CHAPITRE IV

Fréquence des mouvements de l'aile. — Durées relatives de l'élévation et de l'abaissement. — Détermination électrique. — Détermination myographique. — Trajectoire de l'aile de l'oiseau pendant le vol. — Construction des appareils qui enregistrent ce mouvement. — E-xpérience. — Figure elliptique du trajet de la pointe de l'aile.

Dans les considérations générales sur la conformation de l'oiseau et sur les inductions que l'on en peut tirer, le lecteur a dû voir que bien des hypothèses attendent leur démonstration expérimentale. Aussi, avons-nous hâte d'appliquer au vol de l'oiseau la méthode qui nous a servi déjà pour analyser les autres modes de locomotion.

Fréquence des battements de l'aile. — La méthode graphique dont l'emploi direct était si facile pour la détermination de la fréquence des battements de l'aile de l'insecte ne peut plus s'employer sur 1" oiseau dans les mêmes conditions. Il faut établir, entre Foiseau qui vole et l'appareil enregistreur, une transmission de signaux. Nous nous retrouvons en face d'un problème analogue à celui que nous avons résolu pour la locomotion terrestre, quand nous avons enregistré la fréquence et les durées relatives des appuis des membres sur le sol. Nous devons estimer ici : la durée des appuis de l'aile sur l'air et celle de ses périodes de relèvement.

Méthode électrique. — La télégraphie électrique nous a a servi d"abord.

L'expérience consiste à placer à l'extrémité de l'aile un appareil qui, à chacun des mouvements alternatifs qu'il reçoit, rompe ou ferme un circuit électrique. Sur le trajet de ce circuit est placé un appareil électro-magnétique qui écrit sur un cylindre tournant. La figure 94 montre ce mode de télégraphie appliqué à l'étude du vol d'un pigeon, concurremment avec un autre moyen de transmission de signaux qui sera exposé plus tard. Dans cette figure, les deux fils électriques sont séparés l'un de l'autre.

La pointe écrivante tracera une ligne crénelée dont chacun des changements de niveau correspondra à un changement dans la direction du mouvement de l'aile. Pour que l'oiseau vole le plus librement possible, un câble fin et souple, contenant deux fils conducteurs, établit la communication entre l'oiseau et le télégraphe écrivant. Les deux bouts des fils sont adaptés à un petit appareil très-léger qui exécute, par l'effet de la résistance de l'air, une sorte de mouvement de soupape. Quand l'aile s'élève, la soupape s'ouvre, le courant est rompu, et la ligne du tracé télégraphique s'élève. Quand l'aile descend, la soupape se ferme, le courant se ferme aussi, et le tracé télégraphique s'abaisse.

Appliqué à différentes espèces d'oiseaux , cet appareil permet de constater la fréquence propre aux mouvements de chacun d'eux. Le nombre des espèces que nous avons pu étudier est encore assez restreint; voici les chiffres obtenus :

Réyolutions de l'ailo par seconde.

Moineau 13

Canard sauvage 9

Pigeon 8

Busard . 5 3/4

Chouette effraie . 5

Buse B

La fréquence des battements varie , du reste , suivant que l'oiseau est au départ, en plein vol, ou à la fin de son vol. Quelques oiseaux présentent, comme on sait, des temps

d'arrêt complet de leurs ailes; ils glissent sur l'air, en utilisant leur vitesse acquise.

Durées relatives de Vahaissement et de V élévation de Vaile.

Contrairement à l'opinion émise par certains auteurs, la durée de l'abaissement de l'aile est plus longue , en général, que celle de l'élévation. L'inégalité de ces deux temps se prononce surtout chez les oiseaux dont les ailes sont à grandes surfaces et les battements peu fréquents. Ainsi, tandis que ces durées sont presque égales chez le canard dont les ailes sont très -étroites, elles sont inégales chez le pigeon et bien plus encore chez la buse. Voici les chiffres obtenus dans nos expériences.

Durée totale

d'une révolution de l'aile. Ascension. Descente. Canard. . . 41 2/3 centièmes de seconde. 5 6 2/3

Pigeon ... 12 1/2 48 1/2

Buse. ... 82 1/2 12 1/2 20

Il est plus difficile qu'on ne pouvait le prévoir de déterminer l'instant précis où change la direction de la ligne tracée par le télégraphe. Les attractions et les relâchements du fer doux ont une durée qui devient appréciable quand le cylindre noirci tourne avec la rapidité nécessaire pour la mesure des mouvements rapides qu'il s'agit d'analyser. Les inflexions de la ligne tracée par le télégraphe deviennent alorà des courbes dont il est assez difficile de déterminer l'origine précise. Il y a donc une limite à la précision des mesures qu'on peut faire avec la méthode électrique ; mais on peut estimer ainsi la durée d'un mouvement avec une approximation bien suffisante.

Méthode myographique. — On a vu qu'un gonflement accompagne la contraction des muscles dont il suit toutes les phases.

Un raccourcissement rapide ou lent, faible ou énergique du muscle, s'accompagnera donc d'un gonflement qui affectera les mêmes caractères de vitesse ou d'intensité. A chaque abaissement de l'aile d'un oiseau, le grand pectoral su-

bira donc un gonflement qu'il s'agit de transmettre à l'appareil enregistreur.

Nous recourrons, à cet effet, aux appareils qui ont déjà servi, dans la locomotion humaine, à des déterminations du même genre. De très-légères modifications les mettront en état de signaler les phases alternatives de durcissement et de relâchement du muscle grand pectoral.

Fig. 93. — Appareil explorateur de la contraction des muscles thoraciques de l'oiseau. La face supérieure convexe est formée par la membrane de caoutchouc soulevée par le ressort-boudin ; c'est elle qui s'applique sur les muscles. La face inférieure, en contact avec le corset, porte quatre petites griffes qui s'implanteut dans l'étofle et maintiennent l'appareil en place.

L'oiseau vole dans un espace de 45 mètres carrés et de 8 mètres de hauteur. Les appareils enregistreurs étant placés au centre de la salle où l'expérience se fait, il suffit de 12 mètres de tube de caoutchouc pour établir une communication constante entre l'oiseau et les appareils.

Une sorte de corset est appliqué à un pigeon (voyez fig. 94). Sous ce corset , entre l'étoffe bien tendue et les muscles pectoraux, est glissé un petit appareil destiné à percevoir le gonflement des muscles, et dont voici la disposition.

Une petite cuvette de métal (fig. 93) , contenant à son intérieur un ressort-boudin, est fermée par une membrane de caoutchouc. Cette cuvette, ainsi close, communique avec le tube de transmission.

Toute pression sur la membrane de caoutchouc la déprime, en faisant céder le ressort; l'air estchassé de la cuvette et s'échappe par le tube. Si la pression cesse, l'air rentre dans b cuvette par l'élasticité du ressort qui soulève la membrane. Une soufflerie et une aspiration alternatives s' établis-

sent ainsi dans le tube, et le mouvement de l'air transmet à l'appareil enregistreur le signal des pressions plus ou moins fortes qui ont élé exercées sur la membrane de la cuvette. L'enregistreur est le tambour à levier que le lecteur connaît déjà. Il fournit une courbe ascendante pendant la phase de contraction du muscle et descendante pendant celle de relâchement.

Fig. 94. — Expérience pour déterminer par la méthode électrique et par la méthode myographique, à la fois, la fréquence des mouvements de l'aile et les durées relatives de ses temps d'élévation et d'abaissement.

La figure 9 i représente la disposition générale de l'expérience, dans laquelle la télégraphie électrique et la transmission par l'air sont employées concurremment.

Elle montre un pigeon muni de son corset, sous lequel est glissée l'ampoule exploratrice des muscles pectoraux.

Le tube de transmission aboutit à un appareil enregistreur qui écrit sur un cylindre tournant.

A l'extrémité de l'aile du pigeon, est l'appareil qui ouvre ou ferme un courant électrique, suivant que l'aile s'élève ou s'abaisse. Les deux fils du circuit sont représentés séparés l'un de l'autre; on voit, sur leur trajet, deux éléments de pile de Bunsen et Féleclro-aimant qui, muni d'un levier, enregistre les signaux télégraphiques des mouvements de l'aile.

Expérience. — On lâche l'oiseau à l'une des extrémités de la salle, la volière dans laquelle on le tient d'ordinaire étant placée à l'extrémité opposée. L'oiseau s'envole en se dirigeant habituellement vers sa volière sur laquelle il va se reposer. Pendant la durée du vol, on obtient les tracés représentés par la figure 95.

On voit que le tracé diffère suivant l'espèce d'oiseau sur laquelle l'expérience a été faite. Toutefois, dans chacun des tracés II, III, IV, V, on observe le retour périodique de deux mouvements a et & qui se produisent à chaque révolution de l'aile.

A quoi tiennent ces deux actes musculaires?

Il est facile de reconnaître que l'ondulation a correspond à l'action du muscle élévateur de l'aile, et l'ondulation h à l'action de l'abaisseur.

On peut le prouver : d'abord en recueillant, en même temps que le tracé musculaire, celui des mouvements d'ascension et de descente de l'aile transmis par l'électricité. Ces deux tracés lorsqu'ils sont bien superposés l'un à l'autre, montrent que le temps d'élévation de l'aile concorde avec la durée de l'ondulation a, et que le temps d'abaissement coïncide avec l'ondulation b.

D'après cela, on comprend comment se produisent les ondulations a et 6 dans tous les tracés musculaires des oiseaux. En eflet, au niveau de la région explorée et près de l'arête du sternum, il existe deux plans musculaires distincts : le plus superficiel est formé par le grand pectoral, ou abaisseur de l'aile; le plus profond par le pectoral moyen, ou élévateur de l'aile, dont le tendon passe derrière la fourchette du sternum puur s'attacher à la tête de l'humérus.

Mai.ey. 1Q

Ces deux muscles superposés agiront, par leur gonflement,

sur l'appareil qui est appliqué sur

eux ; l'élévateur de l'aile, se gonflant

lorsqu'il se contracte, signale son

action par l'ondulation a ; le grand

pectoral signale l'abaissement de

l'aile par l'ondulation h.

On peut vérifierencorel'exactitude

de cette explication au moyen d'une

expérience très-simple. L'anatomie

nous montre que le muscle élévateur

de l'aile est étroit et ne double l'a-

baisseur que dans sa partie la plus

interne, située le long de la crête du

sternum; de sorte que si l'on déplace le petit appareil qui explore le

mouvement de ces muscles, et si on

le porte plus en dehors, il occupera

une région où l'abaisseur de l'aile

n'est plus doublé de l'élévateur, et le

tracé ne présentera plus qu'une ondulation simple : celle qui correspond

à h dans les courbes de la figure 95. Il est donc bien démontré que les

ondulations a et 6, dans les tracés

musculaires des oiseaux sur lesquels

nous avons expérimenté, correspondent exactement à l'action des principaux muscles élévateurs et abaisseurs

de l'aile; mais on ne saurait attacher

une grande importance à la forme

de ces tracés pour en déduire la nature précise du mouvement exécuté

par le muscle. Ces mouvements

semblent, en effet, empiéter l'un

sur l'autre; de sorte que le relâchement de l'élévateur de l'aile n'est probablement pas complet lorsque l'abaisseur commence à agir.

Ne demandons d'abord à ces tracés que ce qu'ils fournissent le plus naturellement, à savoir : le nombre des révolutions de l'aile, le plus ou moins de régularité de ces mouvements, l'égalité ou l'inégalité de l'énergie de chacun d'eux.

En restreignant la question dans ces limites, l'expérience montre que les battements de l'aile de l'oiseau diffèrent d'amplitude et de fréquence dans les différents instants du vol.

Au départ, les battements sont un peu plus rares, mais beaucoup plus énergiques; ils atteignent, après deux ou trois coups d'aile, un rhythme à peu près régulier qu'ils perdent au moment où l'animal va se reposer (fig. 96) .