Denis Bach

“ La présence, même constante, d’un élément dans les organismes végétaux ne permet pas d’affirmer qu’il est nécessaire à l’édification de leurs tissus ou au fonctionnement de leurs organes. La plante, en effet, peut absorber « passivement » des éléments présents dans le sol, qui ne lui sont d’aucune utilité et qui même peuvent lui être nuisibles.
Il y a donc des éléments indispensables à la plante : tels sont ceux qui rentrent dans la constitution chimique de ses tissus : carbone, oxygène, hydrogène des glucides et des lipides ; carbone, oxygène, hydrogène, azote, phosphore, soufre des protides ”

“ On peut donc concevoir un véritable cycle de l’azote, cycle d’ailleurs très complexe où les phénomènes de synthèse et de dégradation se font pendant. Prenons comme point de départ la matière organique azotée, édifiée par les êtres vivants sous sa forme la plus complexe : les protéines.
Cette matière fait retour au sol, à la mort de l’être vivant. Elle y est immédiatement l’objet de l’attaque des microorganismes du sol : bactéries, champignons, actinomycètes. Des flores complexes s’attaquent aux divers constituants de la matière vivante : glucides, lipides, protides. ”

“ Par contre, à la transpiration sont intimement liés une série de processus indispensables à la plante. C’est la circulation continue de l’eau qu’elle provoque qui apporte à la plante les matières minérales puisées dans le sol. Cependant, on a pu établir à ce point de vue que la nutrition minérale pouvait se réaliser sans cette énorme circulation d’eau.
La transpiration consomme de l’énergie calorifique et protège les feuilles contre un échauffement exagéré par les rayons solaires qui pourrait être nuisible aux constituants vitaux de la cellule. ”

“ Le gaz carbonique ainsi dégagé s’ajoute à celui qui résulte de la combustion du glucose. Il y a donc au total plus d’acide carbonique dégagé que dans la respiration normale ; le quotient respiratoire est, en effet, supérieur à l’unité.
Mais on peut aussi penser que les acides gras représentent un stade de l’oxydation du glucose et que leur disparition, pendant le jour, n’est
que la fin du processus et ne réclame qu’une partie de l’oxygène nécessaire à l’oxydation totale du glucose. ”

“ On donne à cette affinité le nom de pouvoir osmotique. Le phénomène de diffusion à travers les membranes a reçu le nom d’osmose et l’on appelle endosmose le courant d’eau qui pénètre dans l’osmomètre et exosmose le courant de sortie. Le pouvoir osmotique se mesure par la hauteur de la colonne d’eau soulevée qui reçoit le nom de pression osmotique.
On constate que la pression osmotique est d’autant plus élevée que la solution est plus concentrée et que le corps dissous a un poids moléculaire plus faible. ”

“ On sait depuis plus d’un siècle que les sels de l’acide nitrique sont assimilés par la plante. Celle-ci les trouve normalement dans les sols fertiles où ils proviennent, comme nous verrons, de l’oxydation de l’ammoniaque par les bactéries nitreuses et nitriques. L’agriculture les utilise comme engrais (nitrates du Chili, nitrates obtenus par synthèse à partir de l’azote atmosphérique) . Une expérience, maintenant centenaire, permet d’affirmer que ce sont, à première vue, les meilleurs aliments azotés pour la plante verte. ”

“ La Physiologie végétale est la partie de la Botanique qui étudie les phénomènes vitaux dont la plante est le siège. Les manifestations vitales de la plante ne sont pas essentiellement différentes de celles de l’animal : la vie, à la surface du globe, est une, sous l’infinie diversité de ses aspects extérieurs : l’animal et la plante respirent, se nourrissent, croissent et meurent ”

“ Leur formation est en effet favorisée par l’obscurité, l’abaissement de température nocturne et la difficulté d’accès de l’oxygène à travers les tissus compacts de ces plantes. Le jour, la majeure partie de ces acides disparaît.
Les acides organiques sont des substances toxiques pour la cellule végétale, par les ions H qu’ils mettent en liberté. La cellule végétale les détoxique par neutralisation à l’état de sels ou par estérification. Le plus toxique d’entre eux, l’acide oxalique, est détoxiqué par précipitation à l’état d’oxalate de calcium, par les sels de calcium puisés dans le sol. ”

“ L'oxygène accepteur d'hydrogène. — Cette conception est applicable aux oxydations ordinaires. Ainsi, dans l’oxydation de l’acétaldéhyde par le noir de platine, au contact de l’air, c’est l’oxygène qui joue, à la place du bleu de méthylène, le rôle d'accepteur.
En définitive, dans les oxydations biologiques, ce n’est pas le substrat, le sucre par exemple, qui est oxydé, c’est l’hydrogène actif, que lui enlève la déshydrogénation, qui est vraiment oxydé. ”

“ La nutrition de la plante, son métabolisme, nous apparaissent ainsi comme le chapitre le plus original de la physiologie végétale, celui aussi dont l’importance pratique est le plus considérable : la plante verte est, en somme, un appareil capable de capter l’énergie solaire et de l’utiliser à la synthèse de toutes les substances nécessaires à la vie de l’homme et des animaux. ”

“ Il reste maintenant à préciser l’essence même du processus qui s’effectue à l’intérieur de chaque cellule, c’est-à-dire la manière dont la cellule vivante réalise l’oxydation exothermique du sucre, et utilise l’énergie ainsi libérée.
Le problème qui se pose est le suivant : la substance consommée dans l’acte respiratoire est un sucre, tel que le glucose, qui, à haute température et in vitro, est bien intégralement brûlé en CO2 — H2O, mais qui, à la température ordinaire, ne subit de la part de l’oxygène aucune altération appréciable. ”

“ L’amidon. — Ce fut l’opinion des premiers physiologistes. Elle n’à plus qu’un intérêt historique. Il est à priori peu vraisemblable qu’une substance si complexe soit le produit direct d’une synthèse.
L’amidon est visiblement, dans les chloroplastes, le résultat de la polymérisation des hexoses formés par la photosynthèse et qui doivent être éliminés du champ de la réaction pour que celle-ci ne soit pas gênée. Cette condensation conduit aussi bien au saccharose qui va s’accumuler dans la vacuole, qu’à l’amidon qui se précipite dans le chloroplaste. ”

“ A la lumière solaire, la photosynthèse l’emporte de beaucoup sur la respiration qui devient presque négligeable, à tel point que c’est en définitive la meilleure méthode d’étude des échanges gazeux chlorophylliens. Mais au fur et à mesure que l’intensité lumineuse diminue, les deux phénomènes arrivent à s’équilibrer. Il arrive un moment où le gaz CO2 émis par la respiration suffit à la photosynthèse. A une lumière diffuse plus faible encore, et mieux à l’obscurité, la photosynthèse s’annule complètement et la respiration persiste seule. ”

“ Les phénomènes de diffusion et d’osmose gouvernent tout le problème de la perméabilité cellulaire et de la circulation de l’eau et des substances dissoutes à travers la plante. Chaque cellule est comparable à un osmo-mètre à membrane plus ou moins hémiperméable et les échanges d’eau et de matière entre cellules contiguës sont gouvernés par les valeurs respectives de leur pouvoir osmotique. ”

“ Les animaux produisent des enzymes : les protéases (pepsine, trypsine, érepsine, etc.) qui réalisent, in vivo, la même hydrolyse. Chez le végétal, où l’on assiste à des migrations continuelles de matières azotées à travers le corps de la plante, les protéases interviennent à chaque instant pour transformer les colloïdes protéiques non diffusibles, en matériaux plus simples, diffusibles (polypeptides, amino-acides) .
Les physiologistes admettent actuellement que ces mêmes protéases sont les agents de la synthèse protéique en condensant entre elles les molécules d’acides aminés. ”

“ Les combinaisons de l’azote assimilables par la plante ne se trouvent pas, comme celles des autres éléments minéraux ou du carbone, en quantités illimitées à la surface du globe. L’azote élément qui constitue les 2/3 de l’atmosphère terrestre, est, sauf l’exception des bactéries fixatrices d’azote, inassimilable par les organismes. La plante verte emprunte son azote aux sels ammoniacaux et aux nitrates qui existent dans les couches superficielles du sol et en quantités strictement limitées. ”

“ Les bactéries se multiplient et s’entourent d’une zooglée mucilagineuse qui forme bientôt de longs cordons ramifiés. Les éléments bactériens s’y disposent côte à côte en files parallèles. Les filaments mucilagineux se ramifient et finalement chaque branche pénètre dans une cellule du parenchyme où elle déverse son contenu bactérien. Sous l’attaque du parasite, les cellules s'hypertrophient et les cellules voisines se multiplient. Ainsi se constitue la tumeur, qui est une réaction de défense de la plante contre l’invasion microbienne. ”

“ Au cours de ces processus qui portent principalement sur les substances hydrocarbonées, les matières protéiques sont progressivement attaquées et simplifiées par les flores bactériennes du sol. L’attaque aboutit finalement à des substances relativement simples : amino-acides, polypeptides, amides, amines, etc., qui ne paraissent pas libres, mais adsorbées par la matière humique. L’azote peut même faire partie de noyaux résistants constituants de l’humus lui-même.
Quel que soit l’état exact de l’azote dans l’humus, il y existe sous une forme inassimilable par les végétaux supérieurs. ”

“ Comme constituants de la substance vivante, on leur attribue un rôle physiologique important. Ils participeraient au phénomène respiratoire et ce serait notamment sous cette forme que les lipides subiraient l’oxydation. Mais cette hypothèse date de l’époque où le mécanisme de la respiration cellulaire était totalement inconnu. Elle ne repose en réalité sur rien.
Par contre, leur rôle dans les phénomènes de perméabilité est mieux connu. Nous avons dit que les phospholipides s’accumulaient à la limite externe du cytoplasme et formaient la masse principale de la membrane plasmatique. ”

“ Dans la racine, les poils absorbants puisent l’eau existant dans les interstices du sol, grâce à leur pression osmotique plus élevée et à leur pouvoir absorbant. L’eau circule ensuite de cellule en cellule, jusqu’à l’endoderme, par le jeu régulier des forces osmotiques. Les cellules de l’endoderme ont la propriété singulière de pouvoir céder de l’eau aux cellules du cylindre central et aux vaisseaux du bois, contre les règles de l’osmose. C’est là une fonction vitale, de mécanisme encore inconnu et qui dépense de l’énergie. ”

“ D’abord, ce n’est pas de l’eau pure que l’on trouve dans le sol, mais une solution dont la pression osmotique propre contribue à retenir l’eau dans le sol. Il n’y aura absorption que dans la mesure où la force osmotique des cellules des poils absorbants l’emporte sur celle de la solution du sol. La plante possède d’ailleurs la remarquable propriété de pouvoir élever la concentration osmotique de ses tissus, de manière à la maintenir au-dessus de celle de la solution du sol. ”

“ La matière vivante, de nature organique, paraît essentiellement formée par trois groupes de substances, auxquels s’ajoutent d’autres constituants dont la liste s’allonge tous les jours. Il arrive que ces corps, bien qu’existant en très minimes quantités dans la cellule, y jouent un rôle qui dépasse singulièrement leur importance pondérale. Telles sont les nouvelles substances qui jouent le rôle d’enzymes, de vitamines, de facteurs de croissance, etc... ”

“ Les réactions d’assimilation, de digestion, de condensation ou de respiration dont chaque cellule est le siège modifient à chaque instant la valeur de sa pression osmotique et c’est là qu’il faut voir la cause des transports de matière de cellule à cellule. ”

“ A. Bactéries vivant librement dans le sol : Clostridium et Azotobacier ;
B. Bactéries symbiotiques des Légumineuses : les nodosités ; les Rhizobium ; la symbiose: Rhizobium. — Légumineuses.
L’assimilation de l’azote par la plante présente des caractères particuliers sur lesquels il convient d’abord d’insister. L’azote est le constituant le plus caractéristique des matières protéiques dont il forme environ 16 % de la masse. C’est donc le type de l’aliment « plastique » servant à l’édification de la matière vivante, que l’on oppose aux aliments « énergétiques » dont le type est le glucose. ”

“ Enlèvement du magnésium. — On sait depuis longtemps que le magnésium fait partie intégrante de la molécule de la chlorophylle. Le magnésium ne salifie pas les fonctions acides, lesquelles sont à l’état d’esters. Il n’est pas susceptible d’être enlevé par électrolyse ou par l’action des alcalis, même à haute température.
Par contre, les acides dilués, même à froid, enlèvent facilement le magnésium, soit à la chlorophylle même, soit à ses divers dérivés. Ainsi la chlorophylle donne des chlorophyllanes. Quant aux chlorophyllines, glaucophyllines et pyrrophyllines, elles donnent des porphyrines. ”

“ L’animal ne demande pas seulement à la plante verte les glucides supports de la respiration cellulaire. Il lui emprunte les chaînes carbonées caractéristiques de ses matières plastiques (protéines) et les constituants des pigments respiratoires et des enzymes qui président au fonctionnement vital lui-même.
Les champignons hétérotrophes ne sont pas sous une dépendance aussi complète de la plante verte. Ils peuvent généralement édifier tous leurs tissus à partir des substances minérales, à condition qu’on leur fournisse des glucides. ”

“ Son existence est absolument indépendante de celle de tout autre être vivant. Pour exprimer ce fait, on dit que la plante verte est autotrophe.
L’ANIMAL, ORGANISME HÉTÉROTROPHE. — Les animaux (et aussi les végétaux non chlorophylliens : champignons et bactéries) se procurent
aussi l’énergie nécessaire à leurs actes vitaux (contraction musculaire-par exemple) et à leurs synthèses, par la combustion exothermique des glucides. Mais ils sont incapables de synthétiser eux-mêmes les glucides qu’ils utilisent. Ils doivent les emprunter, en ligne plus ou moins directe, à la plante verte. ”