ASSIMILATION DES MATIÈRES MINÉRALES

§ 5. Certaines matières minérales jouent un rôle important dans l’économie des plantes : elles ont besoin d’être absorbées sans cesse et ne sont pas étrangères à l’élaboration des principes immédiats de nature organique, indépendamment du rôle physique qu’elles peuvent jouer. Parmi ces matières, nous citerons : les phosphates, la silice, les sels de chaux et de magnésie, les sels alcalins.

On sait que certains organes végétaux sont très riches en phosphate de chaux. 11 en est ainsi des bourgeons, des jeunes pousses, des graines. On a fait, à cet égard, cette observation intéressante que la richesse en phosphates va en augmentant avec la proportion des matières azotées. M. Boussingault a fait remarquer, en particulier, qu’il existe une certaine relation entre la proportion d’azote et celle de l’acide phosphorique contenu dans les substances alimentaires. De fait, le phosphate de chaux semble entrer dans la composition intime des matières albuminoïdes. Les acides, dans lesquels il est si soluble, ne leur enlèvent pas ce sel. D’un autre côté, on sait, par les expériences de M. Pasteur, que le phosphate de chaux est un élément nécessaire à l’élaboration des nouvelles cellules de levure. Il pénètre dans les végétaux à l’état de dissolution dans l’acide carbonique. Une portion de ce sel entrant, comme nous venons de l’établir, en combinaison avec les matières albuminoïdes, il est probable qu’une autre portion se dépose purement et simplement dans les tissus.

La silice est un élément très répandu dans le règne végétal.

PAR LE RÈGNE VÉGÉTAL

11 existe en quantité notable clans les tissus épidermiques cl clans les parois cellulaires des équisétacées, des graminées, des cypéracées, des Carex, de la Deutzia scahra et de beaucoup d'autres végétaux. Elle y est contenue clans un état de combinaison tel qu’elle n’en est pas extraite par des solutions faibles et bouillantes de soucie (à 1 pour 100).

La silice n’est pas insoluble clans l’eau lorsqu’elle a été récemment séparée d’un silicate par un acide. Les roches feldspa thiques, lentement décomposées par l’acide carbonique, fournissent incessamment de l’acide silicique, dont l’eau s’empare et qui pénètre avec elle dans les organes des plantes.

On sait cpie les cendres du bois, et, en général, de tous les végétaux, sont très riches en chaux. Cette base existe dans les végétaux .à l’état de combinaison avec divers acides, tels que l’acide phosphorique , l’acide sulfurique, l’acide oxalique et d’autres acides organiques. C’est à l’état de bicarbonate ou de sulfate qu’elle est généralement contenue dans les eaux. La chaux joue certainement un rôle clans la formation des cellules végétales ou animales : on n’en trouve aucune qui en soit dépourvue.

A la chaux se trouve généralement associée dans les cendres des végétaux une faible proportion de magnésie. Dans ces cendres, il existe aussi de petites quantités de fer, à l’état d’oxyde, et l’on a prétendu que ce métal était nécessaire pour l’élaboration de la chlorophylle. 11 n’en est pas ainsi : la chlorophylle paraît exempte de fer.

On rencontre clans les organes des végétaux des sels solubles, notamment des sels alcalins, chlorures, sulfates, azotates de potassium et de sodium, indépendamment d’un grand nombre de sels alcalins à acides végétaux dont les plus abondants sont les acides oxalique, tartrique, malique, citrique. La potasse et la soucie qui saturent en totalité ou on partie ces acides, et qui sont indispensables à leur élaboration, proviennent sans cloute de la réaction du carbonate de chaux sur les sels alcalins neutres mentionnés plus haut. Ajoutons que les sels de potasse prédominent et de beaucoup clans les végétaux terrestres. Ils jouent certainement un rôle important dans la chimie des cellules végétales. Rappelons à cet égard l’observation de M. Lieben sur le rôle de certains sels neutres, tels que

28 ÉLABORATION DES MATIÈRES ORGANIQUE S le formiate de potassium, comme agents de déshydratation (page 15).

Les indications cpii précèdent sur la nature des matières minérales contenues dans les organes des végétaux font comprendre l’utilité des amendements et des engrais minéraux dont l’usage s’est tellement répandu dans ces dernières années. Superphorphate de chaux, azotate de soude, sulfate de potasse, chlorure de sodium, sulfate de chaux, tels sont les principaux sels qui entrent dans la composition de ces engrais. Ajoutons que le marnage a pour but de fournir à des terres qui en sont dépourvues, la chaux à l’état de carbonate finement divisé dans de l’argile.

Nous bornerons là ces indications sur l’assimilation des matières minérales, notre but étant moins d’entrer dans les détails des phénomènes si délicats, et encore si obscurs, de la nutrition des plantes, que de tracer à grands traits les conditions qui président à l’élaboration de la matière organique par le règne végétal.

RÔLE DES VÉGÉTAUX DANS l’ÉCONOMIE DU GLOBE.

§ 6. Si, comme nous venons de le constater, les matières minérales et organiques que renferme le sol jouent un rôle important dans les phénomènes du développement des végétaux, il n’en est pas moins vrai que les plantes tirent, en définitive, de l’atmosphère les matériaux propres à l’élaboration des substances organiques, c’est-à-dire des combinaisons complexes du carbone. Ce sont les éléments de l’acide carbonique qui s’ajoutent à ceux de l’eau, en môme temps qu’une certaine quantité d’oxygène est éliminée , et le résultat de cette réduction est une matière organique non azotée et d’autant plus complexe qu’un plus grand nombre de molécules d’acide carbonique et d’eau se sont ainsi unies après avoir perdu de l’oxygène. A ce point de vue, l’élaboration des matières organiques par les végétaux consiste donc essentiellement en un phénomène de réduction.

Que font en réalité les végétaux en réduisant ainsi l’acide carbonique et l’eau? En séparant l’oxygène du carbone et de l’hydrogène, ils restituent à ces derniers éléments une portion de leur affinité pour le premier. Dans l’acide carbonique

PAU Lli RÈGNE VÉGÉTAL.

et dans l’eau, celte alïinilé est complètement satisfaite, c’està-dire que l’énergie qui réside dans les atomes du carbone, de l’hydrogène et que nous nommons leur affinité pour l’oxygène, a été, non pas détruite, mais transformée et comme dégagée par l’effet de la combinaison. Elle ne réside plus dans les atomes de carbone et d’hydrogène, une fois que ces atomes ont formé des combinaisons avec l’oxygène, mais elle s’est dissipée sous forme de chaleur. Pour réduire ces combinaisons, il faut donc restituer au carbone et à l’hydrogène l’énergie chimique qu’ils ont perdue sous forme de chaleur. Ainsi les végétaux, en décomposant l’acide carbonique et l’eau, non seulement condensent les atomes de carbone, d’hydrogène, d’azote, d’oxygène, pour en faire des matières organiques, mais ils accumulent en même temps des affinités, de l’énergie chimique, de la force, car tous les composés organiques sont pourvus d’affinités pour l’oxygène, tous peuvent brider. Les atomes qu’ils condensent dans les principes immédiats , les végétaux les empruntent à l’atmosphère. Mais où puisent-ils donc l’énergie restituée à ces atomes sous forme d’affinité? Elle leur vient du soleil, qui en est un réservoir inépuisable, et qui la déverse à la surface de la terre, sous forme de radiation calorifique, lumineuse, chimique. Ingenhousz a montré le premier le rôle que joue la radiation solaire dans la décomposition de l’acide carbonique par les feuilles, mais c’est seulement dans ces derniers temps que la physique a dévoilé la vraie signification et la portée immense de ce phénomène. Une portion de la radiation solaire est absorbée par les végétaux et convertie en affinité ; elle est la condition indispensable de la réduction de l’acide carbonique et de l’eau, de l’élaboration des matières organiques, de l’activité du règne végétal. Celte condition est renfermée implicitement dans ce fait d’observation vulgaire qu’il n’y a point de végétation sans soleil.

A considérer l’activité chimique des végétaux dans son ensemble et dans ses résultats, on peut dire que les végétaux constituent des appareils propres à l’élaboration de la matière organique, élaboration qui ne peut s’accomplir sans qu’il y ait en même temps accumulation de force.

Nous verrons dans le chapitre suivant que les animaux

absorbent dans leur nourriture, assimilent dans leurs organes, transforment et finissent par détruire, dans les procédés de la respiration, les matières organiques élaborées par les végétaux. Ayant besoin de produire de la chaleur et d’exécuter des mouvements, ils dépensent de l’énergie. A ce double point de vue, il y a donc un certain contraste, une sorte d’opposition entre l’activité fonctionnelle des deux règnes. Cette idée sera développée plus loin. Ici on doit faire remarquer qu’elle n’est vraie que dans un sens général, et si l’on considère les choses dans leur ensemble. Il y a des exceptions à la règle que l’on vient de poser, et il ne sera pas inutile d’entrer dans quelques développements à ce sujet.

Nous avons fait remarquer que les végétaux tirent, en grande partie du moins, de l’atmosphère les matériaux de leur nutrition. Il n’en est pas toujours ainsi. On sait depuis longtemps que certaines plantes parasites dépourvues de chlorophylle, telles que les champignons, les orchidées, les orobranches, absorbent des matériaux organiques tout élaborés et tirent leur substance des organismes aux dépens desquels ils vivent. Voilà pourquoi ils peuvent se développer à l’abri de la lumière. Privés de parties vertes, c’est-à-dire de chlorophylle, ils ne sauraient respirer à la façon des végétaux, aux dépens des éléments de l’air, et former de toutes pièces des matières organiques. Aussi la substance des champignons présente-t-elle • une composition jusqu’à un certain point analogue à celle de la chair musculaire. Les parasites dont il s’agit, auxquels on peut ajouter certains ferments, vivent donc, comme végétaux, d’une vie particulière et marquent en quelque sorte la transition entre le règne végétal et les animaux inférieurs.

D’un autre côté, parmi ces derniers il en est qui sont pourvus de matière verte, et qui possèdent comme les végétaux la faculté de décomposer l’acide carbonique sous l’influence de la radiation solaire. Il en est ainsi des planaires vertes

Une exception très curieuse à la proposition générale formulée plus haut est relative à la faculté que possèdent certaines plantes d’attirer, de saisir et de digérer des insectes : il y a des plantes carnivores. MM. Darwin et Hooker ont appelé

t. P. Gcddes, Comptes rendus, t. LXXXVII, p. 1095.

PAR LE RÈGNE VÉGÉTAL

dans cos derniers temps l’attenlion sur ce sujet. Les espèces végétales dont il s’agit appartiennent aux genres Drosera, Sarracenia, DarUnglonia, AVpe?i//ies. Toutes ces plantes sont munies d’organes particuliers, en forme d’urnes, organes capables, non seulement de saisir l’animal, mais encore de le digérer. Chez les népentlies, par exemple, ces urnes sont des organes foliacés, munis d’un opercule qui vient se clore sur l’insecte. Le bord de Tiirne et la surface inférieure de l’opercule sont parsemés de glandes nombreuses, lesquelles sécrètent abondamment une liqueur sucrée par laquelle l’insecte est attiré. La cavité de l’urne elle-même est tapissée d’un fond cellulaire rempli d’un nombre considérable de glandes sécrétant un véritable liquide digestif. Ce sont des glandes pepsinifcres. Et, chose curieuse, la nature et les propriétés du liquide sécrété varient suivant que les glandes sont excitées par la présence d’un insecte dans Turne ou qu’elles ne sont pas excitées. Dans le premier cas, le liquide est acide et renferme de la pepsine. D’après les expériences de MM. de Gorup-Besanez et H. Will b ce suc dissout la fibrine gonflée par une trace d’acide chlorhydrique et la transforme en peptone. L’albumine cuite et la viande crue sont dissoutes partiellement avec le concours d’une trace d’acide chlorhydrique. L’empois d’amidon n’est pas altéré. Ce sont là les qualités d’un véritable suc gastrique de nature végétale, et il existe une concordance parfaite entre la fonction digestive des urnes de népenthes et celle de l’estomac des animaux supérieurs.

Une telle analogie dans les fonctions se retrouve dans d’autres circonstances. Dans certaines phases de leur développement, les végétaux ont besoin de s’échauffer, comme les animaux. Une graine qui germe, une fleur qui s’épanouit pour la fécondation dégagent de la chaleur, et le font en respirant à la façon des animaux, c’est-à-dire en bridant des matières organiques. C’est le sucre qui paraît servir de combustible : il s’accumule dans les végétaux avant la floraison; il existe dans les graines qui germent et disparaît dans le cours de la germination. Dans ce dernier cas, il résulte de la transformation de

1. Fortgesetzte Beobachtungen über peptonbildende Fermente àn Planzenreiche, von E. von Gorup und II, Will (Sitzungsberichte der physikalisclimedizinischen Societüt zu Erlangen, 2G juin 1876.)