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INFLUENCE DE LA LUMIERE SUR LA VEGETATION
SON ROLE SUR LES MOUVEMENTS.
(Suite.)
Causes des mouvements de la chlorophylle.
Les changements que subissent les grains de chlorophylle sous l'influence
de la lumière ont saisi d'étonnement un grand nombre de naturalistes.
Certains physiologistes ont prétendu que la propriété de se mouvoir était
inhérente à la matière verte ; mais il n'en est pas ainsi, comme l'ont démontré
les recherches de quelques savants. L'opinion qui règne maintenant dans la
science, c'est que les granules verts ne sont point doués par eux-mêmes de
mouvements; ils doivent les diverses positions qu'ils occupent à la lumière et
à l'obscurité au protoplasma des cellules dont les molécules en circulation
entraînent les grains de substance colorante.
Bohn émit le premier l'idée que la chlorophylle contribue aux courants du
plasma, mais c'est surtout à un botaniste allemand, M. Franck, que revient le
mérite d'avoir démontré le fait expérimentalement. Il suit de ses recherches
récentes que les mouvements de la chlorophylle sont d'autant plus rapides que
le protoplasma est plus riche en eau. D'après lui, la lumière diffuse, toutes
choses égales d'ailleurs, donne, pour ainsi dire, à la substance protéique des
éléments cellulaires le pouvoir d'emmagasiner une quantité plus ou moins
grande d'eau, tandis que l'absence de cet agent et l'insolation produisent un
effet contraire.
La migration de la chlorophylle à l'état granulaire dépend donc de la variation
dans l'imbibition du protoplasma.
I. — Son rôle sur la direction des mouvements des organismes inférieurs.
Les groupes inférieurs du règne végétal, là où l'organisation est la moins
complexe et où l'individu n'est représenté que par une cellule, renferment
une foule de types et de corpuscules qui jouissent de la propriété de se
déplacer.
La grande classe des algues abonde en organismes de cette nature.
La motilité de ces individus unicellulaires paraît être dévolue le plus souvent
à des appendices particuliers qui, formés de substance albuminoïde et d'une
ténuité extrême, recouvrent leur surface dans une portion plus ou moins
grande de leur étendue. Cependant la présence de tels filaments (cils ou
flagellums)
n'est point nécessaire à l'exécution dos mouvements. Ainsi, toute
une famille d'algues, les diatomées, accomplissent des actes analogues sans
être pourvues de ces appendices.
Parmi les organismes doués de mouvement, les uns végètent librement dans
le milieu liquide qui leur est propre pendant presque toute la durée de leur
existence. Ils naissent d'êtres semblables à eux-mêmes et reproduisent à leur
tour des plantes inférieures qui ont avec eux la plus grande ressemblance.
Telles
sont les diatomées, desmidiées, etc. Les autres organismes sont formés dans
des organes spéciaux faisant partie des plantes plus élevées. Dans cette
catégorie
doivent être rangés les corpuscules fécondateurs nommés anthérozoïdes,
et ces cellules ovoïdes qui, prenant naissance sur certaines algues, comme les
vaucheriées, s'entourent de cils vibratiles à un certain degré de leur
développement,
se séparent ensuite de la plante mère pour devenir libres et se mouvoir
dans l'eau jusqu'au moment où, venant se fixer sur des corps étrangers, ils
perdent leurs filaments locomoteurs et produisent une algue semblable à celle
dont ils sont issus. Ce sont des spores animées ou motiles, en un mot des
zoospores.
Plusieurs botanistes ont recherché quel peut être le rôle joué par la lumière
sur le mouvement de ces organismes simples; mais malgré le nombre assez
grand d'observations poursuivies dans ce sens, celle étude n'est point encore
complète. Tout d'abord il faut dire que les recherches qui ont été faites
jusqu'à ce jour n'ont porté que sur des organismes colorés, et l'on va
comprendre
pour quel motif on n'a point encore étudié l'action des rayons lumineux
sur le déplacement des êtres transparents. Il est facile de concevoir que l'on
ne peut, sans tomber dans de graves erreurs, faire de telles observations au
microscope, dont le champ peu étendu ne permet point d'examiner la totalité
d'organismes vivant dans une faible quantité d'eau ; de plus, cet instrument
rend impossible l'éclairage d'une seule partie de la goutte du liquide déposée
sur le porte-objet. On est donc obligé d'avoir recours à une autre méthode.
Le procédé le plus simple qui ait été jusqu'alors employé consiste à observer à
l'oeil nu la place qu'occupe dans un milieu liquide une masse assez considérable
de ces êtres microscopiques; mais comme il faut que cet ensemble de corps
organisés tranche par sa coloration avec le milieu où ils vivent, on est dans la
nécessité de prendre des organismes colorés.
A. Mouvements des zoospores et des anthérozoïdes.
Noegeli constata le premier le fait singulier que les zoospores se dirigent
vers la lumière. C'est en en examinant les mouvements de corpuscules de cette
nature végétant dans une soucoupe pleine d'eau, placée près d'une fenêtre, que
ce physiologiste découvrit l'action des rayons lumineux sur la locomotion de
ces êtres. Il vit en effet, les zoospores se porter en peu de temps vers le bord
le plus éclairé du vase.
Noegeli ne se contentant point de cette observation, eut recours à l'expérience.
Un tube de verre enveloppé de papier noir dans une assez grande
étendue de sa portion supérieure fut rempli d'eau verdie au moyen de spores
de Tetraspora. Au bout d'une heure seulement, tous les zoospores placés
dans la région obscure correspondant à la longueur du tube entourée de papier,
s'étaient dirigés vers le fond de ce petit appareil, qui était alors coloré d'un
beau vert, tandis que sa partie supérieure était devenue incolore.
Celle découverte de Noegeli fut suivie de quelques autres. — M. Thuret reconnut
qu'un grand nombre de zoospores verts de conferves et de zoospores
olivâtres de phéosporées sont attirés vers la lumière ; il vit cependant
quelques-
uns de ces corpuscules se porter vers les parties les moins éclairées du
vase qui les contenait, et même, d'après lui, les zoospores de Vaucheria, de
Codium tomentosum et d'Ectocarpus firmus ne recherchent ni ne fuient cet
agent. Outre ces recherches sur les zoospores, M. Thuret en fit d'autres sur les
anlhérozoïdes orangés de fucacées. Il suit des études de ce botaniste que les
organes fécondateurs de ces algues se comportent vis-à-vis de la lumière
comme les autres organismes.
Ajoutons à ces résultats les curieuses observations de M. Cohn sur les zoospores
doués d'un mouvement rotatoire. D'après ce naturaliste, les zoospores
tournent sur eux-mêmes pendant l'obscurité aussi bien de droite à gauche que
de gauche à droite, tandis qu'à la lumière «ils adoptent un sens déterminé
qui est opposé à la course des aiguilles d'une montre, et le même que celui de
la rotation de la terre, lorsqu'on regarde le pôle nord comme étant placé en
haut.»
Ces faits suffisent déjà pour montrer le rôle puissant que jouent les rayons
lumineux sur la direction des mouvements des organismes unicellulaires produits
par les algues assez complexes.
B. Mouvements des algues inférieures.
MM. Cohn et Cienkowski ont les premiers étudié l'influence exercée par les
rayons lumineux sur les mouvements des algues inférieures. Le premier de ces
savants reconnut que le Volvox globator recherche tantôt la lumière, tantôt
l'obscurité, et M. Cienkowski fut témoin des mêmes tendances en observant les
déplacements de Protonocus fluviatilis.
Cette manière différente dont se comportent les mêmes organismes vis-à-vis
de la lumière attira l'attention de ces botanistes. Les études approfondies
qu'ils firent sur les mouvements de ces végétaux unicellulaires les conduisirent
à admettre que les directions opposées que prennent ces organismes résultent
de l'état plus ou moins parfait de leur développement. Ainsi, d'après Cohn, le
volvox est attiré vers la lumière au premier âge, tandis qu'il fuit cet agent
lorsqu'il
est sur le point de passer à l'état immobile. D'après Cienkowski, les jeunes
Protonocus recherchent au contraire l'obscurité et ne se dirigent sur les
parties les plus éclairées du vase qui les contient qu'au moment où ils rentrent
dans l'état de repos.
En 1868, un savant russe, M. Famintzine, a repris l'étude des algues inférieures
de couleur verte. Il est venu éclairer d'un jour nouveau cette question
intéressante,
en signalant des faits encore inconnus. C'est lui, en effet, qui démontra
que la lumière directe du soleil et la lumière diffuse exercent une action tout
opposée sur les végétaux les moins élevés. Ses expériences ont porté sur deux
espèces d'algues auxquelles on a donné le nom d'Euglena et de Chlamydomonas.
De l'eau de mare où végétait un nombre assez considérable de ces êtres fut
versée dans deux soucoupes recouvertes chacune dans les 3/4 d'une planchette
de bois, de manière qu'un quart seulement fût soumis à l'éclairage. Une
de ces soucoupes fut placée à l'ombre, l'autre fut exposée aux rayons directs
du soleil. Ces deux vases furent laissés dans celle position pendant quelque
temps. Des changements s'opérèrent bientôt dans les deux soucoupes, mais
ils ne s'effectuèrent pas de la même manière. Dans la première, les organismes
formaient une seule bande verte le long de la paroi la plus rapprochée de la
fenêtre; dans la seconde, au contraire, celle ligne marginale n'existait point,
mais était remplacée par une autre bande étendue transversalement sur toute
la longueur de la ligne d'ombre projetée par la planchette. C'est en comparant
les positions différentes occupées par ces organismes dans les deux soucoupes
que M Famintzine a été porté à conclure que les Euglena et les Chlamydomonas
recherchent la lumière diffuse ou de moyenne intensité et fuient la lumière
directe. Si l'on observe, en effet, avec attention la formation de celte surface
verte, on constatera qu'elle est produite d'une part par les végétaux qui, tout
d'abord placés dans la portion obscure de la soucoupe, se sont portés sur le
jour jusque prés du bord de la planchette, où, frappés par les rayons solaires,
ils se sont arrêtés comme si un obstacle les empêchait de s'avancer plus loin;
d'autre part, par les individus qui, situés à la partie éclairée du vase, ont
fui
la lumière trop énergique du soleil pour se diriger vers la lumière diffuse
représentée
par l'ombre projetée par la planchette.
Une autre expérience due au savant russe rend bien compte de la répulsion
exercée sur l'Euglena par les rayons solaires.
Vient-on, à l'exemple de M. Famintzine, à recouvrir la partie éclairée de la
seconde soucoupe d'une feuille de papier, dés que la bande verte signalée plus
haut est complètement formée, on ne tardera pas à remarquer des déplacements
de la part de ces algues qui n'eussent alors constitué une ligne marginale,
comme dans le cas où la soucoupe est mise à l'ombre.
Telles sont les découvertes dont s'est enrichie la science dans ces dernières
années.
Je devrais m'arrêter à ce rapide exposé des recherches entreprises par
M. Famintzine sur les Euglena; mais je ne puis cependant terminer ce travail
sans vous entretenir un instant, cher lecteur, sur les curieux mouvements de
l'Oscillatoria, de cette algue qui, se rencontrant assez fréquemment dans les
ruisseaux, végète à son premier état de développement au fond de l'eau et
demeure attachée aux pierres par son centre, d'où rayonnent des filaments verts.
Que l'on vienne à troubler la disposition de ces fils, on les verra osciller
lentement
pour reprendre leur position primitive.
M. Famintzine, étonné de ces mouvements, eut l'idée d'en rechercher la cause
dans la lumière. Ce savant reconnut, contrairement à l'opinion de M. Cohn, que
la lumière agit sur ces algues avec moins d'énergie, il est vrai, que sur les
Euglena et les Chlamydomonas.
Voici les conclusions de ses expériences :
1° Le mouvement des fils de l'Oscillatoria a pour cause principale la lumière.
2° Dans l'obscurité ce mouvement se manifeste aussi, mais avec une extrême
lenteur.
3° Les fils de l'Oscillatoria recherchent seulement la lumière de moyenne
intensité ou diffuse : ils évitent les rayons du soleil autant que l'obscurité.
Il résulte de toutes ces recherches que les rayons lumineux influent sur la
direction des mouvements des organismes inférieurs. La lumière diffuse agit
par attraction sur ces êtres simples, tandis que les rayons solaires directs,
comme l'obscurité, exercent sur ces mêmes êtres une sorte de répulsion.
Ad. Lemaire,
Membre de la Société d'éludés scientifiques de Nancy.
(A suivre)
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