NY

Fig. 6. — Parties basilaires d’Orobus tuberosus, cultivés en tubes en présence de l’endophyte.— g, graine ; #, tubercule. — A, plantule de. huit mois ; B, plantule de neuf mois. Gr. = 3,5.

ciation des bourgeons de l’aisselle des cotylédons ne s’est

pas produite, ou s’est interrompue après la formation d’un

ou de deux rameaux secondaires, et un petit tubercule ayant la forme et la structure précédemment décrites s’est développé

à la base de la tige (fig. 6, et PI. IV, fig. 3). Une autre série

de cultures a été faite dans des tubes renfermant de la terre

de même provenance, mais stérilisée par chauffage à 1200.

Ce milieu s’est montré très peu favorable aux jeunes plantes,

qui n’y ont développé que des tiges naines, à feuilles réduites

(PI. IV, fig. 4); toutefois, chez les échantillons qui ont sur-

vécu, l’évolution, au point de vue qui nous occupe, a été la

208 J. MAGROU

même que chez les plantes cultivées aseptiquement en gélose: des tiges feuillées se sont développées successivement et en nombre indéfini à partir des bourgeons adventifs du nœud cotylédonaire, et aucun tubercule ne s’est formé à la base. Après ces vérifications complémentaires, l'existence d’une corrélation entre la symbiose et la tubérisation apparaît hautement vraisemblable.

18. Comparaison de 1’ «Orobus tuberosus » et de la Pomme de terre. — Le cycle évolutif de l’Orobus tuberosus est superposable, dans ses traits essentiels, à celui de la Pomme de terre. À une phase juvénile, caractérisée par le développement d’une tige feuillée (ou d’un petit nombre de tiges) de structure normale, succède dans les deux cas, chez les plantes infestées, une phase caractérisée par la tubérisation des bourgeons de la partie inférieure de la plante. Chez les plantes soustraites à l’action de l’endophyte, la phase de tubérisation n’existe pas ; les bourgeons adventifs basilaires développent des rameaux feuillés semblables à la tige principale. L'évolution des deux espèces diffère pourtant par deux traits importants. Chez la Pomme de terre, la tubérisation des . rameaux basilaires se produit après une période d’élongation plus ou moins prolongée ; il en résulte que les tubercules sont portés à l’extrémité de stolons grèles plus ou moins longs. Chez l’Orobus, la tubérisation des bourgeons adventifs, plus précoce, n’est précédée d'aucune phase d’élongation, et les bourgeons tubérisés restent coalescents en une masse indivise, de telle sorte que le tubereule basilaire unique d’un Orobus issu de graine est homologue de la touffe de stolons tubérisés d’une Pomme de terre de même origine.

D'autre part, chez la Pomme de terre, dès que la tubérisation commence, les bourgeons aériens, déjà hautement différenciés, sont complètement arrêtés dans leur développement ; ils déploient encore les feuilles qu'ils avaient formées, et l’appareil aérien ne s'accroît plus notablement ensuite ; il ne tarde pas à se faner et à disparaître, ainsi que les racines. La plante reste alors réduite à ses bourgeons tubérisés; qui s'isolent dans le sol, et qui, à la saison suivante,

donnent une nouvelle poussée de tiges et de racines différenciées. Cette différenciation s'accompagne de la digestion des réserves accumulées dans le tubercule, qui dès lors eommence à se flétrm et ne tarde pas à être complètement détruit. Les deux phases de différenciation et de tubérisation sont donc ici parfaitement distinctes, et la végétation est du type sympodial.

Chez l’Orobe, au contraire, le développement du tubercule ne s'accompagne pas de la destruction des tiges feuillées déjà développées, dont certaines peuvent persister encore lorsque commence, à la saison suivante, une nouvelle période de différenciation. Cette différenciation même n’entraîne pas la destruction du tubercule déjà formé ; ce dernier, en même temps qu'il développe ses bourgeonsentiges feuillées, continue à s’accroître par le jeu deses formations secondaires. Les deux phases alternantes de différenciation et de tubérisation, au lieu d’être nettement séparées comme chez la Pomme de terre, empiètent l’une sur l’autre. Le cycle évolutif est caractérisé ici par la croissance indéfinie d’une partie de la tige principale, et ce n’est que tardivement, au moment de la tubérisation des stolons, qu’il s'établit un mode de sien tion conforme au type sympodial.

Il reste à examiner si, à ces différences dans le ne 2e tif des deux plantes, correspondent des différences dans la modalité de la symbiose chez l’une et l’autre espèce.

19. Symbiose périodique et symbiose continue. — A de rares exceptions près, chez les plantes à mycorhizes, les endophytes restent strictement localisés dans les racines; les tubercules, les tiges souterraines et aériennes sont constamment indemnes d’infestation. [l en résulte qu’une Pomme de terre, pendant la période de sa vie où elle est réduite à un tubercule isolé dans le sol, et dépourvu de racines, n’héberge pas de Champignons. C’est à la fin de cette phase de vie autonome que se différencie l’appareil aérien ; en même temps, les racines poussent et s’accroissent, et l’infestation peut se produire. Dès que, par suite du développement

des racines, elle a atteint un certain degré, le mode de ANN. DES SC. NAT. BOT., 40e série. 1924, 11 14

210 J. MAGROU

végétation change, et les tubercules commencent à se former. Il y a done ici symbiose intermittente, et à l’alternance des phases d’autonomie et d’infestation correspond une alternance non moins marquée de phases de différenciation et de tubérisation.

Chez l’Orobus tuberosus, au ue le système radical, au lieu de disparaître périodiquement tous les ans, persiste d’une année à l’autre. Si l’on déterre un pied d’Orobe au cours ou à la fin de l’hiver, en février ou mars, avant la poussée des jeunes racines du printemps, on le trouve porteur d’un chevelu de racines noires, relativement épaisses, pourvues ‘de quelques nodosités bactériennes vidées ; ce sont là manifestément, comme l’indiquent au surplus leur différenciation ligneuse prononcée et l’exfoliation partielle de leur écorce, des racines de l’année précédente qui ont persisté dans le sol. Dans ces racines, l’endophyte est abondamment représenté par d'énormes filaments mycéliens, de calibre irrégulier, enkystés dans d’épaisses membranes à double contour, surcolorables (PI. VII, fig, 2, k). Ces filaments enkystés sont bien des formes vivantes du Champignon, car ils sont pourvus, le plus souvent, d’un protoplasma réticulé et de noyaux. Ils représentent des formes de résistance, capables d’hiverner dans les racines et, le printemps ‘venu, de servir de point de départ à une invasion nouvelle, ainsi qu'en témoigne la présence, à leur voisinage immédiat, de mycélium jeune, à membrane mince, aux dépens ste des arbuscules commencent à se former (PI. VIL, fig. 2, m. &).

Il résulte de ces constatations que l’Orobus tuberosus, une fois infesté dans les premiers stades de son développement, héberge des Champignons vivants pendant tout le cours de sa vie. L'état de symbiose devient pour lui une condition de vie continue au lieu de n'être, comme chez la Pomme de terre, qu'une condition périodique. Cette continuité de la symbiose s'accompagne, chez l’Orobe, d’un mode de végétation particulier, caractérisé par la persistance des tubercules, qui, au lieu de disparaître au moment de la poussée des tiges différenciées, continuent à s’accroitre indéfiniment.

La relation qui existe chez l’Orobus tuberosus entre la symbiose continue et le développement indéfini d’une partie de la tige primitive vérifie, dans un cas particulier, une loi générale, que Noël BERNARD a déduite de ses recherches sur les Orchidées. Chez la plupart des plantes de cette famille, la symbiose est intermittente, et elle a pour corollaire une végétation de type sympodial. Mais chez certaines Orchidées hautement différenciées, qu'il s'agisse de plantes épiphytes comme les Sarcanthinées, ou terrestres comme le MVeottia Nidus-avis, la symbiose, par suite de la croissance prolongée et de la persistance des racines, devient continue. « La continuité de l’état de symbiose, dit Noël BERNARD [5], s’accompagne chez ces plantes d’un mode de végétation exceptionnel chez les Crchidées, mais manifestement secondaire et non primitif, puisqu'on le rencontre chez les plantes les plus évoluées de la famille. Au lieu qu'il pousse des tiges aériennes successives, enchaînées en sympode par l'intermédiaire de portions de rhizomes, 1l y à ici une tige unique à croissance indéfinie, qui naït du premier bourgeon différencié sur le protocorme et qui produit seulement des inflorescences letérales. Lavégétation est, comme on dit, devenue monopodiale. »

20. Précocité de la tubérisation. — Les cas de symbiose continue, où les deux organismes commensaux évoluent dans un état d’union intime et ininterrompue, représentent, sur les cas de symbiose intermittente, un progrès dans l’adaptation réciproque du Champignon et de la plante à la vie commune. En fait, chez l’endophyte de l’Orobe, la propriété de végéter dans les cellules vivantes de l'hôte, ou, si l’on veut, la « virulence », est un caractère plus constant que chez l’endophyte des Solanum : ce dernier, comme on l’a vu, ne parvient pas dans tous les cas à surmonter les difficultés de la vie commune et est parfois détruit dès ses premières tentatives de pénétration; au contraire, tous les pieds d’Orobus tuberosus exposés à l'atteinte de l’endophyte spécifique contractent avec lui une symbiose durable. Or Noël BErNarD [5] à montré, par de belles expériences sur le Bleulla hyacinthina, que l'accroissement de la virulence des Champignons en-

212 J. MAGROU

traînait une formation de plus en plus précoce des tubercules. Partant de là, il est naturel de supposer que, chez l'Orobe, ‘la tubérisation précoce des bourgeons de la base de la tige peut être liée au degré de virulence du Champignon. | Ainsi la théorie de Noël BERNARD permet de rendre compte des divergences relevées.dans le cycle évolutif de deux plantes à tubercules telles que la Pomme de terre et l’Orobus tuberosus.

21. Immunité de 1’ « Orobus coccineus ». — On sait qu'en règle générale les plantes annuelles, dépourvues de tubercules, sont également dépourvues de mycorhizes, tandis que les plantes vivaces en présentent régulièrement, au moins à l’état sauvage. D'autre part, la spécificité des Champignons n’est généralement pas rigoureuse; l’exemple des Solanées et celui des Orchidées montrent qu’un même endophyte peut être commun à plusieurs espèces d’un même genre, ou même, à plusieurs genres d’une même famille. Il était done intéressant, au point de vue des rapports de la symbiose et de la tubérisation, de rechercher comment un congénère annuel de l’Orobus tuberosus réagirait en présence de l’endophyte de cette dernière espèce.

A cet effet, des graines d’un Orobe annuel (Orobus coccineus Mill. — Lathyrus sphæricus Retz) ont été semées dans des pots renfermant de la terre prélevée dans les bois de Chaville, au pied d’Orobus tuberosus abondamment infestés. Comparativement, des semis aseptiques de la même espèce ont été faits dans des tubes renfermant le milieu nutritif gélosé qui avait servi pour la culture d’Orobus tuberosus. Les graines ont germé rapidement, et les plantes des deux lots sont rapidement devenues très rameuses dès la base ; elles ont donc adopté un mode de végétation comparable à celui de l’Orcbus tuberosus aseptique, à cela près que les rameaux secondaires, au lieu de naïtre de l’aisselle des cotylédons, provenaient de bourgeons situés au niveau du premier nœud foliaire de la tige.

Des plantes du lot infesté ont été récoltées, en vue de l’étude des racines, au bout de temps qui ont varié de quarante à cent trente et un jours après le semis. Passé ce dernier délai,

les Orobes avaient mûri leurs fruits. L'examen de coupes en séries pratiquées dans les racines des plantes soumises à l'expérience montre qu’au début (plante de quarante jours) l’Orobus coccineus se laisse largement envahir par le Champignon endophyte, qui se présente dans l’écorce des racines sous le même aspect que chez l’Orobus tuberosus : troncs mycéliens intercellulaires à protoplasma réticulé, arbuscules-intracellulaires à fines ramifications dichotomiques. Mais, à cette phase d’invasion étendue succède rapidement une réaction phagocytaire brutale de la plante, qui a pour effet de détruire la totalité du Champignon. Chez des échantillons prélevés soixante-dix jours après le semis, la plupart des racines se montrent envahies, mais partout les Champignons ont atteint le stade ultime de la destruction: ils sont réduits à de petits corps de dégénérescence surcolorables, n’occupant plus qu'une portion minime des cellules qui les renferment (PI. VII, fig. 3). Les troncs mycéliens ne sont généralement plus reconnaissables ; parfois, pourtant, il en subsiste des vestiges, sous forme de filaments rétractés, surcolorables, vidés de leur contenu protoplasmique (PI. VII, fig. 4).

Chez l’Orobe annuel, l'invasion de l’endophyte n’aboutit . donc qu’à la production d’une association instable et fugace, tandis que, chez l’Orobe à tubercules, l’infestation des racines réalisée au début du développement se maintient pendant toute la durée de l’évolution de la plante (1).

Le cas de l’Orobus coccineus complète le parallélisme entre l'histoire des Pommes de terre et celle des Orobes. Chez l’Orobus annuel, comme chez les Pommes de terre qui ne donnent pas de tubercules, l’endophyte est bien capable de péné trer dans les racines, mais il y est aussitôt détruit en totalité par une réaction phagocytaire brutale de la plante. Chez l’Orobus tuberosus, comme chezles Pommes de terre tubérisées, la réaction phagocytaire n’atteint que les arbuscules ; elle respecte les troncs mycéliens principaux, qui continuent à propager l’infestation, et la symbiose peut s'établir. Une différence est pourtant à noter entre les deux cas : chez les

… (1) Les tableaux résumant les examens microscopiques de racines d’Orobus sont donnés en appendice.

214 J. MAGROU

Pommes de terre douées d’immunité précoce, l'invasion du Champignon qui précède la guérison est toujours extrêmement limitée ; elle est au contraire généralisée chez l'Orobus coccineus. L'étude comparée des mécanismes de l’immunité chez les plantes à mycorhizes fera l’objet du chapitre IV ; on y retrouvera, chez des plantes diverses, des exemples équivalents de guérisons radicales succédant à des invasions plus ou moins étendues.