CONDITIONS PHYSIQUES DE LA VIE DU PROTOPLASMA ET DES CELLULES

La vie ne se manifeste et ne se maintient que lorsque les organismes sont placés dans certaines conditions cosmiques indispensables à la mise enjeu de leurs propriétés. Et comme la vie des organismes réside, en réalité, dans leurs éléments constituants, les cellules, et dans la substance même de ces cellules, le protoplasma, il s'ensuit que le protoplasma ne peut vivre que lorsqu'il rencontre les conditions physico-chimiques qui sont : 1® la présence de l'air, c'est-à-dire de l'oxygène; 2® un certain degré d'humidité, c'est-à-dire la présence de l'eau; 3° une certaine chaleur; 4° un milieu chimique approprié, c'està-dire la présence d'aliments. Si l'une de ces conditions fait défaut, la vie n'est plus possible.

1° Air. — L'expérience vulgaire a montré, de tout temps, que l'air est indispensable à l'existence des animaux supérieurs et que l'asphyxie et la mort surviennent au bout de quelque minutes si on les empêche de respirer. Les animaux à sang froid et les invertébrés survivent plus longtemps en pareil cas, mais finissent aussi par succomber. C'est à l'oxygène seul qu'est due cette propriété vivifiante de l'air et Lavoisier a nettement avance, le premier, que la vie de toute matière vivante est liée à une consommation incessante d'oxy-

gène (1777). Spallanzani montra, de son côté (1800), que les tissus vivants, même extraits du corps, absorbent continuellement 0 et produisent CO*. Les expériences faites, depuis, sur les éléments anatomiques eux-mêmes ont montré que le protoplasma des amibes cesse de se contracter, que les cils des cellules vibratiles cessent de se mouvoir après un séjour de quelques heures dans une atmosphère d'Az ou d'H, et que ces mouvements reparaissent si on laisse arriver Tair ou TO. De môme le poulet ne se développe pas dans lœuf si on rend la coquille imperméable à l'air. A ce point de vue, les végétaux ne se distinguent pas des animaux et leurs cellules consomment aussi de rO., ainsi que nous Tavons déjà dit. Sur des graines en germination, il est facile de mettre en évidence la nécessité de cette condition de la présence de l'air sur les manifestations de ce phénomène vital. En effet, en l'absence de l'air, la germination n'a pas lieu et la graine reste dans cet état d'indifférence chimique appelé par Cl. Bernard vie latente. Ainsi s'explique l'apparition d'une végétation inconnue sur des sols profondément remués. Des graines depuis longtemps enfouies ont été ramenées à la surface, c'est-à-dire au contact de l'air.

Les recherches de P. Bert ont montré que l'air doit contenir l'O. dans des proportions convenables, ni trop, ni trop peu ; car dans l'un et dans l'autre cas, la germination et, d'une façon générale, les phénomènes de la vie n'ont plus lieu. Les fortes tensions d'O. paraissent toutefois beaucoup plus nuisibles que les faibles tensions, et peuvent même déterminer la mort du protoplasma lorsque ce gaz pur est comprimé à plus de 3 atmosphères ou l'air à plus de 13 atmosphères.

Pasteur a montré que certains êtres inférieurs (ferments figurés) peuvent vivre dans un milieu privé d'air {anaérobies), ces êtres désoxydent alors le liquide qui les contient, pour se procurer l'O. nécessaire.

2* Eau. — L'eau entre pour une part considérable dans la constitution du protoplasma et communique aux cellules une mollesse et une délicatesse qui ne leur permet de vivre que dans un milieu très peu résistant ou même absolument liquide. Tous les êtres unicellulaires ou paucicellulaires vivent dans l'eau. Dans les êtres plus compliqués vivant dans l'air, des liquides organiques baignent constamment les éléments anatomiques. L'eau est donc une des conditions de la vie des cellules, aussi bien chez les végétaux que chez les animaux et Texpérience de tous les jours montre que les graines ne germent que lorsqu'elles rencontrent une humidité suffisante, alors même que les autres conditions de chaleur et d'accès de l'oxygène sont réalisées.

Un certain nombre d'animaux possèdent la propriété singulière de pouvoir être privés de leur eau, c'est-à-dire d'être desséchés sans mourir, mais en l tmbant dans un état de suspension vitale qui peut durer très longtemps (des a inées) et d'où ils ne sortent que si on leur rend leur eau. C'est ce que ( . Bernard a appelé la vte latente. Ces animaux sont dits ressuscitants ou » tiviscents. Ils comprennent certains infusoires (kérones, colpodes, etc.) qui, < ns leur période d'cnkystement, peuvent être desséchés et conservés indéfini- 1 !at; les anguillules du blé niellé dont Spallanzani a pu dessécher et ressus-

20 PHVSlOI.OlilE IIKNEHAI.K

cil«r des individus jusqu'à aeiie fois ; les rotifères, petits crustacés qui vivent dans la mousse des toits et qui tombant en vie latente pendant la sécheresse pour ressusciter pendant la pluie ; les lardigrades arachnides voisins des acares

TK.T.—MacrobiotuiÀ'chvIltei [ta rdi grade). riu. 8. — Hydatina tenta (rotifère).

a-boache; — *.. phïrriii; — e.. (lâfidMMlimjrM: a., «nui;— 4., tWculecoiitrartilt;— (.. «n.ui

et pourvus d'une organisation compliquée, qui vivent dans les mêmes conditions que les rotifères. La plupart des microrganismes (bactéries, ferments, etc .) présentent des propriétés semblables. Une fois desséchés, ces organismes peuvent supporter sans périr une température de 100 à 140",

Cet état d'activité suspendue, entièrement comparable à celui de la graine qui peut garder pendant des siècles {t) son aptitude k germer, n'est A proprement parler ni la vie ni la mort, et on peut le comparer à celui d'une horloge dont tous les ressorts sont intacts, mais dont le balancier est arrêté.

3' Chaleur. — On sait qu'eu chimie un très grand nombre de réactions ne

peuvent avoir lieu qu'en soumettant les corps en présence à une certaÎDe

chaleur. Il en est de même dans la chimie vivante du protoplasma dont les

ns ne sont possibles qu'à une certaine température. L'énergie de ces

as, c'est-A-dire des phénomènes vitaux, augmente ou diminue avec la

lilui-c. Mais les limites sont assez difl'éreutes pour les diverses catégories

d'êtres vivants et varient surtout avec leur degré de perfectionnement. Au-dessous de 0* toute manifestation de la vie est impossible, sauf dans les mousses et lichens d'une vitalité d'ailleurs si obscure et quelques plantes alpines. La congélation désorganise en général et détruit les tissus des animaux et des végétaux bien qu'on ait signalé le retour possible à la vie après le dégel d'êtres vivants relativement élevés (sangsues, crapauds, etc.)? A 0> la vie est à peu près nulle et les diverses fonctions du protoplasma ne s'exécutent qu'au-dessus de cette température et avec une énergie toujours croissante jusque vers 38 à 40^, comme le montre la courbe de Richet^ Au-dessus de 45 à 50<^, le protoplasma animal meurt. Celui de quelques végétaux (algues des eaux thermales) peut résister jusqu'à 55 à 65*.

Le ralentissement des phénomènes vitaux, dans les basses températures voisines de 0® et leur réveil avec la chaleur, caractérise la vie oscillante que présentent un très grand nombre d'êtres vivants.

Tous les végétaux sont engourdis pendant l'hiver, c'est-à-dire que tous les phénomènes de la nutrition, sans être absolument supprimés, sont réduits au minimum. La végétation ne recommence qu'au printemps. Tous les vertébrés à sang froid présentent des phénomènes analogues et s'engourdissent pendant Thiver. La digestion se suspend, la respiration se ralentit et les mouvements deviennent nuls. Un certain nombre de mammifères dits hibernants, loir, marmotte, ours, etc., tombent également, pendant l'hiver, dans une sorte de léthargie.

La raison de ce fait est que les éléments organiques de ces animaux sont entourés d'un milieu refroidi puisqu'il se met en équilibre avec la température ambiante, milieu dans lequel les réactions chimiques sont abaissées proportionnellement. Les animaux à vie oscillante sont dépourvus d'un mécanisme qui maintienne autour des éléments une température constante, malgré les variation atmosphériques. C'est le refroidissement et le réchauffement de leur milieu intérieur qui engourdit et réveille ces êtres, et ce n'est pas par une action primitive sur le système nerveux, régulateur général des fonctions, que le froid ou la chaleur agissent. Chaque élément anatomique, au contact d'un sang refroidi, s'engourdit pour son propre compte, car il a les mêmes conditions d'activité et d'inactivité que l'ensemble. Il en est de même pour son réveil, qui n'est pas dû non plus à l'intervention du système nerveux, engourdi alors comme les autres, mais au réchauffement du sang qui vient réveiller successivement chaque élément, suivant son ordre d'excitabilité. Ces faits montrent bien que k vie élémentaire réside en réalité dans les cellules et que la vie de l'organisme n'est que la résultante de ces innombrables vies locales.

L engourdissement s'accompagne d'un repos absolu. Si l'animal ne présente plus d'actes assimilateurs, puisqu'il ne se nourrit pas, la désassimilation est également, sinon complètement suspendue, comme dans la vie latente, du moins réduite au minimum. Seuls les muscles respirateurs et le cœur continuent à travailler, mais très faiblement, la respiration est très atténuée ainsi que les

* Charles Richet. — Les Nerfs et les Muscles.

combustions organiques, le sang veineux est aussi rouge que le sang artériel et il n'y a que très peu de CO ' excrété. L'animal vit alors, et aussi dans les premiers moments du réveil, sur les réserves (graisse, glycogène) qu'il a faites avant de s'endormir.

Comme les êtres dans l'état de vie latente, les animaux et les végétaux en hibernation résistent à des agents et à des conditions de milieu qui les tueraient s'ils étaient réveillés; tels sont une longue abstinence, la respiration dans une atmosphère pauvre en oxygène, l'action de beaucoup de poisons, etc.

A^ Milieu chimique approprié. — La matière de la vie brûlant sa substance et se détruisant par cela seul qu'elle vit doit maintenir son équilibre en puisant au dehors les matériaux de sa réparation. Les animaux très simples, composés d'une ou seulement de quelques cellules, vivent dans l'eau, et c'est cette eau qui est le milieu où ils puisent directement ces matériaux. Pour les êtres composés d'un très grand nombre d'éléments, les éléments situés à la profondeur ne pourraient pas emprunter à ce milieu extérieur les principes qui leur sont nécessaires. Cela serait encore moins possible pour les êtres qui vivent dans l'air. Il se constitue alors un liquide circulant dans l'organisme, dans lequel chaque élément baigne, comme les êtres unicellulaires dans l'eau. Ce liquide sert d'intermédiaire entre les éléments et le milieu extérieur et leur fournit l'eau, l'oxygène, la chaleur, les aliments dont ils ont besoin jouant ainsi, vis-à-vis de l'organisme, comme l'ont si bien établi Robin et Cl. Bernard, le rôle de milieu intérieur, — Il y a donc réellement deux milieux pour les êtres vivants un peu compliqués, animaux ou plantes : l'un extérieur dans lequel est placé l'organisme, l'autre intérieur dans lequel vivent les éléments des tissus. Les phénomènes de la vie se déroulent en réalité, non dans le milieu extérieur, air ou eau, mais dans le milieu liquide intérieur^ lymphe ou plasma interstitiel qui fournit aux éléments l'eau, l'oxygène, la chaleur et les aliments appropriés.

Les animaux à sang chaud, oiseaux et mammifères, ont une vie dite constante et libre parce que leur milieu ne change pas suivant les variations atmosphériques, et maintient leurs éléments, leurs tissus et leurs organes dans des conditions de fonctionnement toujours sensiblement égales. La fixité de ce milieu intérieur en ce qui concerne les conditions indispensables, c'est-à-dire l'eau, la chaleur, l'oxygène et les réserves est assurée par un ensemble de mécanismes que nous étudierons plus loin et où le système nerveux joue un rôle régulateur.

a. Synthèse morpho- ) Multiplication des cellules.

logique < Division du travail physiologique.