CHAPITRE II
Phosphorescence des animaux.
§ 1 . Phosphorescence des matières animales.
Les matières animales après la mort peuvent devenir bien plus aisément phosphorescentes que les matières végétales. Presque tous les poissons marins ainsi que les mollusques sont dans ce cas , pourvu que la température extérieure soit de 8 ou 10° et qu’ils soient simultanément exposés à l’influence de l’humidité et de l’oxygène de l’air.
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Ainsi au printemps ou pendant l’été, il suffit de suspendre des poissons comme les harengs, les merlans, dans un endroit frais, et au bout de peu de jours ils commencent à devenir lumineux dans l’obscurité. Leur surface se revêt d’une matière lumineuse que l’on enlève facilement ; la lumière diminue à mesure que le poisson se putréfie, et finit par s’éteindre tout à fait. La phosphorescence se manifeste donc, comme dans le bois, lorsque ces substances se trouvent dans un certain état de décomposition qui précède la putréfaction ; quand celle-ci a lieu, toute lumière cesse.
Les poissons d’eau douce deviennent également lumineux, mais moins facilement que les poissons et les mollusques marins; il faut les placer dans des dissolutions salines comme on le dira plus loin. La chair de quelques quadrupèdes peut présenter des effets analogues, mais plus rarement. On a même vu, dans des maladies, la figure et les parties du corps des malades (1), ainsi que les urines, présenter une émission lumineuse dans l’obscurité.
Hulme et Dessaignes, dans les mémoires cités livre I, page 10, se sont occupés des différentes conditions physiques nécessaires pour rendre phosphorescentes les matières organiques d’origine animale.
D’après les expériences de Hulme, pour hâter l’apparition de la lumière avec les poissons marins, on prend environ 12 gr. de chair de hareng que l’on met dans une solution de 6 gr. de sulfate de magnésie et de 48 gr. d’eau (ou 8 parties d’eau, 2 de chair de poisson et I de sulfate de magnésie). On place le tout dans un bocal et on l’abandonne aux actions spontanées en présence de l’air, à 8 ou 10° de température. Le second jour, on voit distinctement un anneau luisant sur la surface du liquide, tandis que la partie inférieure reste obscure. En agitant le bocal, toute la masse devient lumineuse et reste dans cet état. Le 3e jour, la lumière se rassemble de nouveau à la surface, mais l’anneau lumineux paraît moins vif. En agitant le flacon la masse entière redevient lumineuse. Avec une solution de sel marin on obtient les mêmes effets.
La laite du hareng, du maquereau, produit aussi la phosphorescence, et même cette propriété y est plus développée qu’avec la chair de ces animaux. Cette lumière atteint son maximum d’intensité vers la troisième ou quatrième nuit.
Hulme a fait également des observations très-curieuses avec les dissolutions salines tenant en suspension les matières organiques désagrégées
(1) Voir Pariset, éloge de Percy.
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qui sont phosphorescentes. Il a trouvé que l’eau de chaux, l’eau chargée d’acide carboniqueou d’hydrogène sulfuré détruisait l’effet lumineux. Au contraire les dissolutions de carbonate de soude, de tartrate de potasse, de phosphate de soude, d’azotate de potasse, de miel, de sucre, deviennent lumineuses quand on les mélangé avec la matière enlevée sur la surface d’un poisson préparé avec la solution de sulfate de magnésie.
Si l’on ajoute à la solution saline de sulfate de magnésie, devenue lumineuse par la désagrégation du poisson, une proportion plus grande de sel que J à aussitôt le liquide redevient obscur. Mais en étendant d’eau la solution, la phosphorescence reparaît. En ajoutant de nouveau du sulfate de magnésie, on fait cesser l’émission lumineuse, qui reparaît en ajoutant encore de l’eau au liquide. Hulme a pu, dans une expérience , éteindre dix fois une solution et la ranimer un même nombre de fois. J’ai répété ces dernières expériences, qui se font trèsaisément.
La dessiccation fait disparaître la lumière de ces matières comme cela a lieu avec les débris végétaux. Un abaissement de température produit le même effet, et le retour à la température ordinaire rétablit l’émission lumineuse. La phosphorescence des poissons lumineux disparaît par une élévation de température de 50°, mais elle peut reparaître en abaissant la température ; à 100° elle est détruite.
Les poissons lumineux s’éteignent dans le vide, dans les gaz acide carbonique, azote, hydrogène, etc. ; dans l’air ou dans l’oxygène ils se raniment; dans l’eau pure soustraite à l’action de l’air ils cessent de briller. Dessaignes a vu que dans un milieu privé d’oxygène et contenant des matière animales phosphorescentes , lorsqu’on introduit de l’air par bulles, à chaque bulle la phosphorescence renaît pendant plusieurs mi-
nutes puis disparaît pour se renouveler lors d’une nouvelle introduction d’air.
Ces effets ne peuvent s’expliquer qu’en admettant, pour les animaux comme pour les végétaux, une sorte de décomposition en vertu de laquelle l’oxygène brûle la matière organique et donne lieu à une combustion lente; cette combustion lente serait donc la cause de la lumière émise. Mais se forme-t-il une matière qui est toujours la même avec toutes les matières animales? ou bien la décomposition s’opère-t-elle en donnant différents produits, mais en présentant toujours une émission lumineuse? C’est ce qui n’a pas encore été établi.
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§ 2. Phosphorescence des animaux vivants.
Le nombre des animaux vivants phosphorescents est très-considérable, et on est loin de les connaître tous; les animaux marins surtout l’emportent beaucoup par le nombre des espèces qui présentent ces phénomènes. On doit citer d’abord des infusoires en très-grand nombre et qui sont une des principales causes de la phosphorescence de la mer, dont il va être question plus loin. Beaucoup de zoophytes présentent des effets du même genre (1), et surtout quand on vient à les agiter ou à frapper les algues où ils se trouvent.
Ensuite viennent des méduses, des astéries, des mollusques, des néréides, des crustacés et même des poissons. A Gênes, Viviani a trouvé quatorze espèces d’animaux lumineux, et MM. de Quatrefages et Beneden en ont signalé une soixantaine.
D’après Spallanzani, l’aurélie phosphorique possède la faculté lumineuse dans ses grands bras ou tentacules; le reste de l’animal ne brille pas mais se trouve éclairé. La phosphorescence serait due alors à un liquide visqueux qui suinte à la surface des organes.
Les animaux terrestres lumineux sont en moins grand nombre, et appartiennent presque tous à la classe des insectes; cependant, on compte parmi eux un certain -nombre d’espèces, surtout dans les régions tropicales. On peut citer, parmi ces animaux, les lampyres, dont quatre espèces se trouvent dans nos climats (2) ; le lampyre noctiluque; le lampyre luisant, ou ver luisant; le lampyre d’Italie et le lampyre hémiptère. D’autres espèces sont étrangères à notre pays. Le lampyre, ou ver luisant, que l’on trouve communément dans nos climats a sa femelle sans ailes et le mâle ailé; la femelle seule est lumineuse et la lumière se manifeste sous le ventre dans les trois derniers anneaux. Le lampyre d’Italie a les deux sexes ailés et tous deux sont phosphorescents; on l’appelle aussi fulgore ou mouche porte-lanterne.
La famille des élatères renferme plusieurs espèces du genre pyrophore qui vivent dans les régions tropicales de l’Amérique, et qui sont lumineuses. On peut citer notamment les cucuyos (3), chez lesquels cette
(1) Edimh. JSew. phil.jour.t janv, 1842. — Biblioth. univ. de Genève , nouv. série, t. 40, p. 179.
(2) Dictionnaire des sciences naturelles, t. 25, article Lampyre ; 1822.
(3) Comptes rendus de l’Acad. des sciences, t. 59, p. 509.
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propriété est très-développée et qui présente l’émission de lumière en deux points au-dessus de la tête ainsi qu’au-dessous du thorax. Il est probable même que la matière lumineuse est répandue dans différentes parties du corps. Cet insecte est un de ceux où le phénomène de phosphorescence est le plus brillant. On prétend qu’au Mexique les dames s’en servent comme d’un objet d’ornement; elles conservent ces coléoptères , les nourrissent et les placent dans leur parure.
On peut citer encore comme étant phosphorescents la scolopendre électrique et le lombric, ou ver de terre. Ce dernier est principalement lumineux pendant l’été et dans des circonstances qui n’ont pas encore été bien définies (1).
Quoique les lampyres ne soient pas les animaux qui donnent la phosphorescence la plus vive, ce sont ceux qui ont été étudiés avec le plus de soin.
Le lampyre, ou ver luisant, femelle commence à être visible entre sept et huit heures du soir dans les mois chauds de l’année, et assez ordinairement au coucher du soleil; la lumière est produite au moyen d’un appareil qui existe dans l’abdomen. On aperçoit effectivement sur la surface intérieure des trois derniers anneaux une matière jaune blanchâtre, demi-transparente, qui vue au microscope présente une organisation de fibrilles composées de nombreuses ramifications, et qui émet une vive phosphorescence. On a remarqué que la volonté de l’animal influe singulièrement sur le phénomène, puisque le bruit ou le mouvement suffit pour le déterminer à affaiblir sa faculté lumineuse.
Les lampyres, suivant Macaire (2), auquel sont dues les expériences dont les résultats sont indiqués ici, conservés dans une boîte ne deviennent pas phosphorescents lorsqu’on ouvre la boîte pendant la nuit. On ne peut pas en conclure que l’action de la lumière soit nécessaire pour donner lieu à ce phénomène, car l’animal étant gêné dans ses habitudes, sa volonté p*eut dominer la faculté lumineuse, et il peut se faire qu’ii reste alors obscur.
Si l’on échauffe un lampyre vivant et obscur dans de l’eau dont on élève graduellement la température, à la première sensation de chaleur l’animal s’agite beaucoup ; à 27° la lumière commence à paraître, et à 41° son éclat est des plus vifs. Bientôt après l’animal meurt, sans que pour cela fa phosphorescence disparaisse, car elle continue jusqu’à 57°.
(1) Dictionnaire de physique, t. 16, p. 311, 1780.
(2) Bibliothèque univ. de Genève , 1821.
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Si le lampyre est projeté dans de l’eau à 45 ou 50°, il meurt de suite et acquiert une vive phosphorescence. Il en est encore de même avec les lampyres morts, mais non desséchés, pourvu toutefois qu’ils n’aient pas été exposés à une température de 55 à 60°. Si le lampyre mort est projeté dans de l’eau bouillante il émet une lumière assez vive qui cesse ensuite.
La phosphorescence des lampyres diminue par le froid et cesse quand la température est suffisamment basse. Si l’on expose l’animal à l’action de la chaleur, il reprend sa faculté lumineuse.
Dans le vide, l’animal paraît mort pendant quelque temps. Si on le chauffe alors jusqu’à 50°, la lumière ne paraît pas, tandis que s’il est chauffé préalablement dans un tube plein d’air, il jette une vive lumière. Aussitôt que l’on rend l’air, le corps de l’animal reprend ses dimensions et une vive lumière se manifeste.
Dans le gaz oxygène il y a aussi émission d’une vive lumière qui jette plus d’éclat que celle que l’on obtient dans l’air au moment où on élève la température. Le gaz oxyde de carbone produit à peu près les mêmes effets. Dans l’hydrogène, un lampyre luisant y meurt bientôt, et la lumière ne paraît plus même en appliquant l’action de la chaleur; on obtient un effet analogue dans les gaz acide carbonique, sulfureux, et hydrogène sulfuré.
L’animal vivant et obscur étant placé dans un circuit voltaïque y devient légèrement lumineux ; on augmente encore l’effet en l’humectant d’eau pour rendre son corps meilleur conducteur. Si l’on enlève la tête de l’animal et que l’on introduise l’un des fils conducteurs de la pile jusqu’auprès des trois anneaux lumineux et l’autre dans une partie telle que le courant traverse le corps, la phosphorescence se manifeste de la manière la plus vive, surtout lorsque le courant traverse la partie inférieure de l’abdomen où se trouve l’organe lumineux;; dans le vide il n’y a aucun effet.
La matière seule soumise à l’expérience augmente d’éclat jusqu’à environ 41°, après quoi elle diminue, devient rougeâtre et cesse tout à fait de luireà52°.Ellese comporte en général dans les gaz comme le lampyre.
M. Matteucci (1) s’est occupé de la lumière émise par le lampyre d’Italie, soit quand cet insecte est vivant, soit quand la matière lumineuse est extraite de son corps. Dans ce lampyre, les deux derniers
fl) Ann. de chim. et de phys ., 3e série, t. 9, p. 71 (1843).
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segments du corps qui sont lumineux dans l’obscurité sont jaunâtres pendant le jour. Lorsqu’on tient l’insecte retourné, il luit par intermittences, mais la matière jaunâtre séparée du corps continue à luire pendant plus ou moins longtemps.
M. Matteucci a confirmé les observations de Macaire en ce qui concerne l’action de la chaleur sur ces effets de phosphorescence; il a vu que les lampyres placés dans de l’eau chaude donnaient une émission lumineuse dont la vivacité augmentait jusqu’à 37 à 38°, et qu’à 50° toute phosphorescence était détruite. Un abaissement de température produisait un effet semblable, car à 0° la phosphorescence était bien diminuée et à — 6° elle disparaissait.
Il a vu également que les lampyres cessent de luire dans l’acide carbonique , reprennent leur phosphorescence dans l’oxygène , et que placés dans l’oxygène ou dans l’air, l’émission lumineuse est accompagnée de la formation d’une certaine quantité d’acide carbonique. La matière lumineuse extraite des insectes se comporte de même.
M. Carus (1), qui a fait également des recherches avec la matière lumineuse extraite du lampyre d’Italie, a vu que cette matière étant desséchée perd toute sa phosphorescence , et la reprend quand elle est humectée.
Ces recherches montrent donc que l’oxygène est nécessaire à la production de la lumière, et il est probable que la phosphorescence dans les animaux vivants, comme avec les matières organiques animales et végétales, est le résultat d’une action chimique que domine la volonté de l’animal, puisqu’il a la faculté de la diminuer insensiblement jusqu’au point de la faire disparaître tout à fait. Mais est-ce une matière particulière? par quel organe est- elle sécrétée? C’est ce qui n’a pas été démontré jusqu’ici. On. sait seulement que ces phénomènes lumineux se produisent en général à l’époque de l’accouplement des animaux.
L’analyse optique de la lumière émise par les animaux et par les végétaux phosphorescents n’a conduità aucun résultat, car les imagesprismatiques sont continues et dénuées de raies brillantes ou obscures (2). On a vu dans le livre' précédent, page 340 et suiv., que lors de la phosphorescence des corps solides placés dans le phosphoroscope on pouvait obtenir des raies obscures ou des bandes brillantes, et que par conséquent les
- (1) Comptes rendus de VAcad. des Sciences , t. 59, p. 607, 1864.
(2) Voir Traité d’optique dHerschell , traduction de Quételet, t. 2, p. 455 (1833). Comptes rendus de VAcad. des sciences, t. 59, p. 509.
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phénomènes de phosphorescence présentaient d’autres effets que les phénomènes d’ignition, puisque dans ce dernier cas les solides et les liquides offrent des spectres continus et que les gaz incandescents donnent des raies lumineuses. Mais il se trouve que les matières organiques lumineuses qui ont été examinées jusqu’ici n’ont offert aucune particularité dans ce sens.
§ 3. Phosphorescence de la mer.
La phosphorescence de la mer, comme la plupart des phénomènes météorologiques, a dû être observée de toute antiquité. Dans certaines contrées , la lumière qu’elle donne quelquefois est tellement brillante que les personnes qui prennent le moins d’intérêt aux phénomènes naturels sont frappées de l’effet qu’elle produit.
Dans toutes les régions océaniques , mais particulièrement sous la zone tropicale, dès la chute du jour on voit jaillir du sein des eaux une lumière phosphorique plus ou moins vive, due en général à des animalcules qui s’y trouvent contenus. Des matières organiques tenues en suspension dans les eaux, et analogues à la mucosité qui suinte des poissons de mer, pourraient peut-être quelquefois donner lieu au même phénomène; cependant, la première cause est celle qui est la plus générale.
La lumière se montre quelquefois aux crêtes des vagues et partout où l’eau de la mer est agitée. L’effet peut être tel qu’un vaisseau laisse au loin, derrière lui, une traînée lumineuse qui s’efface lentement. MM. Becquerel et Breschet (1) dans un voyage à Venise observèrent ce phénomène à l’embouchure de la Brenta, et constatèrent cette influence de l’ébranlement pour exciter vivement l’émission lumineuse. Cette lueur dirige même les pêcheurs et leur indique les poissons rassemblés qui en sautant font jaillir la lumière.
Il existe dans la mer une foule d’infusoires et d’animalcules qui jouissent de la phosphorescence ; suivant leur nature et leur activité, le phénomène est plus ou moins brillant. Quand les animaux sont très-nombreux, leur phosphorescence peut être telle que les eaux sont tout h fait blanches ; on indique cet effet par le nom de mer de lait ou mer de neige.
MM. Quoy et Gaimard (2) rapportent à propos de ce phénomène les
(1) Becquerel, Traité d'électricité , en 7 vol., t. 4, p. 75.
(2) Ann. des sciences naturelles, t. 4, p. 12.
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observations suivantes : étant mouillés dans la petite île de Rawak, placée sous l’équateur, ils virentun soir, sur l’eau, des lignes d’une blancheur éclatante; en les traversant avec leur canot, ils voulurent en enlever une partie, mais ils ne trouvèrent qu’un fluide dont la lueur disparut entre les doigts. Peu de temps après, pendant la nuit, et la mer étant calme, ils virent près du vaisseau beaucoup de zones semblables, blanches et fixes; les ayant examinées avec soin, ils reconnurent qu’elles étaient produites par des zoophytes d’une petitesse extrême, et qui renfermaient en eux un principe de phosphorescence si subtil, qu’en nageant avec vitesse et en zigzag , ils laissaient sur la mer les traînées lumineuses dont on vient de parler. Ils mirent le fait hors de doute en plaçant dans un bocal rempli d’eau deux de ces animalcules qui rendirent immédiatement toute l’eau lumineuse. Ils ont constaté en outre que la chaleur est une des causes déterminantes de la faculté lumineuse de ces animalcules.
M. Ehrenberg (1), qui a étudié la lumière émise par lesinfusoires et les annélides lesquels dans certaines contrées rendent la mer lumineuse, a vu qu’au microscope, la lueur diffuse qui les entoure, n’est autre que la réunion d’une multitude de petites étincelles qui partent de tous les points de leur corps et particulièrement du corps des annélides. Ces étincelles se succédaient avec une telle rapidité et avaient une telle ressemblance avec celles que l’on observe dans les décharges électriques que M. Ehrenberg a établi un rapprochement entre ces deux ordres de phénomènes. Il pense que la lumière émise n’est pas due à une sécrétion particulière, mais à un acte spontané de l’animal, et qu’elle se manifeste aussi souvent qu’on l’irrite par des moyens mécaniques ou chimiques, c’est-à-dire en agitant l’eau ou en versant quelques gouttes d’un acide; une fois les animaux ayant donné de la lumière, en les laissant reposer pendant un certain temps, ils recommencent à produire les mêmes effets. Lorsqu’on fait usage d’un acide trop concentré' les animalcules périssent rapidement.
Le noctiluque miliaire est un des infusoires qui contribuent le plus à la phosphorescence de la mer sur nos côtes et probablement sur les côtes du nord. Ce sont des petits animalcules de forme globulaire ayant £ à * £ de millim. de diamètre; en les supposant pressés les uns contre les autres, il pourrait donc sJen trouver de 25 à 30 mille dans un
(1) Voir Becquerel, Traité de physique , t. 2.
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centimètre cube. M. de Quatrefages (1) a étudié la lumière émise par cet infusoire et a vu, comme Ehrenberg, en observant la lumière au microscope, que cette lumière est due à une multitude de petits points lumineux isolés, présentant l’apparence d’étincelles. Quelques auteurs ont pensé que les points lumineux pourraient être des germes, et rattacheraient l’émission de la lumière au phénomèneMe génération.
M. de Quatrefages a reconnu que tous les agents physiques ou chimiques qui excitent la contraction des noctiluques produisent en même temps un redoublement de phosphorescence. Il a conclu de ses observations, que chez les noctiluques la phosphorescence semble se rattacher à la contraction spontanée, et n’est pas .un phénomène de combustion comme chez les lampyres.
MM. Charles Robin et Legros ont vérifié ce fait que, lors de la phosphorescence des noctiluques, le plus léger ébranlement donne lieu dans tout le corps de l’animalcule, et non pas dans une région plutôt que. dans une autre, à chaque contraction qu’il fait, la propriété de devenir lumineux. Ayant fait passer des courants électriques donnés par un appareil d’induction dans de l’eau contenant des noctiluques, ils ont vu que ce passage produisait une excitation temporaire , donnant lieu chaque fois à une vive émission lumineuse, qui cessait peu à peu quand le passage de l’électricité était interrompu.
(1) Comptes rendus de VAcad. des sciences , t. 31, p. 428 et 618.
