CARACTÈRES GÉNÉRAUX DE LA THÉORIE

Cette première théorie générale de la différenciation cellulaire, qui vient d’être exposée, prend des aspects et des noms différents, suivant qu’on l'applique aux différents moments de l’évolution de l’être et selon aussi qu’elle adopte tel ou tel autre point de vue. Aux trois grandes périodes, ovu laire, embryonnaire et adulte, du développement individuel, elle répond au problème de la différenciation par les notions de l’isotropie de l’œuf, des feuillets-organes différenciés, de la spécificité cellulaire.

Cette théorie, examinée au point de vue du plan général de construction de l’organisme, exige que chacune des cellules, chacun des organites, chacun des organes ait sa place marquée dans cet organisme, à quelque période qu’on le considère. Telle cellule du foie, tel lobule du foie doit être représenté dans telle cellule de cette région du feuillet entodermique du blastoderme ; le foie tout entier est présent dans une cellule du germe embryonnaire. C’est là le principe de la région organogène du germe , établi par His, principe d’après lequel chaque région de l’ébauche embryonnaire donne naissance à un certain organe ou à de certaines cellules et pas à d’autres,

La même théorie générale, envisagée au point de vue, si l’on veut, du matériel de construction de l’organisme, exige que les caractères spécifiques soient représentés pas des particules ; c’est donc une théorie « micromériste » suivant l’expression de Dei âge. Ces particules doivent être juxtaposées dans 1 œuf et dans les cellules suivantes dont la segmentation triera les éléments. Les uns ont placé dans le cytoplasme de l’œuf les matériaux différents

CYTOLOGIE GÉNÉRALE ET SPÉCIALE

dont le futur organisme est bâti ; pour eux, le cytoplasme ovulaire est hétérogène, anisotrope. C’est là la théorie de l'anisotropie de i œuf proprement dite. Pour Roux, les particules représentatives des parties différentes de l’organisme adulte sont contenues non dans le cytoplasme, mais dans le noyau, où elles sont disposées comme lesnombreuses pièces d’une mosaïque: le but de la segmentation est de séparer ces matériaux nucléaires qualitativement différents. C’est là la théorie de ta mosaïque de W. Roux.

La doctrine de l’anisotropie de l’œuf, et la théorie de la mosaïque, le principe de la spécificité cellulaire et celui de la région organogène du germe forment ensemble une grande conception théorique, une théorie d’ensemble dite de la Prédétermination ou Pré formation, qui n’est elle-même qu’un cas particulier, biologique, de la théorie philosophique et métaphysique de la prédestination et de l’harmonie préétablie. Elle nous montre en effet les cellules différenciées dès l’origine ou du moins prédestinées et déterminées; elle les met d’avance dans un endroit de l’œuf et pas dans un autre, chacune à sa place comme en un plan réduit dont le développement assure l'évolution régulière de l’individu.

Article. 2. — DEUXIÈME THÉORIE.

On vient de lire l’exposé d’une théorie générale de l’évolution cellulaire dans l’organisme, qui, sous les divers points de vue où nous l’avons considérée, paraît extrêmement satisfaisante, et qui, cependant, on va le voir, ne résiste pas aux faits. La valeur de cette théorie générale doit être éprouvée successivement aux trois périodes principales du développement.

1° INDIFFÉRENCE DES PREMIÈRES CELLULES DU GERME. ISOTROPIE DE l’oEUF.

Il faut d’abord prouver que 1 œuf, avant toute segmentation, est hétérogène ou anisotrope, et que les premières cellules qui en dérivent sont déjà différenciées. Or les faits de différenciation précoce des premiers blastomères, que nous avons produits plus haut à l’avantage de la première théorie, ont été contestés et n’ont pas été retrouvés chez divers Mammifères pour plusieurs embryons. La valeur de la différenciation établie par Roveri dans l'œuf d’Ascaris a paru aussi fort problématique à plusieurs auteurs, et Wilson a conclu que les cellules germinatives ne sont pas prédéterminées, qu’elles ne diffèrent des cellules somatiques que par la taille, l'accumulation des matières nutritives et la richesse plus grande du noyau en chromatine. La théorie de l’anisotropie de l’œuf et de la prédétermination des cellules du germe n’est donc pas inattaquable sur le terrain de l’observation pure.

Mais voici surtout toute une série d’expériences très remarquables et fort intéressantes qui vont tout à fait à l’encontre de la théorie. Ces expériences ont été surtout faites sur des œufs de Batraciens.

Selon l’observation de Roux, le point par où, lors de la fécondation, le

spermatozoïde pénètre dans l’œuf de la Grenouille n’est pas fixe, et cependant c’est ce point qui détermine la direction du premier plan de segmentation (fig. 2/13). Les deux premières cellules ou blastomères qui séparent ce plan sont donc faites avec des parties de la substance de l’œuf qui ne sont pas toujours les mêmes, puisque la direction du premier plan de segmentation varie, comme varie le point d’entrée du spermatozoïde. C’est aussi à ce point d’entrée que correspond la future face ventrale de l’animal. La région ventrale de la Grenouille peut donc provenir de parties différentes de l’œuf.

Pflüger etles Hertwig ont mis un œuf de Grenouille en situation forcée, c’est-à-dire qu’ils ont incliné plus ou moins son axe sur la verticale. Or,

Fig. 243 A. — Schéma pour la direction du premier plan de segmentation de l’œuf, variant selon le point d’entrée du spermatozoïde dans l’œuf.

Le plan de segmentation, étant donné dans un premier cas par la ligne ss, devient, dans un second cas, la ligne s' s'. Un point * du corps ovulaire qui, dans le premier cas, appartenait à la cellule droite, fera partie, dans le second cas, de la cellule gauche.

Fig. 243 B. — Schéma du plan de segmentation dans un œuf en situation normale el forcée.

ah , axe de l’œuf en situation normale. — a’b axe de l’œuf en situation forcée ; il est oblique sur la verticale. Le plan de segmentation ss demeure néanmoins vertical dans les deux cas. Un point* du cytoplasme ovulaire qui, dans l’œuf normal, était compris dans la cellule de droite, appartiendra à la cellule de gauche dans le cas de situation forcée.

quelle que soit la position donnée à l’œuf, les premiers plans de segmentation étaient toujours verticaux (fig. 243, B). De même, en comprimant un œuf entre deux lames de verre, de quelque façon que cet œuf soit orienté, les premiers plans de segmentation étaient toujours perpendiculaires aux lames. La segmentation répartissait donc entre les premiers blastomères des portions de l’œuf différentes suivant les cas; autrement dit, ces blastomères empruntaient leur subtance à des régions de l’œuf qui n’étaient pas toujours les mêmes.

Enfin, une série d’expériences apportent des arguments péremptoires contre la théorie de l’anisotropie de l’œuf. Chabry a inauguré une méthode expérimentale qui consiste à retrancher une, deux ou plusieurs cellules à un œuf en voie de segmentation; il a obtenu de cette façon des demi-embryons qui, suivant la phase de développement qu’ils avaient atteinte, figuraient des semi-blastula, des semi-gastrula, etc. Le résultat est favorable à la théorie. Mais les auteurs, qui ont continué dans la voie expérimentale tracée par Cha-

bry, tels Roux, Driesch, Morgan, Wilson, Herlitzka, avec un demi-œuf, avec l’une seulement des deux premières cellules de segmentation, avec un quart, un huitième même de cet œuf, c’est-à-dire avec un seulement des quatre ou huit premiers blastomères, ont obtenu un animal entier et bien conformé, mais seulement plus petit (fig. 244 et 245). C’est donc là un résultat défavorable à la théorie de l’œuf anisotrope, puisque, dans une portion même petite de l'œuf, il y a tout le matériel nécessaire pour réaliser les organes d’un être entier et parfait.

De tous ces faits expérimentaux il résulte que le protoplasma de l’œuf est homogène , isotrope , capable d’engendrer par telle ou telle autre de ses parties non seulement un organe donné, mais même un animal entier. Les premiers blastomères en lesquels l’œuf se décompose sont indifférents, non différenciés, parce qu’ils peuvent donner n’importe quel organe, parce qu’ils

Fig. 244. — Développement d’un blastomère de Triton isolé par la méhode d’ Herlitzka.

Un seul des deux blastomères (celui de droite) s’est développé et présente déjà des organes caractéristiques de l’ébauche embryonnaire, tels que la gouttière nerveuse. L’autre blastomère n’a éprouvé aucun développement.

En f. le fil qui a servi à séparer les deux blastomères. D’après Herlitzka.

Fig. 245. — Développement de deux blastomères d’un œuf de Triton séparés, l'un de l’autre par le procédé cl’ Herlitzka.

Les deux blastomères, séparés par un fil de soie f, se sont développés chacun en un embryon complet, qui est près d’éclore.

D'après Herlitzka.

peuvent même fournir le tout. Donc la théorie de l’anisotropie de l’œuf, de la mosaïque, doit être rejetée, et celle de l’isotropie installée à sa place.

2° NON-SPÉCIFICITÉ DES FEUILLETS DU BLASTODERME. FAITS CONTRAIRES A LA SPÉCIFICITÉ CELLULAIRE.

S’adressant ensuite à une deuxième période du développement embryonnaire, à celle où les feuillets du blastoderme se constituent, que doit-on penser de ces feuillets et des cellules qui les composent ? Ces feuillets sontils de véritables organes embryonnaires, dans chacun desquels on peut fixer, suivant le principe de la région organogène du germe, la place occupée d’ores et déjà par les organes définitifs de l’être ? Les cellules composantes de ces feuillets et les cellules qui en dériveront sont-elles spécifiées, obéissent-elles dans leur différenciation ultérieure au principe de la spécificité cellulaire et

forment-elles un arbre généalogique ? C’est ce qu’admettait, on s’en souvient, la première théorie ; c’est ce que des arguments variés permettent de réfuter.

D’abord, s’il en est ainsi, comment se fait-il que des branches différentes, c’est-à-dire issues d’une souche différente, portent des fruits semblables, c’est-à-dire identiques par leur forme et équivalentes par leur fonction? 11 y a des fibres musculaires lisses ectodermiques, comme il en est de mésodermiques et aussi d’entodermiques. C’est donc que la spécificité cellulaire était la même dans deux cellules appartenant cependant par leur

Fig. 246. — Coupe méridienne d’an œil d’une arve de Triton treize jours après l’extirpation du cristallin, formation d’un nouveau cristallin.

cy cristallin appendu à la partie rétinienne de l’iris qui l'a formé.— a et p, les deux feuillets antérieur et postérieur de la partie rétinienne de l’iris. — r, rétine proprement dite. — ch. choroïde. — co, cornée à l’endroit de la plaie opératoire actuellement cicatrisée. D’après Erik Müller, un peu schématisée.

quels un organe provenant d’un certain feuillet se forme, dans la régénération ou le bourgeonnement, aux dépens de cellules dérivées d’un feuillet différent. Ainsi, en étudiant le bourgeonnement chez les Ascidies composées, Hjort et Caullery ont vu que les organes importants du bourgeon de l’animal nouveau se développent aux dépens d’éléments de l’animal-souche, qui tantôt sont d’origine ectodermique, tantôt d’origine entodermique, quelle que soit l’origine ecto ou entodermique de ces organes chez l’embryon. 11 est donc difficile d’admettre que les cellules qui composent les feuillets germinatifs et que ces feuillets eux-mêmes par conséquent sont empreints d’une spécificité telle que leur évolution ultérieure soit irrévocablement fixée, et l’on pourra conclure, d’un ensemble imposant de faits rassemblés par Saint- Remy, à la non-spécificité des feuillets.

La spécificité cellulaire est tout aussi illusoire si l’on considère les organismes adultes ou presque développés, qui ont en tout cas dépassé depuis

origine à des ordres absolument différents.

L’étude des cas de régénération et de bourgeonnement vient encore prouver la non -spécificité des feuillets germinatifs.

Si, le plus souvent, les organes se régénèrent aux dépens de cellules provenant du même feuillet que celui qui leur a donné naissance chez l’embryon, il n’en en est pas toujours ainsi.

On a rassemblé sous le nom d’ « hétéromorphose d’origine »

(Bergh, Labbé) ou sous celui d’ « hétéroblastie » (Salensky) les cas dans les-

longtemps le stade embryonnaire des feuillets du blastoderme. Gomment alors expliquer que des cellules différenciées, spécifiées, puissent fournir à un moment donné, dans les cas de pseudarthrose, de placenta extra-utérin, de tumeurs, et dans les cas de régénération locale d’organes, des cellules qui se différencieront dans un sens tout à fait imprévu et deviendront complètement différentes des cellules-mères parleur forme et par leur fonction ?

La régénération du cristallin chez les larves d'Amphibiens Urodèles, observée par Colucci, G. Wolff, E. Müller, Fischel, Brachet, etc., est un des phénomènes les plus curieux que la biologie expérimentale ait enregistrés dans ces derniers temps. Si l’on extirpe le cristallin d'une larve de

FiG.247. — Phénomènes de la régénération da cristallin chez des larves de Salamandre. D’après Brachet

et Benoit.

I-1V, schémas montrant les quatre stades principaux de la formation et de la réparation du cristallin. — A, coupe du cristallin en voie de régénération, neuf jours après l’opération. — a, p, feuillets antérieur et postérieur de la partie iridienne de la rétine. — c, cristallin.

Triton ou de Salamandre, on voit se former un cristallin nouveau aux dépens de cette couche épithéliale qui tapisse la face postérieure de l’iris et qui n’esl autre qu’un prolongement de la rétine (fig. 246 et 247). H y a donc là un fait d’hétéromorphose, puisque des cellules qui se rattachent à la rétine ont engendré des éléments du cristallin. Le fait a été diversement apprécié, au point de vue de la doctrine de la spécificité, les uns ayant voulu en tirer un argument contre elle, les autres au contraire le faire servir à sa défense. Nous voyons, il est vrai, ici des éléments rétiniens fournir des éléments d’un organe, le cristallin, qui reconnaît la même origine que la rétine et comme celle-ci est ectodermique, et il semble que la théorie de la spécificité en soit fortifiée. Mais, d’autre part, bien que de même provenance embryologique

que le cristallin, la rétine est tout à fait autre chose que ce dernier, et les éléments de la couche rétinienne de l’iris auraient dû, en régénérant un cristallin, sacrifier et perdre toute la somme de dilïérenciations acquise pendant le long intervalle qui sépare la formation des feuillets germinatifs de celle de la rétine. La difficulté qu’elles auraient eue à perdre ces caractères de différenciation dispose à penser bien plutôt qu’elles ne les avaient pas acquis, qu'elles n’étaient pas spécifiées.

Voici maintenant un placenta extra-utérin, développé non pas comme d’habitude, dans la cavité utérine, mais dans la cavité abdominale et aux dépens du péritoine. Les cellules de l’épithélium péritonéal, pour le constituer, ont formé des éléments placentaires alors qu’elles n’étaient pas destinées à cette fabrication, dont les cellules de l’utérus avaient le monopole. Il faut donc admettre ici encore une aptitude soudaine des cellules de l’épithélium péritonéal qui compromet fort leur caractère d’absolue spécificité.

Les explications de ce fait et d’autres analogues qu’ont proposées Virchow et Hansemann ne sont pas pleinement satisfaisantes. Virchow avait, pour expliquer ces bizarreries de la nature, sa théorie de la métaplasie et l’hypothèse des cellules restées embryonnaires et indifférentes dans un organe donné et capables de se différencier à un certain moment dans un sens nouveau. Mais ces cellules embryonnaires, peut-on nous les montrer, et ont-elles des caractères qui les distinguent des autres ? Hansemann imagine pour explication l’hypothèse des plasmas accessoires Soient trois plasmas a, b , c ; une cellule-mère contient 4 a, 4 6, 4 c ; elle se divise en deux cellules-filles A et B, dont chacune hérite d’une égale quantité de b et de c, mais A prend 3 a, tandis que B ne reçoit que î a ; A est donc plus riche en plasma a, plus différencié dans le sens a. Si la cellule A distribue inégalementà ses deux cellules-filles C etD le plasma a, et si cette distribution inégale continue pour les autres plasmas, ceux-ci finiront par être complètement triés. La séparation n’est cependant jamais complète, ni définitive ; car à côté du plasma principal la cellule contient en moindre proportion des plasmas accessoires. Ceux-ci peuvent à un moment donné reprendre le dessus, étouffer le plasma principal et par suite changer du tout au tout les caractères morphologiques et les aptitudes physiologiques de cette cellule. Mais ce que Hansemann ne dit pas, c’est la raison de ce renouveau des plasmas accessoires et de leur victoire sur le plasma principal.

Si au stade de développement où l’œuf comprend déjà 4-8-1 6 blastomères, un de ceux-ci est encore capable de reproduire tous les organes, tous les tissus, pourquoi n’en serait-il pas de même plus tard, pourquoi une cellule quelconque de l’organisme ne pourrait-elle pas engendrer une partie au moins de l’individu? La question, que nous ne pouvons qu’indiquer ici, revient à savoir quan t la différenciation cellulaire définitive s’établit et si elle s’établit jamais.

3° CONCLUSIONS DE LA DEUXIÈME THÉORIE SUR LES CARACTERES ET LA MARCHE DE LA DIFFÉRENCIATION CELLULAIRE

Voici les conclusions qui se dégagent de la discussion précédente :

CYTOLOGIE GÉNÉRALE ET SPÉCIALE

Les premiers blastomères sont indifférents, car un seul d'entre eux peut donner naissance à un germe entier.

Les feuillets ne sont que des catégories temporaires, sans valeur abso lue ni réelle de famille, de genre ; ce sont des arrangements du matériel cellulaire disposé en épithéliums, et non pas des organes ou des tissus.

De même plus tard. Les cellules ne sont pas rangées dans l'organisme par familles et par genres naturels, où vivent côte à côte celles qui ont des affinités morphologiques et structurales, comme en un jardin botanique classiquement ordonnancé, où le système violentant la nature rapproche de force, pour des ressemblances de forme et de constitution, des plantes de rocailles et des plantes aquatiques. Si cependant le jardin botanique devait être un plan réduit et instantané représentant véritablement un coin et un moment du règne végétal en évolution, le caractère artificiel de ce jardin ne le permettrait pas. Bien que de constitution pareille, les plantes aquatiques et de rocaille ne pourraient se développer en grand, continuer à vivre dans des conditions moyennes, défavorables aux unes comme aux autres. Il faudrait (et c’est ce qu’on fait dans les jardins modernes), pour que le jardin reproduisît la nature en mouvement, donner aux plantes de rocaille la rocaille et l’eau aux végétaux aquatiques. 11 faudraü, autrement dit, tenir compte non seulement des ressemblances morphologiques sans s’inquiéter de savoir comment elles se sont produites, mais des analogies physiologiques qui ont produit les formes semblables. Il faudrait faire entrer en jeu la fonction, en produisant des conditions extérieures variées.

De même ici, les cellules n’ont leur forme, leur structure caractéristiques qu’en raison de leur fonction. Et elles n’ont telle fonction qu’en raison de la place qui leur est donnée dans l’organisme et des rapports qu’elles ont soit entre elles, soit avec le monde extérieur. La différenciation cellulaire, qui fait les sortes de cellules, de tissus, d’organes et même d’individus, qui nous donne l’illusion de genres, de familles et de classes, n’est que la manifestation de /’ excitation fonctionnelle , comme Roux a nommé cette cause en apparence irréductible qui agit du dehors sur l’élément cellulaire. Les influences extérieures à la cellule pèsent sur sa destinée depuis son origine jusqu’à sa fin, depuis l’œuf jusqu’aux cellules les plus différenciées. Elles ont d'autant plus de prise, ou, ce qui revient au même, elles ont besoin pour produire une réaction d'être d’autant plus faibles que la cellule est plus jeune, parce que l’hérédité est moins forte en elle ; ce qui veut dire parce qu’elle a été moins modifiée par des influences antérieures et non parce qu’elle contient plus de plasmas d’une sorte que d’une autre. Dans révolution progressive normale de l’individu ou de l’espèce, la forme cellulaire va se caractérisant toujours mieux, parce que la différenciation cellulaire va s'approfondissant et parce que l’excitation fonctionnelle va parallèlement en se fortifiant et se précisant.

C’est ainsi qu’il faut comprendre le caractère général de la différenciation cellulaire et la cause fondamentale qui la produit. En face de la théorie de la préformation s'élève celle de Yépigénèse, dont Hertwig, Roux, Driesch, Delage, Wilson, Herlitzka, etc., sont, avec des variantes importantes, et que i cependant nous devons laisser de côté, les principaux représentants. C’est, une théorie évolutionniste; elle fait évoluer les cellules et les organismes en

fonction des conditions extrinsèques, des influences extérieures; elle fait de la fonction une condition de la forme , et des agents extérieurs les déterminants de la fonction. Conformément à ce principe, nous aurons pour première tâche, en étudiant chacune des grandes catégories cellulaires que nous distinguerons dans l’organisme animal, à tracer le tableau de la situation faite à la cellule en voie de différenciation, à fixer ce qu’il y a d’essentiel et de constant dans sa fonction et par suite à déterminer le caractère typique de sa structuré et de sa forme.

Cytologie .