ORIGINE ET MODE D’ACTION DE L’HUMUS

Origine de ’humus et du pourri. — Dans les chapitres précédents, nous avons fait voir que tous les végétaux et toutes leurs parties, dès qu’ils cessent de vivre, sont sujets à deux espèces de décompositions dont l’une porte le nom de fermentation ou de putréfaction, et l’autre celui d’eremacausie ou de combustion lente, ou simplement aussi de pourriture ; par cette dernière, les parties combustibles du corps en décomposition se combinent avec l’oxigène de l'air.

L’érémacausie ou la pourriture de la partie essentielle de tous les végétaux, à savoir, du ligneux, présente un phénomène particulier: c’est que, au contact de l’oxigène ou de l'air, il convertit l’oxigène en un volume égal d’acide carbonique; dès que l’oxigene disparaît, la pourriture s’arrête.

Si l’on enlève cet acide carbonique et qu’on le remplace par de l’oxigène, la pourriture s’établit de nouveau, c’est-à-dire que loxigène se transforme de nouveau en acide carbonique. Puisque le ligneux se compose de carbone et des éléments de l’eau, on peut dire, d’une manière générale, que cette pourriture est identique dans ses résultats avec la combustion du carbone pur à des températures fort élevées ; ainsi le ligneux se comporte, en brülant lentement, comme sı ni son hydrogène ni son oxigène ne se trouvaient combinés avec du carbone.

L’accomplissement de ce phénomène de combustion exige un temps fort long; la présence de l’eau en est également une condition indispensable. Les alcalis en favorisent les progrès, les acides les entravent ; toutes les matières antiseptiques, l’acide sulfureux, les sels mercuriels, les huiles empyreumatiques, etc., les arrêtent entièrement.

Le ligneux, dans cet état progressif de pourriture ou de combustion lente, est précisément ce que nous appellerons désormais l’humus ou l'ulmine.

A mesure que la pourriture du ligneux s’avance, il perd la faculté de se pourrir davantage, c’est-à-dire de transformer l’oxigène ambiant en acide carbonique, de sorte qu’à la fin il laisse une matière brune et charbonneuse, qui n’a plus cette propriété, et que l’on appelle plus particulièrement le pourri. C’est là le produit final de l’érémacausie ou de la pourriture du ligneux, produit qui forme les tourbes et la partie essentielle de tous les lignites.

Fonctions de l'humus. — Dans un sol perméable à air, Phumus se comporte absolument comme dans l’air même, c’est-à-dire qu’il présente une source lente et continue d’acide carbonique. Autour de chaque particule de ’humus en pourriture, il se forme, aux dépens de l'oxigène

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de l’air, une atmosphère d’acide carbonique. Par l’ameublissement du sol, on favorise l’accès de l'air à ’humus, et l’on renferme dans le sol humide ainsi préparé une atmosphère d’acide carbonique; de cette manière on y place le premier et le plus important aliment de la jeune plante qui doit s’y développer.

Au printemps, où les plantes manquent encore des organes que la” nature a désignés pour leur amener les aliments de latmosphère, et où ces organes commencent seulement à se former, ce sont les principes de la semence qui, les premiers et seuls, fournissent les éléments nécessaires à la production des racines; avec chaque fibre radicellaire, la plante reçoit une bouche, un poumon, un estomac. Une fois que les premières radicules se sont formées, ce sont elles qui se chargent des fonctions des feuilles; elles transmettent alors à la plante les aliments qu’elles puisent dans l’atmosphère au milieu de laquelle elles se trouvent, c’est-à-dire que c’est par l’intermédiaire de ’humus du sol qu’elles recoivent l’acide carbonique.

En remuant la terre autour de la jeune plante, on renouvelle et on multiplie les points de contact de Pair, et l’on favorise ainsi la formation de l’acide carbonique. Sans cette espèce de ventilation, la quantité des substances nutritives diminuerait constamment dans le sol. Quand la plante est arrivée à un certain degré d’accroissement, c’est elle-même qui effectue cette ventilation. L’atmosphère d'acide carbonique, qui garantissait d’abord d’une altération ultérieure la partie non pourrie de lhumus, est absorbée alors par les fibres radicellaires et par les ratines elles-mêmes, de sorte que l’air atmosphérique venant à la remplacer, la pourriture peut continuer el donner naissance à une nouvelle quantité d’acide carbonique. A cette époque, la plante est nourrie simultanément par les racines et par les organes aériens, et elle s’approche ainsi rapidement du terme de son accroissement. Dès que les organes nutritifs se trouvent achevés, elle n’a plus besoin de l’acide carbonique du sol, et le manque d'humidité, la sécheresse tout entière de celui-ci ne l’empêche plus de se développer, si elle reçoit, par la rosée et par l'air, l'humidité nécessaire pour effectuer l’assimilation des aliments ; dans les étés chauds, les végétaux puisent le carbone uniquement dans l’air.

Nous ne savons pas quelle taille et quelle puissance la nature a assignées aux plantes ; nous ne connaissons que la mesure ordinaire de leur grandeur. A Londres et à Amsterdam, on fait voir comme curiosités extrêmement remarquables des chênes qui ont été élevés par des jardiniers chinois et dont la hauteur est seulement d’un pied et demi; et cependant le tronc, l'écorce, les branches, le port en général y annoncent un âge très venerable. De même, si on laisse croître le petit navet de Teltow, qu’on cultive dans le pays de Brandebourg, dans un terrain où il lui serait libre de puiser autant d’aliments qu’il peut assimiler, il acquiert un poids et un volume énormes. Il est bien facile de se rendre compte de ces anomalies.

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Rapport enire la masse des plantes et la surface de leurs organes. — La masse d’une plante est en rapport avec la surface des organes destinés à lui transmettre les aliments. Avec chaque radicule, avec chaque feuille, le végétal gagne une bouche, un estomac de plus:

L'activité nutritive des racines n’est arrêtée que par le défaut daliments; lorsque ceux-ci se trouvent au contraire en abondance et qu’ils ne sont pas entièrement consommés pour le développement des organes déjà formés, cet excès ne s’en retourne plus dans le sol, mais il reste dans la plante pour être employé à la production de nouveaux organes. À côté de chaque utricule qui s’est développée, il s’en produit alors une autre ; à côté de chaque branche, de chaque feuille, il naît une nouvelle branche, une nouvelle feuille ; sans un excès d’aliment, ces nouveaux organes ne pourraient pas se former, car le sucre et le mucilage, par exemple, qui se sont produits dans la graine, disparaissent avec le développement des bourgeons, des jeunes pousses et des premières feuilles.

Avec le nombre des organes, c’est-à-dire des branches et des feuilles, auxquels Patmosphère fournit les aliments, augmente aussi, dans la même proportion, l'aptitude de ces organes à transmettre les aliments aux plantes et à en augmenter par conséquent la masse, car la faculté nutritive est toujours en raison directe de la surface de ces organes. Les feuilles, les pousses et les branches, une fois développées, n’exigent plus d’aliments pour se conserver; elles n’augmentent plus de masse ni de volume; pour se maintenir à l’état d’organes, elles n’ont absolument besoin que des moyens propres à entretenir les fonctions auxquelles la nature les a destinées, car elles gt pas pour elles-mêmes.

Ces fonctions consistent, comme on sait, à absorber l'acide carbonique et à s’en approprier le carbone sous l'influence de la lumière et en présence de l’humidité. Elles sont permanentes depuis le premier accroissement du végétal, et ne discontinuent pas, lors même qu'il s’est complétement développé.

Mais, ce terme arrivé, les nouveaux produits de cette hear à continuelle ne sont plus consommés pour le développement des organes ; ils servent alors à l'accroissement du corps ligneux et de toutes les substances solides d’une composition analogue. Ainsi ce sont les feuilles qui effectuent ensuite la formation du sucre, de la fécule, des acides, etc. tant qu’elles manquaient, les racines étaient chargées des fonctions nécessaires à la nutrition de la tige, des bourgeons, des branches et des feuilles elles-mêmes. |

Or, dans cette période de la végétation où les feuilles sont toutes formées, les organes assimilatoires enlèvent à l'atmosphère plus de substances nutritives qu’ils n’en consomment eux-mêmes , et c’est alors, avec le développement progressif du corps ligneux pendant lequel l’affluence des aliments reste toujours la même, que change aussi le mode de distribution des substances nutritives. La fleur commence à se

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développer, et, une fois que le fruit s’est formé, les fonctions vitales atteignent leur limite dans la plupart des plantes, les produits de leur activité ne trouvant plus d'emploi. La conséquence de cette cessation de fonctions est que les feuilles succombent à l’action de l’oxigène, changent ordinairement de couleur et tombent. Ertre la période de la floraison et celle de la fructification, il se produit dans toutes les plantes, par suite d’une métamorphose des corps qu’elles renferment, une série de combinaisons nouvelles. C’est par ces combinaisons que se forment les parties constituantes de. la fleur, du fruit ou de la semence. Cette métamorphose, en même temps chimique et organique, a pour résultat la transformation des éléments d’une ou de plusieurs combinaisous en deux ou en plusieurs nouvelles, qui renferment ces éléments groupés dans un autre ordre ou dans d’autres proportions.

Excretions végétales. — De deux combinaisons qui se produisent par suite de telles métamorphoses, lune reste comme principe dans la fleur où dans le fruit, l’autre est rejetée au-dehors par la racine sous forme d’exeretions *. Sans exeretions, on ne saurait vraiment concevoir la nutrition de l’économie animale, ni celle de l’économie végétale ; car l’organisme lui-même n’engendre aucun élément, ses fonctions ne consistent qu’à transformer, et les organes se conservent et se reproduisent seulement lorsque les substances nutritives, qui en contiennent les éléments, éprouvent des métamorphoses. Que l’on appelle maintenant la cause de ces métamorphoses force vitale, lempérature élevée, lumière, galvanisme, ou enfin comme on voudra, toujours est-il certain que l’acte même de ces métamorphoses est purement chimique. Il ne peut y avoir combinaison ou décomposition que si les éléments qui se trouvent en contact sont aptes à se combiner ou à se décomposer; or, ce que les chimistes nomment affinité, c’est précisément le degré de cette aptitude.

Dans les chapitres sur la fermentation et la putréfaction, nous avons exposé d’une manière assez étendue que toute perturbation de l’attraetion élémentaire d’une combinaison a pour conséquence une métamorphose de cette combinaison ; les éléments se groupent alors suivant le degré de leurs affinités Spéciales, pour former de nouveaux composés, lesquels, dans les circonstances mêmes où ils se sont formés, ne sont plus en état de se métamorphoser davantage. Les produits de ces métamorphoses varient Suivant les causes qui les provoquent, suivant les conditions dans lesquelles ils prennent naissance ; ils sont aussi nombreux que ces conditions, que ces causes elles-mêmes. Ainsi la propriété caraeteristique d’un acide, par exemple, consiste dans une tendance continue, inégale pour des acides différents, à se neutraliser par une base;

* Le mot excretions est employé ici dans son acception la plus générale, et non pas, comme par les botanistes, pour désigner certains fluides seulement que les végétaux excrètent dans des circonstances particulières,

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les bases présentent un caractère inverse; mais les acides et les bases, quoique si différents sous ie rapport de leurs propriétés, effectuent néanmoins, dans la plupart des cas, la même métamorphose.

Considérons maintenant une métamorphose de cette espèce, pour V’appliquer à la nutrition des organes; prenons l’acide hydrocyanique et l’eau; ces corps renferment les éléments de l’acide carbonique, de lPammoniaque, de l’urée, de l'acide cyanurique, de la cyamelide, de l’acide oxalique, de l’acide formıque, du mélam, de l’amméline, de la mélamine, de Pammelide, de l’azulmine, du mellon, de l’acide hydromellonique, de l’allantoine, etc. Toutes ces substances peuvent réellement être produites: par Pacide hydrocyanique et Peau, dans les métamorphoses chimiques les plus variées. L’examen d’une seule de ces métamorphoses suffit pour éclaircir Pacte de la nutrition.

En contact avec lacide hydrochlorique , Pacide hydrocyanique et l’eau se décomposent instantanément en acide formique et en ammoniaque; dans Pun et l’autre produit, les éléments de l'acide hydrocyanique et de l’eau se retrouvent, mais seulement groupés sous une autre forme, dans un autre ordre. C’est la tendance de l’acide hydrochlorique à être neutralisé par une base aui a provoqué cette métamorphose. Par suite de cette tendance, l’äcide hydrocyanique et lPeau éprouvent une décomposition simultanée : l'azote de l’acide hydrocyanique et l'hydrogène de l’eau s’unissent pour former une base, ’ammoniaque, avec laquelle Pacide hydrochlorique se combine alors. Une fois qu’il a été satisfait à sa tendance, s’il est permis de s’exprimer ainsi, son caractère acide disparait. L’ammoniaque ne préexistait pas comme telle, mais ses éléments étaient présents , ainsi que leur faculté de composer de Pammoniaque. La décomposition simultanée de lacide hydrocyanique et de l’eau ne s’est pas faite par suite d’une affinité chimique de l’acide hydrochiorique pour Pammoniaque, car ni l’acide hydrocyanique ni l’eau ne renferment d’ammoniaque, et certes on ne saurait concevoir l’affinité d’un corps pour un autre qui n’est pas encore formé, mais qui doit seulement se produire. D’après cela, on voit aisément que les décompositions qui portent le nom de métamorphoses sont bien différentes des décompositions chimiques ordinaires.

Ainsi, dans le cas actuel, l’acide formique est le corps excrété ; l’ammoniaque représente la Substance assimilée par lorgane. Celui-ci choisit parmi les aliments qu’on lui présente ceux dont il a besoin pour sa propre conservation et pour sa reproduction. Les autres éléments , qui ne sont pas assimilés, s’unissent alors pour former de nouvelles combinaisons, et ce sont elles qui constituent les excréments. Pendant que les corps ainsi excrélés par un organe traversent tout le végétal, ils rencontrent un autre organe, par l’eftet duquel ils subissent une nouvelle métamorphose; les exceréments du premier organe renferment les éléments nutritifs pour un second et un troisième; les substances qui ne sont plus susceptibles de se métamorphoser sont enlin rejetées au dehors par les organes destines à cet usage,

xei ENTRODUCTION,

“La constitution de chaque organe est proportionnée aux fonctions qu’il doit remplir : un pouce cube d'hydrogène sulfuré, introduit dans le poumon, entrainerait une mort instantanée; et cependant, dans le canal intestinal, ce gaz se produit, dans certaines circonstances, sans qu’il en résulte d’inconvénient sensible. Les reins évacuent les excréments azotés formés par l'effet des métamorphoses ; le foie est l’organe évacuatif pour les matières riches en carbone: le poumon fait sortir du corps tous les excréments gazeux riches en hydrogène et en oxigène. L’alcool et plusieurs huiles essentielles ne transpirent pas par la peau, mais s’évaporent également par le poumon.

L'acte de la respiration lui-même est une véritable combustion lente, une pourriture continue. Si l’on y applique les règles qui se déduisent des phénomènes que les corps pourris présentent en général, il est clair que, dans le poumon même, l’oxigène de l'air ne peut pas former directement d’acide carbonique avec le carbone d’une combinaison carbonée, mais qu’il doit se faire dans le poumon une oxidation d’hydrogene ou une sur-oxidation d’un oxide inférieur. L’oxigène que l’on inspire ne forme pas d'acide carbonique ; l’acide carbonique que l’on expire renferme l’oxigene qui provient du sang”.

Actions chimiques dans la végétation. — Il ne faut pas que le prestige de ce mot de force vitale nous empêche de considérer sous le point de vue chimique l’acte de la métamorphose des aliments, et d’en tirer des conséquences sur les fonctions de l’économie en général; car on sait combien peu de succès a eu l’application des principes d’où l’on est parti jusqu’à présent.

Est-ce donc réellement la force vitale qui, dans le germe, produit le sucre, ce premier aliment de la jeune plante ? Est-ce elle qui donne à l'estomac la faculté de rendre aptes à assimilation et de dissoudre toutes les matières qu’on lui amène ?

Une décoction d’orge germé possède tout aussi peu qu’un estomac de veau, après la mort de l’animal, la propriété d’effectuer des métamorphoses ; il ne peut être question de vie ni chez l’un ni chez l’autre. Mais si à linfusion d'orge on ajoute de la fécule, celle-ci se trans-

* L’examea de Pair que les poitrinaires expirent, ainsi que de leur sang, jetterait beaucoup de lumieres sur la nature de la phthisie pulmonaire. Dans les premiers chapitres on a vu que la combustion lente et Ja fermentation putride s’impliquent Pune Vautre ; considérée sous le point de vue chimique, la décomposition du sang, telle qu’elle s’opere dans le poumon, est une véritable putréfaction. Tous les organes se transforment en sang, et celui-ci tout entier se mélamorphose incessamment dans le poumon. Une chose qui mériterait certainement d’être prise en considération, c’est que tous les remèdes qui, sans guérir cette affreuse maladie, en arrêtent du moins les progrès, sont précisément ceux qui arrêlent aussi la puiréfaction ; ainsi le séjour dans des établissements où l’on produit des huiles empyreumatiques par la distillation sèche, comme dans les fabriques de gaz, de sel ammoniac, de vinaigre de bois, la respiration du chlore, des acides, etc., sont considérés depuis longtemps comme de précieux moyens de soulagement,

INTRODUCTION. xcii}

forme d’abord en une masse gommeuse, et enfin en sucre. De même, si à la décoction de l'estomac de veau on ajoute quelques gouttes d’acide hydrochlorique, le blanc d’œuf durci par la cuisson et la fibre musculaire s’y dissolvent aussi bien que l’estomac mème (Scuwann,. Scnuzz)'. La faculté d’effectuer des métamorphoses n’appartient donc pas à la force vitale; c’est à la perturbation des attractions élémentaires dans les corps qu’il faut attribuer les métamorphoses ; elles sont la conséquence de phénomènes purement chimiques.

Que ces phénomènes ne se présentent pas sous la même forme que la décomposition des sels, des oxides ou des sulfures, cela est facile à concevoir ; mais pourquoi les physiologistes ne tiennent-ils jamais compte de ces nouvelles formes , et quel tort la chimie a-t-elle en cela * ?

Avec l’huile de pommes de terre, ce produit de la fermentation, on peut préparer l’acide particulier qui est contenu dans la racine de valériane (Dumas et Sras). Avec une substance cristalline de l'écorce du saule, on obtient l’essence des fleurs d’ulmaire (Pırıa). Nous produisons en outre dans nos laboratoires l’acide formique, l’acide oxalique, Purée, la substance cristalline de la liqueur allantoïque des vaches, tous corps qui, selon l’expression ordinaire, sont des produits de la force vitale. Cette force mystérieuse partage, comme on voit, beaucoup de propriétés avec les forces chimiques, puisque celles-ci peuvent parfois la suppléer. Ce sont précisément ces rapports qu’il est nécessaire de bien examiner. Du reste, il serait vraiment singulier que la force vitale, qui sait tout utiliser, n’accordât aucune part aux forces chimiques, quoiqu’elleles eût tout entières à sa disposition. Il faut bien se persuader du contraire et séparer les actions qui appartiennent aux forces chimiques de celles qui sont subordonnées à d’autres causes , et c’est ainsi seulement que l’on peut atteindre à cette netteté de connaissances où conduit l’investigation raisonnée de la nature. Provisoirement, il ne faudra donc pas attacher plus de valeur au mot force vitale qu’en médecine au mot spécifique, car là aussi on a créé un mot qui doit expliquer tout ce qu’on ne sait pas.

Pendant toute la durée de la végétation, il s’opère dans les combinai-

* Cette observation curieuse a été pleinement confirmée, au laboratoire de Giessen, par M. le docteur Vogel, jeune physiologiste fort distingué.

** Puisqu’on sait que les bases de tous les sels alcalins formés par des acides organiques sont excrélés par les voies urinaires à l’état de carbonates alcalins (WOEHLER), est-il bien rationnel que, dans les affections caleuleuses, le médecin administre à ses malades tant de borax ? Ne voit-on pas journellement que les calculs, composés d'acide urique, se transforment en calculs muraux, qui renferment de lacide oxalique, et cela lorsque les malades vivant dans la ville viennent se loger à la campagne, où ils consomment bien plus de végétaux ?

Dans les pays du Rhin, où l’on consomme le tartrate de polasse en si grande quanlité, les bulletins des médecins cantonnaux ne signalent que des calculeux venus de l’étranger.

Taus ces phenomenes ne sont-ils pas susceptibles d'être expliqués :

XCiv INTRODUCTION.

sons déjà existantes dans les plantes, des métamorphoses, par suite desquelles des sécrétions gazeuses s’échappent par les feuilles et les fleurs, tandis que des excréments solides filtrent à travers les écorces, et que des substances liquides ou solubles sont rejetées par les racines. Ces excrétions sont le plus abondantes immédiatement avant le développement de la fleur et pendant la floraison; elles diminuent lors de.la fructification.

On les remarque dans les racines de toutes les plantes; elles consistent en matières très carbonées, qui retournent dans le sol. Par lexsudation de ces matières, impropres à la nutrition, la terre reçoit, sous la forme de substances solubles et putréfiables à Ja fois, la plus grande partie du carbone qu’elle avait cédé à la plante, sous forme d’acide carbonique, au commencement de son développement. |

Ainsi, ce que le sol perd pendant la vie de la plante lui est rendu avec usure; pendant le repos de la végétation, toutes ces matières se pourrissent et viennent au printemps offrir à une autre végétation une nouvelle source d’aliments : fait complétement analogue à celui qu’offrent les prairies et les forêts, où les feuilles et les branches tombées reproduisent de ’humus par la pourriture et augmentent ainsi la richesse du sol en carbone.

Dans l’état normal de la végétation, les plantes n’épuisent pas le sol, elles le rendent au contraire de plus en plus apte à servir à une nouvelle génération, car elles rendent à la terre plus de carbone qu’elles n’en ont recu; et c’est, comme nous l’avons vu, exclusivement Pacide carbonique de l’atmosphère qui pourvoit à l'augmentation de leur masse.

Conclusions. — L'influence de l’humus sur la végétation s’explique, d’après ce qui précède, de la manière la plus claire et la plus satisfaisante.

L’humus nourrit les plantes, non pas parce que, comme tel, ilen est absorbé et assimilé, mais parce qu’il présente aux racines une source alimentaire lente et continue, une source d’acide carbonique, et qu’il entretient en activité les organes qui ne sont pas en état de puiser leurs aliments dans Patmosphère, comme le font les feuilles.

Avant la végétation des âges les plus récents du globe, la terre était couverte de plantes dont nous retrouvons les débris dans les lignites et les houilles. Ces gigantesques monocotylédonés, ces fougères, ces palmiers, ces pins, ces Sapins, ces roseaux, en un mot tous ces végétaux antédiluviens appartiennent à la classe de ceux auxquels la nature a départi des feuilles énormes, en leur donnant ainsi la faculté de se passer de l’humus, c’est-à-dire de l’aliment du sol; les jeunes plantes de ces premiers âges vivaient de la matière de la graine ou du fruit; et une fois que les organes extérieurs de la nutrition, la tige et les feuilles, étaient formes, elles n'avaient plus besoin de la terre, absolument comme nos plantes bulbeuses que maintenant encore on range parmi les végétaux qui n’épuisent pas le sol.

Toutes les plantes des générations antérieures se distinguent de celles d’aujourd’hui par la petite dimension et le faible développement de leurs