SUR L'EXISTENCE DE "PSEUDOMORPHOSES CHOLESTÉRIQUES" CHEZ DIVERS ORGANISMES VIVANTS

Résumé
Une structure lamellaire régulière est révélée par examen sur coupe chez un grand nombre de systèmes biologiques ; les lamelles renferment des fibres disposées selon une modalité caractéristique, observable en microscopie électronique et parfois en microscopie photonique à contraste de phase. Chaque lamelle étudiée en section oblique semble constituée de fibres arrangées selon des arceaux. En fait, il n'existe pas de fibrilles se recourbant dans l'épaisseur des lamelles ; cet aspect est une illusion due au recouvrement de plans de filaments ; dans chaque plan, les filaments sont parallèles entre eux, mais leur orientation change progressivement et dans chaque couche successive, la direction fibrillaire a tourné d'un petit angle autour d'un axe perpendiculaire aux plans, à l'instar des molécules dans les cristaux liquides cholestériques. Ces arrangements torsadés ont été observés fréquemment dans les cuticules de Crustacés et d'Insectes, dans un certain nombre de cuticules et de tissus conjonctifs d'Invertébrés, dans les os de Vertébrés et dans les chromosomes des Péridiniens. Les cuticules et les os ne correspondent pas à des états mésomorphes authentiques, mais à des pseudomorphoses ; dans de tels systèmes fibrillaires, certaines réactions de durcissement ou des minéralisations ne tardent pas à intervenir. La matrice organique de la carapace des Crustacés présente des défauts qui s'apparentent de près aux lignes de disclination déjà connues dans les cristaux liquides. Nous avons trouvé un arrangement torsadé dans la cuticule des Cetonia, Coléoptères qui réfléchissent de la lumière polarisée circulaire ; chez les Chrysocarabus, la partie externe de la cuticule, qui présente la même coloration métallique, sans polarisation circulaire, est constituée de lamelles alternativement denses et claires, sans indice d'agencement torsadé. La torsion des fibrilles dans un seul sens, pour un certain nombre de matériels biologiques (matrices protéiques, spirales chromosomiques) pourrait provenir des configurations en α - hélices ou en double - hélice des macromolécules.

Abstract
When sectionned, several biological systems reveal a regular lamellated structure ; the lamellae have a characteristic pattern of fibres resolvable by electron microscopy and, sometimes, by phase contrast photonic microscopy. Each lamella observed on oblique section seems to be composed of fibrils arranged in bow-shaped lines. In fact, the fibrils curving across lamellae do not exist ; this appearance is an illusion created by overlapping planes of filaments ; in each plane, the filaments are parallel one to another but the orientation changes slightly and, in each successive layer, the fibril direction is rotated through a small angle about an axis perpendicular to the planes, in the manner of a cholesteric liquid crystal. These twisted arrangements have frequently been observed in Crustacean and Insect cuticles, in a number of Invertebrate cuticles and connective tissues, in Vertebrate bones and in Dinoflagellate chromosomes. The cuticles and the bones are not genuine mesomorphic states but pseudomorphosis ; in such fibrillar systems, certain hardening reactions and mineralization may occur rapidly. The organic matrix of the Crustacean body-wall shows defects which are closely related to the "disinclination lines" described in liquid crystals. We have found a twisted arrangement in the cuticle of the beetle Cetonia which reflects circularly polarized light ; in Chrysocarabus, the outer part of the cuticle reflecting the same metallic colouring, without circularly polarized light, is made of alternating dark and light bands, with no sign of any twisted arrangement. The unidirectionnal twist of fibrils in a number of biological systems (protein matrices and chromosomal spirals) could arise from the α - helix and double - helix configurations of the macromolecules.