BULLETIN

MUSEUM NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE

57, rue Cuvier, 75005 Paris

Directeur : Pr M. Vachon.

Comité directeur : Prs J. Dorst, C. Lévi et R. Laffitte.

Conseillers scientifiques : Dr M.-L. Bauchot et Dr N. Halle.

Rédacteur : M me P. Dupérier.

Le Bulletin du Muséum national d’Histoire naturelle, revue bimestrielle, paraît depuis

1895 et publie des travaux originaux relatifs aux diverses branches de la Science.

Les tomes 1 à 34 (1895-1928), constituant la l re série, et les tomes 1 à 42 (1929-1970),

constituant la 2 e série, étaient formés de fascicules regroupant des articles divers.

A partir de 1971, le Bulletin 3 e série est divisé en six sections (Zoologie — Botanique —

Sciences de la Terre — Sciences de l’Homme — Sciences physico-chimiques — Écologie

générale) et les ai ticles paraissent, en principe, par fascicules séparés.

S’adresser :

— pour les échanges, à la Bibliothèque centrale du Muséum national d’His¬

toire naturelle, 38, rue Geoffroy-Saint-Hilaire, 75005 Paris (C.C.P.,

Paris 9062-62) ;

— pour les abonnements et les achats au numéro, à la Librairie du Muséum,

36, rue Geoffroy-Saint-Hilaire, 75005 Paris (C.C.P., Paris 17591-12 —

Crédit Lyonnais, agence "Y-425) ;

— pour tout ce qui concerne la rédaction, au Secrétariat du Bulletin, 57, rue

Cuvier, 75005 Paris.

Abonnements pour l’année 1977

Abonnement général : France, 530 F ; Étranger, 580 F.

Zoologie : France, 410 F ; Étranger, 450 F.

Sciences de la Terre : France, 110 F ; Étranger, 120 F.

Botanique : France, 80 F ; Étranger, 90 F.

Écologie générale : France, 70 F ; Étranger, 80 F.

Sciences physico-chimiques : France, 25 F ; Étranger, 30 F.

International Standard Serial Number (ISSN) : 0027-4070,

BULLETIN DU MUSÉUM NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE

3 e série, n° 423, novembre-décembre 1976, Sciences physico-chimiques 10

Xanthones trisubstituées en 1-3-7 de Gentiana ciliata L.

Séparation chroma tographique de deux isomères :

gentisine et isogentisine

par Marcel Massias, Jacques Carbonnier et Darius Moi.no *

Résumé. Dix xanthones ont été trouvées dans les fleurs de Gentiana ciliata L. Ces composés

se subdivisent en deux groupes : les xanthones tétrasubstituées en 1-3-7-8 [gentiacauléine (I), gen-

tiakochianine (II), décussat.ine (III), swertiapérénine (IV), gentianauloside (V), primevéroside de

décussaline (VI)] et 1rs xanthones trisubstituées en i-3-7 [gentisine (VII), isogentisine (VIII)

hydroxy-l dirnéthoxy-3, 7 xanthone (IX) et. gentiséine (X)].

Par ailleurs, une méthode chromatographique permettant de séparer la gentisine de l’iso-

gentisine a été mise au point.

Abstract. — Ten xanthones werc found in the Flowers of G. ciliata L. ïliese cornpounds

fell into two groups : Letrasubstituted (1-hydroxy 3, 7, 8-triincthoxy xanthone; I, 7-dihydroxy

3, 8-dimethoxy xanthone ; 1, 7, 8-trihydroxy 3-methoxy xanthone ; I, 8-dihydroxv 3, 7-dime-

thoxy xanthone; 1-prirneveroside 7-hydroxy 3, 8-dimethoxy xanthone; I -primeveroside 3, 7,

8-trimetoxy xanthone) and trisuhstituted xanthone -9 ones (1-hydroxy 3, 7-dimethoxy xanthone ;

1, 7-dihydroxy 3-methoxy xanthone ; 1, 3-dihvdroxv 7-melhoxy xanthone ; 1, 3, 7-trihydroxy

xanthone).

A chromatographie rnethod was devised whîcli allowed 1, 7-dihydroxy 3-methoxy xanthone

and isomeric 1, 3-dihydroxv 7-methoxy xanthone to he distinguished.

Introduction

Dans un travail précédent (Jossang étal., 1972) nous faisions remarquer que le schéma

de substitution des xanthones rencontrées chez Gentiana était, dans une certaine mesure,

caractéristique des sections de ce genre :

— Coelanlhe : xanthones substituées en 1-3-7 (cf. Bellmann et Jacot-Guillarmod,

1972 ; Hostettmann et Jacot-Guillarmod, 1975 ; Vernet et Debelmas, 1973 ; Rivaille

et Raui.ais, 1969).

— Thylacites : xanthones substituées en L-3-7-8 (cf. Carbonnier et al., 1972).

— Ctj/clostignia : xanthones substituées en 1-3-7-8 (cf. Hostettmann et al., 1974 ;

Hostettmann et Jacot-Guillarmod, 1974).

— Arnarella : xanthones substituées en 1-3-5-8 et 1-3-4-5-8 (cf. Kaldas et al., 1974

et 1975).

* Laboratoire de Chimie appliquée aux Corps organisés , Muséum National d’Histoire naturelle, 03, rue

de Bujfon, 75005 Paris.

423, 1

MARCEL MASSIAS, JACQUES CARBONNIER ET DARIUS MOLHO

— Antartica : xanthones substituées eu 1-3-5-8 et 1-3-4-5-8 (cf. Roberts, 1961 ;

Markham, 1964, 1965«, 1965b).

•— Crossopetalum : xanthones substituées en 1 -3-7-8 (Carbonnier et al., 1972).

Les trois dernières sections appartiennent au sous-genre Gentianella Kuzn. ; or, si

l’on excepte la section Crossopetalum où un seul exemple (G. dilata ) a été étudié, la sous-

section paraît caractérisée par la présence de xanthones substituées en 5 (contrairement

au sous-genre Genliana qui se caractérise par la présence de xanthones subslituées en 7).

Gentlana dilata, appartenant au même sous-genre Gentianella , présente de par ses

constituants inattendus, un certain intérêt chimiotaxonomique. C’est la raison pour laquelle,

nous avons souhaité examiner les xanthones minoritaires présentes à côté de celles, en

quantités plus importantes [gcntiacauléine (V) genliakoehianine (II) déeussatine (III) gen-

tiacauloside (V) et primevéroside de decussatine (VI)], que nous avions mises en évidence

précédemment (cf. Carbonnier et al., 1972). L’identification de cinq autres xanthones

isolées des fleurs de cette espèce fait l’objet du présent travail.

Matériel et méthodes

La population de G. dilata étudiée a été récoltée en octobre 1975 dans les sous-bois

situés sur « la petite côte » qui domine le village de Montier en l’Isle (Aube). LTn exciccata

de référence est déposé dans l’herbier du Laboratoire de Chimie du Muséum de Paris.

Les fleurs (calices et corolles) sont séparées du reste de la plante et séchées à 40°C à

l’étuve.

Après broyage, le matériel (5 g) est extrait au Soxhlet pendant 48 heures par du ben¬

zène puis par de l’éthanol à 95 %. Cos extraits sont ensuite soumis à un fractionnement

ch romatograp bique.

Les xanthones naturelles ayant fréquemment des Rf très proches nous avons été

amenés à utiliser 8 systèmes différents de chromatographie sur couche mince, pour définir

chacune d’elles sans ambiguïté. Ces systèmes sont décrits en détail dans la partie expéri¬

mentale.

La séparation cinématographique de la gentisine et de l’isogentisine a posé quelques

problèmes et nous avons été conduits à mettre au point une technique permettant de carac¬

tériser des traces de ces deux monométboxy, dihydroxy xanthones lorsqu’elles coexistent

toutes deux dans le même extrait.

Une chromatographie sur couche mince, au moyen d’un film de silice Polygram

(Macherey, Nagelet C°) et d’un solvant composé de chlorure de méthylène et d’alcool méthyli-

que, 99,5/0,5, entraîne un déplacement différent de ces deux composés (Rf. gentisine = 0,06 ;

Rf. isogentisine = 0,13).

Ces deux xanthones sont alors révélables sans ambiguïté par la technique de Verney

et. Debelmas (1973) qui consiste en une pulvérisation de potasse alcoolique à 5 %. La

gentisine fluoresce en jaune orangé sous la lumière de Wood, tandis que l’isogentisine

apparaît colorée en vert très sombre sous la lumière visible violette émise par la lampe

à vapeur de mercure.

XANTHONES DE GENTIANA CILIATA L.

Résultats

L’extrait brut benzénique est chroinatographié sur une colonne de gel de silice au

moyen de chloroforme, progressivement enrichi (de 1 à 5 %) en méthanol.

Quatre fractions xanthoniques sont ainsi obtenues : la première permet d’isoler la

décussatine (III) qui est purifiée par recristallisation ; la deuxième conduit, de la même

manière, à 1'oblenlion de la gentiakochianine (II) et la troisième à la gentiaeauléine (I).

Une chromatographie sur couche mince des eaux-mères des deux fractions de tête

révèle alors la présence de deux autres xanthones (A et B) qui sont obtenues par chroma¬

tographie sur couche épaisse de gel de silice au moyen du mélange toluène/acide acétique,

85/15.

Les spectres I V avec étude des déplacements par l’acétate de sodium, le chlorure

d’aluminium suivi d addilion d’acide chlorhydrique, devaient montrer (pie ces deux xan¬

thones ne possédaient pas d’hydroxyle libre en 3, que l’une d’entre elles (B) possédait un

hydroxvle en péri (1 ou 8) et l’autre (A) deux hydroxyles en péri (1 et 8). Les spectres UV

excluaient, d’autre part, un schéma de substitution J -3-5-8.

Le spectre de masse de A montrait qu’il s'agissait d'une xanthone tétrasubstituée

diméthylée et dihvdroxylée ; compte tenu du spectre I V, il ne pouvait être question que

de la swertiapérénine (IV.) Le point de fusion mélangé avec un échantillon obtenu par

Rivaille et Raulais (1969) à partir de Swertia perennis L. n' était pas abaissé, ce qui

confirmait la structure IV pour le dérivé A.

Le spectre de masse de B indiquait qu’il s’agissait d’une xanthone trisubstituée et

possédant un méthoxyle sur chaque cycle aromatique. L’hvdroxy-1 diméthoxy-3,7 et

l’hydroxy-1 diméthoxy-3,5 xanthones sont les seules substances naturelles pouvant corres¬

pondre à ces données spectrales (U Y et masse).

Nous avons préparé lhydroxy-1 diméthoxy-3,7 xanthone (IX) par méthylation au

diazométhane de l’isogentisine (VIII). Le produit obtenu s’est montré en tous points iden¬

tique (PF mélangé, spectre UV, masse, cochromatographie) à celui isolé de G. ciliata.

Une chromatographie sur couche mince (solvant : chloroforme, méthanol 98/2 ; sup¬

port : gel de silice) de la quatrième fraction de la chromatographie sur colonne montrait

la présence de deux autres constituants xanthoniques : le premier a été identifié comme

étant de la gentisine (X) par comparaison avec un échantillon obtenu par synthèse selon

Grovek et al. (1955) ; le second s’est avéré être un mélange de gentisine et d’isogentisine

(VIII). Ces deux isomères ont été séparés et caractérisés au moyen du système chromato-

graphique tnis au point par nous et décrit plus haut.

Ces deux derniers constituants de G. ciliata étaient cependant en quantité trop faible

pour que nous puissions les recristalliser. Us ont donc été identifiés par chromatographie

(dans cinq systèmes différents) avec des échantillons préparés dans ce but : la gentisine

(VII) a été isolée des racines de G. lutea selon Henry et Caventoü (1821) et l’isogentisine

(VIII) a été synthétisée selon Grover et al. (1955).

Dans l’extrait alcoolique, nous n’avons trouvé comme xanthones que le gentiacaulo-

side (V) et le primevéroside de décussatine (VI) déjà signalés dans la plante. Il est à noter

que nous n’avons pas rencontré de glvcosides de xanthones trisubsGluées en 1-3-7 (comme

chez G. lutea) ni de glucosides (comme c’est le cas, généralement, chez les Gentianella).

48 MARCEL MASSIAS, JACQUES CARBONNIER ET DARIUS MOLHO

Xanthones

des fleurs de Gentiana

ciliata L.

R 8

gentiacauléine

011

0 -CH 3

O-CH3

gentiakochianine

0 -CH 3

III

décussatine

0-CH3

0 -CH 3

O-CII3

swertiapérénine

0-CH3

O-CH3

gentiacauloside

O-primevérosyle

0-CH3

O-CH3

primevérosidc de

déçus-

satine

O-primevérosyle

0-CH3

O-CH3

vrr

gentisine

0-CH3

vi rr

isogentisine

O-CH3

hvdroxy-1 diméthoxy-d,'/

xanthone

O-CH3

gentiséiue

Conclusions

Parmi les dix xanthon.es que contiennent les fleurs de G. viliala, six sont tétrasubsti-

tuées en 1-3-7-8 (I à VI) et quatre sont Lrisubstituées en 1-3-7 (VII à X).

Il n’a pas été possible de mettre en évidence des dérivés xanthomques substitués en

1-3-5-8, schéma de substitution qui pourtant s’est avéré exister chez toutes les gentianelles

étudiées (ef. Carbonnier et al., 1976). Les autres organes de la plante ne semblent pas

avoir une composition en xanlhones très différente ; en effet I, II, III, IV, VII et IX ont

été isolés de la racine de cette espèce.

Enfin, la coexistence des deux schémas de substitution 1-3-7 et 1-3-7-8 n’est pas liée

à un écotype particulier de l’espèce puisque J’analyse du matériel récolté en juillet dans la

région de Sion (Suisse) s’est révélée identique à celle du matériel collecté en Champagne,

en octobre.

La présence de ces deux schémas de substitution et l’absence de xanthone substituée

en 1-3-5-8, toujours présente dans les autres gentianelles (cf. Carbonnier et al., 1976)

confèrent à G. ciliala une place très particulière au sein du genre.

Remerciements

Nous remercions MM. J. P. Brocard et D. Davoust, responsables des Services de Spectro¬

métrie de masse et de RMN, pour leur participation à ce travail, ainsi que M. P. Jossang pour

le support documentaire qu’il nous a fourni à tous moments.

XANTHONES DE GENTIANA CILIATA L.

PARTIE EXPÉRIMENTALE

1. Systèmes chromatographiques

a — Supports

Gel de silice pour A, H, M, P, S, Z (film Polygram Macherey, Nagel et C°, Sil. G IJV

254).

Polyamide pour E et K (film Polygram Macherey, Nagel et C°, Polyamide-6 UV 254).

b — Solvants (V/V)

A — cyclohexane-acétate d’éthyle 75/25.

E — méthanol-eau 90/10.

H — chloroforme-méthanol 98/2.

K — toluène-méthanol-acide acétique 45/32/16.

M — toluène-acide acétique 85/15.

P — chloroforme-benzène-méthanol 49,5/47,5/1.

S — benzène-méthanol-acétate d’éthyle 50/25/15.

Z — chlorure de méthylène-méthanol 99,5/0,5.

2. Préparation de produits de référence

Acide hydroxy-2 méthoxy-5 benzoïque : obtenu par méthylation de l’acide gentisique

par le sulfate de méthyle selon Graebe et Martz (1905). Rdt. 90 %, F. 145°C après recris¬

tallisation dans l’éthanol à 70 %.

Isogentisine (dihydroxy-1,3 méthoxy-7 xanthone, VIII) : obtenue par condensation

de l’acide hydroxy-2 méthoxy-5 benzoïque sur le phloroglucinol en présence de chlorure

de zinc et d’oxychlorure de phosphore (Grover et al., 1955), F. 240°C (recrist. éthanol

90 %).

Gentiséine (trihydroxy-3,7 xanthone, X) : obtenue par condensation entre le phloro¬

glucinol et l’acide dihydroxy-2,5 benzoïque selon Grover et al. (1955).

Gentisine (dihydroxy-1,7 méthoxy-3 xanthone, VII) : obtenue par extraction de la

racine de G. lutea selon Henry et Caventon (1824), F. 274°C (recrist. benzène).

H ydroxy-1 diméthoxy-3,7 xanthone, IX : obtenue par méthylation de l’isogentisine (VIII)

au moyen d’une solution éthérée de diazométhane. 45 mg. d’isogentisine sont traités par

le diazométhane durant 10 mn, on concentre sous vide, on recristallise dans l’éthanol

F. 168°C (litt. 168°C).

MARCEL MASSIAS, JACQUES CARBONNIER ET DARIUS MOLHO

3. Appareillage

Les spectres UV ont été enregistrés sur l’appareil Acta C III Beckman, les spectres

de RMN sur le A 60 Varian et les spectres de masse sur le THN 208 Thomson.

4. Données analytiques

(I) — Gentiacauléine : F. 92°C (recrist. éthanol 70 %). UV : max. (MeOH) 370, 308,

262, 238 nm. Masse : M/e 288 (M + ) 270, 259, 245, 214, 202. RMN : H 2 et H 4 , 6, 39 ; H s :

7, 20 : I l s : 7, 41. ; OCH 3 : 3, 90 et 4,08 ; OH : 13,22 ppm. Chrom. Rf 0,62 ^svst. H); 0,33

(svst. A) 0,52 (syst. M) ; 0,25 (syst. P). Identique en tous points (spectres, PF. mélangé,

cochromatographie) avec un échantillon authentique provenant de G. kochiana et isolé

par Plouvier et al. (1967).

(TI'!' — Gentiakochianine : F. 227°C (recrist. benzène). UV : max. (MeOH) 324, 265,

239 nm. Masse : M/e 274 (M + ), 273, 246, 245, 231, 216. Chrom. Rf. 0,76 (syst. II), 0,23

(syst. A) 0,62 (syst. M), 0,44 (syst. P). Identique en tous points à une échantillon authen¬

tique isolé par Guyot et al. (1968).

(III) — Dêcussatine : F. 151°C (recrist. éthanol). UV : max. (MeOH) 378, 312, 260,

240 nm. Masse : M/e 302 (M+) 287, 273, 272, 259. RMN : H 2 et Il 4 : 6,31 ; H 5 7,14 ;

II fl ; 7,35 ; OCH 3 : 3,89 et 3,93 ; OH : 13,30 ppm. Chrom. Rf. 0,85 (syst. H), 0,34 (syst. A) ;

0,57 (syst. M) ; 0,54 (syst. P). Identique en tous points avec un échantillon de référence.

(IV) — Swerliapérénine : F. 190°C (recrist. éthanol). UV : max. (MeOH) 202, 232,

260, 310, 375 nm. (MeOH + CI 3 AI) : 205, 227, 273, 325, 362. (MeOH + C1 3 AI + HCl) :

202, 235, 262, 315, 375 nm. ; pas de déplacement par l’acétate de sodium. Masse : M/e 288

(M-f-), 273, 259, 258, 245, 202. Chrom. Rf. 0,88 (syst. II) : 0,66 syst. M). Identique en tous

points .4 un échantillon extrait de Swertia perenais par Revaille et Raulais (1969).

(V) — Gentiacauloside : F. 225°C (recrist. éthanol à 90 %). UV : max. (MeOH) 363,

304, 255, 238 nm. (MeOH : + C1 3 A1) 370, 312, 252, 240 nm. RMN : 1I 2 : 6,77 ; H 4 : 6,85;

H 5 : 7,20 ; I l fi : 7,39 ; OCH 3 : 3,85 et 3,93 ; OII : 13,27 ppm. Chrom. Rf 0,26 (syst. E). Iden¬

tique à un échantillon authentique isolé par Plouvier et al. (1967).

(VI) — Primevéroside de dêcussatine : F. (litt.) 192°C. Chrom. Rf. 0,90 (syst. E) ;

0,85 (syst. K) ; 0,80 (syst. S). Identification effectuée par cochromatographie dans trois

systèmes différents avec un échantillon authentique isolé par Rivaille et Raulais (1969)

de C. verrai.

(VII) — Gentisine : F. 274°C (recrisl. benzène). UV : max. (MeOIl) 205, 236, 260,

305, 375 nm. Masse M/e 258 (M + ), 257, 230, 229, 228, 215 L Chrom. Rf 0,06 (syst. Z) ;

1. Ces données ont été établies sur l'échantillon de gentisine isolé de G. lutea.

XANTHONES DE GENTIANA CILIATA L.

0,38 (syst. H) ; 0,29 (syst. A); 0,40 (syst. M); 0,20 (syst. P). Identification effectuée par

cochromalographie dans cinq systèmes différents avec un échantillon extrait de C. lutea.

(VIII) — Isogentisine ; F. 240°C (reerist. éthanol à 90 %). UY : raax. (MeOH) 208,

236, 311, 370 nm. Chrorn. Rf 0,13 (syst. Z) ; 0,38 (syst. H) ; 0,40 (syst. M) ; 0,20 (syst. P) ;

0,29 (syst. A).

(IX) — hydroxy-1 diinéth.oxij-3,7 xanthone : F. 168°C (reerist. éthanol). UV : max.

(MeOH) 205, 234, 258, 307, 370 nm (MeOH + C1 3 A1) 205, 228, 262, 315, 375 nm. (MeOH

H- C1 3 A1 -f- HCl) 201, 232, 270, 320, 365 nm. Pas de déplacement par l’acétate de sodium.

Masse : M/e 272 (M + ) 257, 243, 242, 229, 211, 171, 143, 150, 136, 107.

(X) — genliséine : F. 318°C (reerist. acétate d'éthyle). UV max. (MeOH) 220, 238,

260, 310, 373 nm. Chrorn. Rf 0,25 (syst. H) ; 0,27 (syst.'M).

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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Rivaille, P., et ü. Raclais, 1969, C. r. hebd. Séanc. Acad. Sri., Paris, série D, 269 : 1121.

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Manuscrit déposé le 6 juillet 1976.

Bull. Mus. nain. Ilist. nat., Paris , 3 e sér., nov.-déc. 1976, n° 423,

Sciences physico-chimiques 10 : 45-52.

Achevé d’imprimer le 28 février 1977.

IMPRIMERIE NATIONALE

Recommandations aux auteurs

Les articles à publier doivent être adressés directement au Secrétariat du Bulletin du

Muséum national d'Histoire naturelle, 57, rue Cuvier, 75005 Paris. Ils seront accompa¬

gnés d’un résumé en une ou plusieurs langues. L’adresse du Laboratoire dans lequel le

travail a été effectué figurera sur la première page, en note infrapaginale.

Le texte doit être dactylographié à double interligne, avec une marge suffisante, recto

seulement. Pas de mots en majuscules, pas de soulignages (à l’exception des noms de genres

et d’espèces soulignés d’un trait).

Il convient de numéroter les tableaux et de leur donner un titre ; les tableaux compli¬

qués devront être préparés de façon à pouvoir être clichés comme une figure.

Les références bibliographiques apparaîtront selon les modèles suivants :

Bauchot, M.-L., J. Daget, J.-C. Hureau et Th. Monod, 1970. — Le problème des

« auteurs secondaires » en taxionomie. Bull. Mus. Hist. nat., Paris, 2 e sér., 42 (2) : 301-304.

TinbergeN; N., 1952. — The study of instinct. Oxford, Clarendon Press, 228 p.

Les dessins et cartes doivent être faits sur bristol blanc ou calque, à l’encre de chine.

Envoyer les originaux. Les photographies seront le plus nettes possible, sur papier brillant,

et normalement contrastées. L’emplacement des figures sera indiqué dans la marge et les

légendes seront regroupées à la fin du texte, sur un feuillet séparé.

Un auteur ne pourra publier plus de 100 pages imprimées par an dans le Bulletin,

en une ou plusieurs fois.

Une seule épreuve sera envoyée à l’auteur qui devra la retourner dans les quatre jours

au Secrétariat, avec son manuscrit. Les « corrections d’auteurs » (modifications ou addi¬

tions de texte) trop nombreuses, et non justifiées par une information de dernière heure,

pourront être facturées aux auteurs.

Ceux-ci recevront gratuitement 50 exemplaires imprimés de leur travail. Ils pourront

obtenir à leur frais des fascicules supplémentaires en s’adressant à la Bibliothèque cen¬

trale du Muséum : 38, rue Geoffroy-Saint-Hilaire, 75005 Paris.