La brillante verdure qui renaît chaque année à nos yeux ne sert pas
uniquement, comme quelques-uns de nos lecteurs le pensent peut-être, à
parer nos campagnes et à nous offrir de frais abris pendant la chaleur
du jour. Avant d'étendre ses bienfaits sur l'homme, elle est utile au
végétal lui même; c'est par son entremise que la plante se met en
rapport avec l'atmosphère et y élabore les sues qu'elle a puisés dans le
sol; les feuilles sont, en un mot, les organes principaux de la
_respiration végétale_, les _poumons_ des végétaux. Dans les climats des
tropiques, sous un ciel brûlant mais plus pur, la nature est plus riche
et mieux parée, une végétation luxuriante se montre de toutes paris, et
cette surabondance de vie se manifeste à l'extérieur par un
développement admirable des organes foliacés, les poumons présentent une
surface plus étendue, et la vie végétale atteint son plus haut point de
perfection.
En quoi consiste donc cette respiration, ce phénomène important, qui
tient le règne animal et le règne végétal tout entiers sous son
influence mystérieuse? Nous avons déjà répondu en partie à cette
question dans notre dernier numéro: nous avons donné une idée de la
manière dont la respiration s'exécute chez les animaux; nous allons
étudier aujourd'hui cette fonction dans le règne végétal; le cours que
vient de terminer à l'École de Médecine M. Martins, professeur agrégé,
nous en donne l'occasion.
Avant d'aborder l'étude de la respiration végétale, il faut bien nous
rendre compte de la signification exacte des termes dont nous allons
faire usage. Nous avons en effet une distinction importante à établir:
nous reconnaissons dans une plante des _parties vertes_ et des _parties
colorées_, et nous entendons, avec tous les botanistes, par parties
colorées tout ce qui n'est pas vert; ainsi, pour nous, la fleur du lis
sera colorée, quoiqu'elle soit blanche; les racines, les vieilles tiges,
les fleurs, leurs enveloppes et les fruits, sont des parties colorées.
Cela posé, étudions successivement la manière dont, ces différentes
parties agissent sur l'air atmosphérique. L'air, comme chacun le sait,
est un mélange de deux gaz; l'oxygène et l'azote. Un volume d'air offre
sur 100 parties à peu près 79 parties d'azote et 21 parties d'oxygène;
il renferme en outre des traces d'acide carbonique. On s'étonne, au
premier abord, qu'une proportion si faible de ce dernier gaz puisse,
comme nous allons le voir, jouer le rôle principal dans la respiration
végétale; mais cet étonnement disparaît quand on songe à l'immensité de
la masse d'air qui nous entoure. Nous ne recueillons dans nos
expériences que très-peu d'acide carbonique parce que nous ne soumettons
à l'analyse qu'une très-petite quantité d'air, mais le calcul nous
apprend que l'atmosphère renferme en réalité 1,500 billions de
kilogrammes de carbone.
Fonctions des parties colorées.--Les parties colorées des plantes
absorbent l'oxygène et exhalent l'acide carbonique. Ce phénomène a lieu
en tout temps, et de jour comme de nuit.
Nous voyons sans cesse autour de nous des preuves de ce fait; ainsi la
présence de l'air est indispensable aux racines elles-mêmes; et si elles
sont trop enfoncées dans le sol, en sorte que l'air ne puisse parvenir
jusqu'à elles, la plante dépérit; le même état de souffrance se
manifeste si le pied de l'arbre est inondé, et qu'une grande masse d'eau
se trouve ainsi interposée entre l'air et les racines. Pour hâter la
croissance d'une jacinthe, il suffit de renverser une fiole d'oxygène
dans le vase plein d'eau où plongent ces racines.--Les fruits agissent
comme les racines et donnent naissance à des phénomènes identiques, même
après avoir été cueillis; chacun connaît le danger qu'il y a à séjourner
dans un endroit où des fruits sont réunis en grande quantité; l'oxygène
de l'air du fruitier étant bientôt absorbé, est remplacé par de l'acide
carbonique, gaz mortel pour l'homme.--Les fleurs sont dans le même cas;
il serait imprudent de passer une nuit dans une serre, ce qui prouve en
outre que le dégagement de l'acide carbonique s'effectue de nuit comme
de jour. Les parties colorées respirent donc à la manière des animaux;
elles absorbent l'oxygène et exhalent de l'acide carbonique qui vicie
l'air environnant.
Fonctions des parties vertes.--Ici commence l'ordre de phénomènes le
plus important pour le végétal et celui que les feuilles sont
principalement appelées à remplir; une grande différence nous frappe au
premier abord: l'action n'est plus la même pendant le jour et durant la
nuit.
Pendant la nuit les parties vertes se comportent comme les parties
colorées, elles absorbent l'oxygène et dégagent de l'acide carbonique.
Pendant le jour, au contraire, et sous l'influence directe des rayons du
soleil, les plantes décomposent l'acide carbonique, fixent le carbone et
exhalent, l'oxygène. Ce fut Bonnet qui entrevit le premier ce curieux
phénomène.
Il avait placé des feuilles dans une source: les rayons du soleil y
dardaient avec force, et de petites bulles de gaz se montrèrent bientôt,
principalement sur la surface inférieure. Bonnet pensa que c'était de
l'air qui provenait de l'eau; pour s'en assurer, il plaça les feuilles
dans de l'eau distillée et dépouillée par conséquent d'air; il ne parut
plus une seule bulle de gaz, et Bonnet se confirma dans son opinion
erronée; il avait négligé de faire l'analyse de cet air prétendu, et
passa ainsi à côté d'une des plus belles découvertes de la physiologie
végétale. Priestley reprit plus tard la même expérience; mais, en
véritable chimiste, il ne manqua pas de soumettre à l'analyse le gaz
qu'il vit se produire, et reconnut avec étonnement que c'était de
l'oxygène. L'acide carbonique contenu en dissolution dans l'eau avait
été décomposé; les feuilles s'étaient emparées du carbone et avaient
exhalé l'oxygène. Bonnet n'avait pas obtenu de gaz dans l'eau distillée,
parce que la plante n'y trouvait plus d'acide carbonique qu'elle put
décomposer. Mais ce n'était pas tout: il fallait prouver encore que dans
l'air l'action est la même; que sous l'influence des rayons solaires la
plante décompose l'acide carbonique de l'atmosphère comme elle le fait
pour celui que l'eau tient en dissolution. Ce fut Théodore de Saussure
qui mit ce fait hors de doute par un exemple admirable de simplicité et
de précision. Il prit vingt-une pervenches aussi semblables que
possible, dont il analysa sept; il nota la quantité de carbone qu'elles
renfermaient; il en plaça ensuite sept sous un récipient où il avait
introduit sept centièmes d'acide carbonique; sept autres furent placées
sous un second récipient où il y avait de l'air privé d'acide
carbonique. Il laissa végéter pendant six jours ces quatorze pervenches,
et procéda ensuite à l'analyse du gaz renfermé sous les deux cloches:
dans la première l'acide carbonique tout entier avait disparu et l'air
restant contenait vingt-quatre et demi pour cent d'oxygène, au lieu de
vingt-un qu'il renfermait d'abord; dans la seconde cloche, la quantité
d'oxygène n'avait pas augmenté; les pervenches de la première furent
soumises à l'analyse: elles renfermaient onze centigrammes et demi de
carbone de plus que celles qui avaient été analysées au commencement de
l'expérience. La quantité de carbone n'avait pas augmenté; dans les
plantes de la seconde cloche, dont l'air avait été dépouillé de toute
trace d'acide carbonique.
Par cette expérience remarquable, de Saussure a mis en évidence le
principe fondamental de la respiration végétale; décomposition de
l'acide carbonique, exhalation de l'oxygène et fixation du carbone. La
plante est essentiellement composée de carbone, et toutes les forces
vitales agissent pour fixer ce carbone dans son sein. L'air qui nous
entoure est donc d'autant plus vivifiant pour les plantes qu'il est plus
mortel pour les animaux, par la proportion d'acide carbonique qu'il
renferme.
Ce n'est pas seulement de l'atmosphère que les végétaux retirent le
carbone qui leur est nécessaire; il existe encore deux autres sources où
ils en puisent sans cesse. Au moyen de leurs racines ils trouvent de
l'acide carbonique dans le sol, et le décomposent ensuite. Pour
s'assurer de ce fait, Sénébier ayant pris deux branches aussi semblables
que possible, plaça la tige de l'une d'elles dans de l'acide carbonique;
l'autre fut laissée à l'air; la première était encore pleine de
fraîcheur que la seconde était complètement fanée. Enfin les végétaux,
en combinant de l'acide carbonique, forment l'oxygène absorbé pendant la
nuit avec le carbone même qu'ils renferment dans leur sein. Ainsi l'on
peut dire que, pendant la nuit, la plante prépare des matériaux pour le
travail plus important du jour: elle absorbe de l'oxygène et exhale de
l'acide carbonique, qui sera décomposé au profil du végétal sous
l'influence salutaire des rayons du soleil. M. Dumas pense même que la
plante ne fait rien pendant la nuit, qu'elle n'agit réellement que le
jour, et qu'à l'ombre elle se borne à laisser passer l'acide carbonique
emprunté au sol qui filtre à travers ses tissus et se répand dans l'air.
Les parties vertes des végétaux qui jouissent de ces propriétés
admirables de décomposition, sont douées d'une autre faculté non moins
mystérieuse: elles retiennent tous les rayons chimiques que darde le
soleil. Chacun se souvient, en effet, de l'impuissance de l'appareil de
M. Daguerre à reproduire les paysages, comme si, dit M. Dumas, les
rayons chimiques essentiels aux phénomènes daguerriens avaient disparu
dans la feuille, absorbés et retenus par elle et mis en réserve pour
servir à la dépense énorme de force chimique nécessaire à la
décomposition d'un corps aussi stable que l'acide carbonique.
Les végétaux, outre le carbone, absorbent de l'hydrogène en décomposant
l'eau qui entoure leurs racines, comme font prouvé MM. Edwards, Colin et
Boussingault. D'après les expériences de ce dernier chimiste, ils fixent
de plus une certaine quantité d'azote.
Le tableau suivant résume d'une manière très-concise les phénomènes
principaux de, la respiration végétale;