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.