains de fécule mêlés aux corpuscules bactériformes ; j’ai observé néanmoins ce fait dans les tubercules jeunes et en voie d’accroissement rapide du Cytisus

ramosissimus.

On voit par cette courte description que la structure des tubercules diffère de celle des racines des Légumineuses par l’absence de pilorhize, d’épiderme, et par conséquent de poils radicaux ; par le nombre des faisceaux, qui sont isolés et entourés chacun par une couche protectrice particulière, et enfin par la nature spéciale du parenchyme qui occupe la partie centrale de l’organe. Toutefois, quand on songe aux différences fort grandes que présentent parfois les racines qui se tubérifient comme celles des Ophrydées, si on les compare aux racines fibreuses des mêmes plantes, on reconnaît la nécessilé de recourir à l’examen des premières phases du développement de ces organes pour se prononcer avec certitude sur leur véritable nature.

On sait que les racines secondaires des plantes dicotylédones naissent h la périphérie du cylindre central do la racine primaire, au-dessous de la gaîne protectrice, dans la couche formée de cellules à parois minces que l’on a nommée péricatnbium ou couche rhizogène. Il s’agit de reconnaître .si c’est bien dans cette couche que se produisent les premières division-s et multiplications de cellules au point où va prendre naissance un rudiment de tubercule. — Si, en faisant un grand nombre de coupes minces dans la portion terminale d’une racine qui porte plus haut de très jeunes renflement.s, on est assez heureux pour en obtenir une passant par le lieu d’origine de ce qui doit être un tubercule, on peut reconnaître que e’est, non dans le péricambiuin, mais dans la partie profonde du parenchyme cortical, au voisinage c’est vrai, mais à l’extérieur de la couche protectrice, que les cellules se divisent d’abord et que va apparaître un tissu nouveau. Quand il commence déjà à se développer, on voit, en exa-

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minant la coupe à,un faible grossissement, un point voisin du cylindre central qui se distingue par son peu de transparence du reste du parenchyme cortical. A l’aide d’un grossissement plus fort, on reconnaît que là les cellules se sont multipliées de façon à produire chacune un véritable tissu de petites cellules remplies de plasma très dense et peu transparent. Chacune des cellules devenues mères peut contenir une dizaine de cellules filles, ou même davantage, sans que pour cela elles diffèrent de taille des cellules voisines du parenchyme cortical. Sur des coupes passant par des points d’origine de tubercule à un degré encore antérieur de formation, j’ai pu voir une dizaine seulement de cellules se divisant en deux par une cloison ; ce cloisonnement se répète, et c’est ainsi que se forme d’abord le \iarenchyme primordial du tubercule naissant ; mais bientôt il ne se limite plus aux cellules du parenchyme cortical de la racine, il gagne les cellules adjacentes de la couche protectrice et celles de la partie voisine du péricambium. Puis les cellules du corps cellulaire qui s’organise prennent le caractère vasculaire auprès des vaisseaux de la racine, et des faisceaux se constituent peu à peu dans le jeune tubercule. Né dans la profondeur du tissu, il grossit en repoussant devant lui les cellules voisines du parenchyme cortical qui prennent bien quelque extension, mais ne peuvent suivre le rapide développement du corps qu’elles recouvrent; elles se désagrègent bientôt et le tubercule sort du corps de la racine et va s’arrondir librement au dehors.

On voit que, si l’origine des faisceaux vasculaires du tubercule est semblable à celle des faisceaux vasculaires d’une racine secondaire, et si la façon dont ces corps sortent de la profondeur des tissus ne diffère guère dece qu’on observe dans le développement de la racine, le lieu et le mode d’apparition du centre primitif de formation de ces deux sortes d’organes est trop différent pour qu’on les puisse considérer comme de même nature.

Si le tubercule n’est pas une radicelle tubérifiée, que peut-il être, sinon une sorte de tumeur, une excroissance maladive des tissus profonds de la racine. L’étude des galles montre que souvent, sous l’influence d’excitations extérieures \speciales, les tissus dès organes produisent des corps ayant une organisation particulière. Est-ce à cet ordre d’organes nosologiques que doivent être rapportés les tubercules des Légumineuses? Pour trancher la question, il convient d’étudier si le développement d’organismes parasites est lié à la production de ces corps.

Malpighi avait été frappé de la ressemblance qu’offrent les tubercules des Légumineuses avec des galles, mais il ne put constater à leur intérieur la présence normale d’œuf ni de larve d’insecte.

Il est certain que, malgré l’apparence, ces tubérosités ne sont pas dues à des piqûres, ni d’insectes, ni d’anguillules, comme on l’a aussi parfois supposé (1). Quant aux organismes parasites de nature végétale qu’on y a signalés avec quelque autorité, ils sont de deux ordres : ce sont, d’une part, des Bactéries ; de l’autre, des Myxomycètes, les hyphes de Champignons signalées par M. Eriksson n’étant fort probablement rien autre chose que le cordon de plasmodmm de M. Kny.

Peut-on, avec M. Woronine, considérer comme des Bactéries les corpuscules qui se trouvent constamment en quantité prodigieuse dans les cellules spéciales du parenchyme central des tubercules?

Ces corpuscules sont d’une extrême ténuité, et il est bien difficile, à cause de cela même, d’obtenir sur leur structure les notions nettes, précises et complètes qu’il serait utile d’avoir ; cependant j’ai pu me convaincre que la description qu’en a donnée M. Woronine est loin d’être complètement exacte.

Les cellules que je nomme cellules spéciales varient de forme et de taille, selon les plantes, mais ont toujours des parois minces et contiennent, du moins dans les parties du tubercule dont le développement est achevé et qui ne sont pas encore très vieilles, des corpuscules d’une excessive finesse, et qui sont, ou bien simplement arrondis, et ne sauraient guère, dans ce cas, être distingués de très petites granulations de plasma, ou bien allongés et d’une forme caractéristique. Ce sont ces corpuscules allongés que M. Woronine considère comme des Bactéries et qu’il décrit comme « de petits cylindres ou plutôt des bâtonnets d’égale épaisseur » dans toute leur étendue (2) ». Ces corps sont, selon M. Woronine, « doués » de la faculté de se mouvoir avec plus ou moins de rapidité » quand ils sont placés dans l’eau depuis quelques heures. Leur locomotilité, ajoutet-il, n’est pas ce qu’on a appelé du nom de mouvement moléculaire. C’est un mouvement spontané et qui leur est propre, car on les voit souvent traverser le champ du microscope avec la rapidité d’une flèche. «Il est diffi- » cile de dire au juste combien de temps peut durer la faculté de locomotion » de ces petits êtres; dans quelques cas, j’en ai vu, continue M. Woronine, » se mouvoir encore avec agilité après douze, dix-huit et même vingt » heures de séjour dans l’eau ; d'autres fois leur mouvement avait déjà » cessé au bout de trois à six heures. Ceux chez qui le mouvement s’est » arrêté, subissent bientôt de singulières transformations : d’abord ils » s’allongent, puis ils se divisent en fragments qui ont aussi l’apparence de » petits bâtonnets; on les voit aussi produire des sortes de germes qui » tantôt se détachent du corpuscule mère, tantôt lui restent adhérents et

(1) Voyez Cornu, Phylloxéra, p. 169.

(2) Ann. sc. nal. série 5, t. VII, p. 83.

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» représentent, par leur réunion, des figures variées, celles par exemple » de colliers, de croix, de filaments moniliformes, etc. »

On voit par celte description que, selon M. Woronine, les corpuscules à l’état adulte seraient capables de mouvements spontanés ; ils seraient alors cylindriques et se rapporteraient probablement au genre Bacillus ; ce n’est que plus tard, et après être devenus immobiles, qu’ils présenteraient la très singulière forme de filaments moniliformes rameux, en croix, etc., qui ne seraient que des amas de gemmes.

Les résultats de mes observations ne confirment pas cette opinion. Jamais je n’ai vu les corpuscules présenter nettement la forme tout à fait cylindrique et régulière de Bacillus; ils ont au contraire un aspect tout spécial : ce sont de courts filaments offrant des renflements et des rétrécissements successifs plus ou moins marqués, et qui, au lieu d’être exactement droits, sont ordinairement un peu courbés, soit dans un sens, soit dans deux sens

différents, en forme d’S. Souvent, en outre, ces filaments sont un peu ra-

mifiés; ils portent une ou deux branches courtes partant du filament principal et ont à peu près la figure d’un X ou d’un Y. Cette apparence singulière ne se produit pas tardivement et seulement après que les mouvements du corpuscule auraient cessé, comme le dit M. Woronine; chaque fois, en effet, qu’on coupe un tubercule pour en examiner la structure, on voit la liquide de la préparation troublé par des myriades de corpuscules fourchus, ramifiés, coralloïdes, et dont un grand nombre paraissent animés d’un

mouvement de trépidation qui rappelle asses bien celui dés Bactéries agiles;

il n’est pas nécessaire de laisser les corpuscules plusieurs heures dans l'eau pour les voir animés de mouvements.

Les mouvements des corpuscules sont-ils vraiment spontanés, comme l’admet M« Woronine? La question est importante ; car, si elle estrésoluc affirmativement, il sera démontré par cela même que les corpuscules sont bien des êtres parasites analogues aux Bactéries. Les raisons données par M. Woronine, pour la trancher, ne sont pas suffisantes. Dans les préparations de cellules spéciales désagrégées que j’ai laissées macérer quelques heures, comme l’indique M. Woronine, j’ai vu maintes fois de véritables Bacillus et de véritables Vibrions qu’il ne faut pas confondre avec les cor»puscules particuliers du tubercule.

La méthode qui m’a semblé la plus sûre pour constater si le mouvement des corpuscules est vital consiste à faire agir, sur ce qu’on suppose être un organisme doué de mouvement spontané, une substance qui éteint SÛre^ ment la vie, comme l’acide osmique ou la teinture d’iode 5 si les mouvements sont arrêtés par le réactif, U est naturel d’admettre qu’ils sont bien de la nature des mouvements vitaux ; mais, dans le cas contraire, on doit les considérer comme des mouvements moléculaires. Or, en soumettant des corpusciilss sortis des cellules spéciales à l’action de Tiode, je les aj vus

se colorer très-nettement en jaune, sans que pour cela ils cessassent de se mouvoir comme précédemment. Il ne m’est donc pas possible d’admettre que les mouvements des corpuscules soient spontanés et comparables à ceux des Bactéries agiles. Le principal argument sur lequel on s’est appuyé pour considérer les corpuscules comme des Bactéries est donc sans valeur; toutefois il ne faut pas regarder la question comme absolument tranchée par là dans le sens négatif. Certainement les corpuscules ne peuvent être assimilés à des Bactéries cylindriques et douées de mouvement. Mais on n’a pas démontré la fausseté de l’hypothèse qui regarderait les corpuscules sphériques comme des Micrococcus sans mouvements spontanés, et les filaments ramifiés comme des files de Micrococcus unis à la façon des Torula, J’ajouterai que j’ai observé sur des tubercules anciens de Cytisus ramosissimus commençant à se désorganiser un état très curieux des corpuscules allongés et corailoïdes ; on les voyait hors des cellules répandus en nombre prodigieux dans des masses gélatineuses mamelonnées et présentant ainsi une très remarquable ressemblance avec les colonies de Bactéries, qui sont, comme les Zooglœa, réunies dans des amas de matière mucilagineuse. Les corpuscules présentaient trop nettement, au milieu des masses gélatineuses, leur forme caractéristique, et ils dilTéraient trop d’aspect des Bactéries ordinaires, pour qu’il y eût à craindre quelque confusion entre les corpuscules et des organismes étrangers.

Les cellules qui contiennent les corpuscules renferment aussi des corps différents qui ont une certaine ressemblance avec des noyaux. M. Woronine les a observés et décrits : « On remarque, dit-il, que plusieurs de ces cel- » iules contiennent, outre les corpuscules en forme lle bâtonnets, un corps » beaucoup plus volumineux qui rappelle quelquefois un nucléus de cel- » Iule bien déterminé, mais dont la forme la plus ordinaire est celle d’une > étoile irrégulière à contours indécis. On dirait que ce corps émet dans » tous les sens des processus mucilagineux. La nature morphologique et » la signification do ce corps me sont, ajoute M. Woronine, restées inex- » plicables. »

Pour se former une opinion de quelque valeur, aussi bien sur ces corps singuliers que sur la nature des corpuscules bactériformes qui se développent à l’intérieur des mêmes cellules, il convient d’en étudier la lormation dans les tissus jeunes, soit à l’extrémité en voie de croissance des tubercules déjà parvenus à une certaine grosseur, soit dans les tubercules naissants. Mais là va nous apparaître, en outre, un organisme particulier que M. Kny a récemment signalé (1), et qu’il a considéré comme analogue et peuLètre même identique au Plasmodiophora Brassicœ qu’a si bien décrit et figuré M. Woronine, confirmant ainsi d’une façon positive

(i) Bot. janvier 1879, p. 57