Toutes les cellules vivantes sont aquatiques: elles ne vivent que dans un courant de liquide, dans une solution aqueuse, sève pour les cellules végétales, sang et lymphe pour les cellules animales. Ce courant liquide leur apporte, en partie au moins, la substance dont elles se nourrissent et emporte les substances qu'elles éliminent. Le reste des substances absorbées par les êtres vivants est emprunté à l'atmosphère: oxygène et gaz carbonique. Le liquide, pour apporter aux cellules leurs aliments et pour emporter leurs déchets, doit être le siège d'une incessante circulation. La circulation doit être étudiée non seulerment au point de vue cinétique, mais encore au point de vue dynamique. Il faut étudier les forces physiques qui peuvent produire la circulation des liquides, telle qu'on l'observe chez les êtres vivants. La biologie synthétique peut nous apporter sur ce point d'utiles indications.

Comme les êtres vivants, les croissances osmotiques ont, dans leur intérieur, une circulation des liquides; cette circulation est facile à voir dans les tiges transparentes, au moins la circulation de la base vers le sommet, ce courant est rendu manifeste par les granulations et les bulles de gaz qu'il entraîne. Le courant porte les substances dissoutes, le sel de calcium, par exemple, du noyau vers les extrémités, pour y former les membranes osmotiques; un courant centripète porte l'eau vers le noyau qu'elle va dissoudre. La force physique, qui est la force motrice de ce courant, c'est la différence de pression osmotique, la différence de concentration entre le noyau basilaire et les sommets, et la périphérie de la production osmotique.

Fig. 70 - Photographie d'une cellule osmotique, avec mise au point sur les courants intérieurs pour montrer sa circulation.

Il existe, chez les êtres vivants, une autre circulation que la circulation générale de la sève, de la lymphe ou du sang, c'est la circulation de l'unité organique, de la cellule. La cellule absorbe la substance nutritive et rejette les produits de désassimilation; elle a nécessairement une circulation centripète et centrifuge. D'ailleurs, chez les rhizopodes, on voit au microscope cette circulation décrite aussi sous le nom de courants protoplasmiqucs. Au point de vue circulatoire, un centre de diffusion est l'image d'une cellule, il en présente le mécanisme, les courants centripètes et centrifuges, le dynamisme et le cinétisme. La circulation intense des cellules vivantes est difficile à étudier, mais on peut étudier celle des cellules osmotiques. Les grosses cellules de sel de calcium, parfaitement transparentes, se prêtent tout particulièrement à l'étude de la circulation intérieure des cellules artificielles, dans l'intérieur desquelles se développent de nombreux éléments figurés, des granulations, des bulles de gaz qui permettent de bien voir les courants qui les entraînent. Vu à un grossissement de 3 à 20 diamètres, l'intérieur des cellules osmotiques de sels calciques est le siège d'une grande animation: on y voit un lacis inextricable de courants nettement limités comme s'ils s'effectuaient dans des vaisseaux, on distingue alors facilement les courants centrifuges et centripètes qui se croisent en se superposant. La figure 70 est la photographie d'une cellule osmotique, à un grossissement de 10 diamètres, avec mise au point sur les courants intérieurs.

Fig. 71 - Circulation intérieure d'une cellule osmotique agrandie 40 fois.

Les courants internes des cellules osmotiques sont nets et circonscrits comme s'ils se faisaient dans des vaisseaux. Les courants centrifuges vont en se ramifiant de plus en plus du centre à la périphérie, les courants centripètes vont en se réunissant de la périphérie vers le centre. L'appareil circulatoire intra-cellulaire artifiel est donc formé de gros troncs centrifuges qui se ramifient en un lacis capillaire périphérique, lequel se réunit de nouveau en gros troncs centripètes. La figure 71 est une photographie, agrandie quarante fois, des courants centrifuges: on y voit bien les courants se diviser en s'éloignant du centre. Cette circulation intracellulaire est l'expression cinétique du centre dynamique de la cellule artificielle, de la différence de potentiel, de la chute de concentration du centre à la périphérie. Ce mouvement interne, cette circulation a pour résultat de transporter les substances nécessaires aux fonctions de nutrition, de croissance et d'organisation. Les courants centripètes apportent au centre l'eau qui vient dissoudre le sel soluble, les courants centrifuges emportent celui-ci qui va former les granulations ou globules entraînés dans le courant circulatoire, organiser la masse cytoplasmique et donner la substance pour la formation et l'extension de la membrane; là, le courant liquide, déjà dilué par toute la substance qu'il a abandonnée sur sa route, absorbe encore de l'eau à travers la membrane, ainsi que les substances qui la traversent facilement, et retourne vers le centre, redevenant courant centripète.

Ce courant intra-cellulaire des cellules artificielles n'est pas un courant continu; comme le courant sanguin des animaux, il a une certaine périodicité, dont l'observation révèle le mécanisme physique. La croissance des cellules artificielles est elle-même périodique et donne ce caractère à la circulation. Les membranes des cellules sont élastiques, sous l`influence de l'absorption de substance, elles se distendent d'abord lentement et régulièrement, puis s'accroissent par une brusque poussée, à ce moment on voit la circulation subir une vive impulsion et le phénomène recommence. Ce phénomène de périodicité s'observe bien en faisant pousser, dans une solution saturée de phosphate alcalin tribasique, des graines formées de chlolure de calcium pulvérisé, additionné de 1 p. 100 de phosphate monocalcique, agglomérées avec de la glycerine; la cellule pousse sous la forme d'un long cylindre vertical transparent; si l'on incline le sommet de façon à courber le cylindre en arc, à chaque poussée périodique il se redresse et le sommet se relève de plusieurs millimètres, la périodicité est d'environ vingt par minutes, j'ai quelquefois observé ces battements périodiques pendant plus d'une heure, c'est-à-dire qu'une cellule pendant son existence peut battre périodiquement plus de mille fois.

Fig. 72 - Courants intérieurs d'une cellule artificielle convergeant vers un fragment qu'elle absorbe.

Une étude intéressante, et susceptible d'être féconde, est celle des modifications de cette circulation sous des influences diverses; toute irritation à la surface de la cellule artificielle influence la circulation intérieure ou produit de véritables congestions vasculaires. C'est ainsi que, dans l'absorption décrite au chapitre précédent d'une substance assimilable, on voit, dès que le contact est établi entre les deux cellules (figure 72), les courants internes converger vers le point de concact; après la pénétration, les courants entourent le fragment absorbé vers lequel ils convergent ainsi que le montre la photographie figure 73.

Fig. 73 - Courants intérieurs d'une cellule artificielle concentrés sur un fragment absorbé.

Autour d'une cellule osmotique en voie de développement dans une solution saline, par suite du passage de l'eau à travers la membrane et de sa pénétration à l'intérieur, la solution se concentre autour de la cellule. Cette concentration produit un appel d'eau, et l'afflux vers la production osmotique se fait par des courants que j'ai réussi à photographier (figure 74). La production, dans les solutions, de ces courants remarquables, insoupçonnés jusqu'ici, est très générale, ils naissent sous l'influence de toutes les causes qui font varier la concentration en certains points d'une solution; c'est ainsi que sous l'influence de l'évaporation, de l'échauffement, de l'éclairement d'une solution, on y voit naître une vascularisation extrêmement sensible à toutes les influences.

Fig. 74 - Courants dans le liquide de développement d'une cellule artificielle.

Rien ne ressemble à l'apparition du système vasculaire dans l'embryon en développement comme l'apparition de ces vascularisations dans les liquides. Le mécanisme physique est d'ailleurs le même dans les deux cas: tous les procédés d'incubations donnent naissance à des différences de concentration, dues généralement à une augmentation de la concentration à la surface de l'œuf, et toute augmentation de concentration sur une surface liquide détermine le développement d'une vascularisation. Les procédés de la biologie synthétique présentent ainsi des méthodes pour des études expérimentales jusqu'ici inaccessibles et jettent du jour sur les phénomènes les plus mystérieux de la vie.