PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DE LA LUMIÈRE DES PYROPHORES

S 1. — Nature des rayons éclairants.

La première tentative faite pour se rendre compte de la nature et de la composition physiques de la lumièreproduite par les êtres vivants est due à Achard (1) qui, en 1783, étudia, au moyen des verres colorés et du prisme, la lumière des Champignons et des

(1) Achard. Nouveaux mémoires de l'Académie Royale de Berlio, p. 9H, 1783»

corps organisés en voie de décomposition. Il constata que cette lumière traversait les verres colorés et n'était pas décomposée par le prisme. D'après Ludwig, qui a étudié la lumière des Champignons, ce résultat a eu pour effet d'empêcher pendant longtemps les savants de faire de nouvelles recherches sur cette question (l).

Le P. Sccchi, s'appuyant sur ce que Ton avait cru d'abord que la lumière des animaux était monochromatique, disait à TAcadémie en 1872 (2) que, si l'on admettait généralement que la lumière zodiacale était aussi monochromatique, cela tenait uniquement à ce que ces deux sortes de sources lumineuses sont très faibles. Leur faiblesse seule, selon Sccchi, suffirait à expliquer leur apparente simplicité. Ayant enlevé d'un appareil analogue à celui de Smith plusieurs pièces qui, en affaiblissant la lumière émise par des Vers luisants, la rendaient sensiblement monochromalique, il remarqua, comme d'autres observateurs qui l'avaient précédé et dont il ne parle pas, l'existence d'un spectre continu : celui-ci s'étendait du rouge au violet.

A ce propos, M. de Qualrefages (3) a fait observer avec raison que Ton a confondu sous le nom de Phosphorescence animale des phénomènes très différents et qu'il y a beaucoup à faire encore sur ce sujet.

En effet, la lumière, considérée sous le rapport de ses propriélés physiques, ne paraît pas posséder la même composition chez tous les êtres vivants, dits phosphorescents.

Ludwig a établi, par Texamen speclro-microscopique, que le spectre n'était pas le même dans les divers Champignons lumineux qu'il a étudiés à ce point de vue.

Il est bien certain que la couleur de la lumière observée à l'œil nu varie non seulement d'un règne à l'autre, mais encore d'une espèce végétale ou animale à une autre souvent très voisine : la teinte de la lumière émise par les Lampyres indigènes ne ressemble pas à celle des Lucioles d'Italie et celle des Pyrophores s'éloigne également de l'une et de l'autre. Il est bien évident qu'à des impressions sensorielles différentes correspondent des excitants dont les propriétés et la constitution physiques ne sont pas identiques. Bien plus, le même animal peut ainsi que nous Tavons

(1) Ludwig, Zeitschr. TUr wissensch.. Mikrosk., U, 1884. Braunschweig.

(2) Secchi, Compt.-rend. 1872, LXXV, p. 321.

(^ De Qualrefages, Compt.-rend.y 1872. LXXY, p. 322.

VU, aux différents stades de son développement, posséder une luminosité distincte ; certaines larves exotiques, comme celles qui avaient été, à tort, considérées jusqu'à présent comme des larves de Pyrophore, peuvent même émettre à la fois deux espèces de lumière, Tune rouge et l'autre verte ou blafarde, chacune d'elles étant d'ailleurs susceptible de produire de véritables gammes chromatiques, ascendantes ou descendantes, suivant les circonstances.

Cependant, ces divergences ne prouvent pas que la cause de la lumière et que les propriétés initiales de celle-ci ne sont pas identiques chez tous les êtres vivants lumineux.

Nous verrons en effet, par la suite, que des conditions accessoires peuvent modifier la nature du spectre lumineux dont on peut faire varier d'ailleurs la composition, par certains procédés expérimentaux, chez un même individu.

Le P. Secchi fut d* autant plus facilement porté vers une généralisation immédiate, qu'ayant reçu de M. Panceri des organes lumineux desséchés de Pyrosomes. qui redeviennent lumineux dans l'eau, il put constater que la lumière qu'ils émettaient donnait un spectre continu contenant les rayons ordinaires ; toutefois, le spectre obtenu était moins riche en rayons rouges que celui du Lampyre.

Mais, si Ton veut bien laisser de côté toute interprétation théorique pour ne s'en tenir qu'aux faits expérimentaux, on doit reconnaître que l'observation d'Achard était exacte : certaines matières, en voie d'altération cadavérique, produisent une lumière qui doit être considérée comme monochromatique, tant que l'on n'aura pas trouvé le moyen de la décomposer.

J'ai examiné avec attention la lumière émise par les téguments des Orphies, pendant la période qui précède la putréfaction, au moyen d'un bon spectroscopé à vision directe de Duboscq, et aussi, directement avec un prisme de Flint et de Crown ayant un pouvoir dispersif considérable. Bien que j'aie pu concentrer en un foyer unique, par des combinaisons diverses, une forte partie des rayons éclairants émanant de la surface de ces Poissons, il m'a été impossible de découvrir la moindre trace de décomposition de cette lumière : les rayons traversaient les prismes, sans subir la moindre modification chromatique, alors que les plus petites étoiles, vues à l'œil nu, dans un ciel sombre, donnaient un spectre très net. On pouvait lire facilement à la faveur de la lueur

produite par les Poissons, mais on ne pouvait distinguer les nuances des objets colorés.

Le P. Secchi, dans sa communication, paraît ignorer les recherches faites antérieurement aux siennes par divers physiciens*

Paul Gervais et Diacon avaient eu déjà l'idée d'étudier avec le spectroscope la lumière des Vers luisants et des Lombrics et n'avaient pu trouver de raies. Plus lard (18(54), M. Pasteur, de concert avec M. Gernez, qui avait également observé, au même point de vue, les spectres des Vers luisants, lit, sur la prière de l'abbé Moigno, l'analyse spectroscopique de la lumière des Cucujos : ils constatèrent que le spectre est fort beau, continu, sans aucune apparence de raies.

Meddola (i), qui a examiné au spectromicroscope la lumière des Lampyres noctiluques, a remarqué qu'elle est plus riche en rayons bleus et verts et relativement pauvre en rayons jaunes et rouges; mais, on sait que le spectromicroscope ne peut fournir que des indications de même ordre que le spectroscope, c'est-àdire tout à fait insuffisantes pour une évaluation quantitative, même approximative.

Antérieurement encore aux recherches du P. Secchi, c'est-àdire en 1870, un examen attentif et plus complet de la lumière animale avait été fait par Young (2), sur la Mouche lumineuse commune du New-hampshire, qui est, selon toute probabilité, une espèce américaine du genre Photinus, de la famille des Lampyrides. Young est le premier qui ait cherché à fixer la position et les limites du spectre fourni par ces Insectes.

De même que pour les Lampyres, les Pyrosomes et les Pyrophores, le spectre est continu sans lignes brillantes ou obscures. Il s'étend un peu au-delà de la ligne G de Fraunhpfer dans le rouge et aux environs de la raie F du bleu, et va en s'évanouissant graduellement aux deux extrémités.

C'est au mois de septembre 1885 que nous avons pu déterminer avec M. Aubert (3) un certain nombre de propriétés physiques de cette remarquable lumière, sur un Insecte qui m'avait été apporté au Laboratoire de Physiologie maritime du Havre, dans les circonstances indiquées plus haut (V. introduction). Cette étude

(1) Meddola, Speetrum ofthe Light ofthe Glow-worm. Nature, XXVI, n« 667. m C.-A. Young. Amer. Nalur., m, p. 615, 1870.

(3j Dubois et Âubert> Sur la lumière des Pyropkores. Gompt.-rend. acad. des Se. 1884 et Soo. biol., (8), I, n» 37, 168â.

LES ÉLATÉRIDE8 LUIOMEUX 107

physique a été complétée depuis, en grande partie, par les re* cherches entreprises dans le Laboratoirede Physique de la Faculté des Sciences de Paris (1).

L'observation spectroscopique a été faite avec un prisme de Flint très réfringent, muni d'un micromètre. Un petit prisme à réflexion totale permettait d'observer simultanément les deux sources lumineuses.

L'examen a porté sur les deux organes du prothorax dont la lumière est plus fixe, celle de la plaque ventrale ne se montrant qu'exceptionnellement.

L'Insecte était fixé dans une petite gouttière creusée à la surface d'un bouchon, au moyen d'une bande de caoutchouc qui permettrait de l'immobiliser complètement ; on excitait mécaniquement la sensibilité pour favoriser la production de la lumière et lui donner son maximum d'intensité.

Le spectre obtenu était continu, sans raies obscures, ni lumi«neuses ; ainsi que l'avait constaté M. Pasteur. Nous avons pu de plus en préciser les limites. Le spectre, fort beau, quand l'animal est très lumineux, est assez étendu du côté du rouge et va jusqu'aux premiers rayons bleus ; il recouvre environ 80 divisions du micromètre. On peut lui assigner comme limites approchées, d'un côté la raie B, de l'autre la raie F du spectre solaire : du côté du rouge, il s'étend un peu plus loin que la raie B; du côté du bleu, les derniers rayons sont si pâles que leur position ne peut être déterminée avec une grande exactitude.

On s'est servi, pour cette détermination, d'un spectroscopedont le prisme est en flint et très réfringent. Il est muni d'un micromètre, qui a permis de déterminer les limites du spectre et de les rapporter ensuite aux raies du spectre solaire.

LÀ fente du collimateur reçoit dans sa partie inférieure les rayons de la source qu'on veut étudier et sa partie supérieure» gr&ce à un petit prisme à réflexion totale, peut être éclairée par une autre lumière, de façon qu'il est possible d'observer simulta* nément les deux spectres superposés et de les comparer.

Lorsque l'intensité de la lumière varie, sa composition change d'une manière remarquable. Quant l'éclat diminue, le spectre se

(1) Je prie mes collègnet du Laboratoire de M. Detaios, MM. Ledeboer, Philippon et Godard de receroir ici tous mes remerciements pour le précieux concours de leurs connaissances spéciales qu'ils ont bien voulu me prêter.

raccourcit un peu du côté bleu, mais beaucoup de Tautre côté : le rouge et l'oranger disparaissent complètement et les derniers rayons qui persistent sont des rayons verts d'un indice de réfraction un peu inférieur à celui de la raie E : c'est d'ailleurs cette région du spectre qui a toujours le plus vif éclat. L'effet inverse se produit quand l'animal commence à être lumineux; les rayons verts apparaissent les premiers et le rouge s'étend de plus en plus, jusqu'à ce que l'intensité de la lumière ait atteint son maximum.

Le spectre de la lumière des Pyropbores ne peut être comparé, à raison de sa continuité, à celui des corps rendus phosphorescents par la lumière, dont les spectres se composent pour la plupart de raies obscures et de bandes brillantes (sauf ceux de la chaux, du spath d'Islande et de Taragonile) (1). Elle se rapprocherait, par sa continuité, de la lumière émise par les corps en ignition ; mais, on sait que lorsque ces corps deviennent lumineux, ce sont les rayons rouges qui apparaissent les premiers et que leur spectre s'étend du rouge vers le violet.

Rien de semblable n'a été noté jusqu'à présent relativement à l'ordre d'apparition des couleurs. Peut-être, certains corps devenant phosphorescents par la chaleur présentent-ils la même particularité ; mais, ce n'est que dans quelques cas seulement que l'on a pu observer à travers un prisme la phosphorescence par la chaleur, les lueurs phosphorescentes étant peu vives, et encore, dans les cas les mieux constatés, l'ordre d'apparition a été le même que dans les cas d'ignilion.

Voici ce que dit M. Becquerel (2) : « On peut seulement remarquer que lorsqu'on produit la phosphorescence par élévation de la température, avec la plupart des échantillons de spath fluor, ou avec la leucophane (silicate de glucine et de chaux avec fluorure de sodium), ce sont ordinairement les rayons les /jZms réfrangihles qui sont émis les derniers^ aussi, les couleurs qui sont aperçues les premières sont les couleurs vertes et orangées et <îelles qui sont observées à la fin de l'expérience sont bleues et violacées ; mais, il n'y aucune règle fixe à cet égard. »

Le sulfure de strontium (3), soumis à l'action simultanée de la •lumière et d'une température croissante (jusqu'à 300^), change de

(1) E. Becquerel, La Lumière, I, Paris, 1867, p. 3i0 ctsuiv. (^) Loc. cit., l, p. 51.

(3) Loc. cit., I, p. 387.

teinte. La lumière, cxamiuée au spectroscope, donne un spectre dans lequel les rayons, de moins en moins réfrangibles, apparaissent à mesure que la température s'élève, (à la température ordinaire Timage primastique est bleue et violette) ; mais, en même temps, les rayons les plus réfranjçibles disparaissent.

Lors du premier examen fait avec M. Aubert, ce sont ces considérations qui nous avaient fait penser qu'il y avait là une sorte de caractéristique de la lumière animale ; mais, l'expérience m'a prouvé plus tard qu'il y avait lieu d'interpréter autrement le phénomène que nous avions d'ailleurs exactement observé.

Au lieu du foyer lumineux d'un Pyrophore, on place devant la fente du collimateur un écran cylindrique opaque percé d'une ouverture circulaire ; à la partie inférieure de Técran brûle un bec de Bunsen, avec la flamme oxydante du gaz d'éclairage, de telle façon que l'oriflce ne soit éclairé que par la lumière réfléchie par les parois de l'écran. Si on examine alors le spectre produit par cette faible source de lumière, on voit qu'il est conlinu et offre à peu près la même composition que celui donné par la lumière des Pyrophores. Tout étant dans cet état, si on ferme lentement le robinet qui règle l'apport du gaz d'éclairage, on observe exactement le même phénomène que celui qui a été relaté plus haut, c'est-à-dire que le spectre se raccourcit, peu du côté du bleu et beaucoup du côté de l'orangé et du rouge, les rayons verts persistant en dernier lieu.

On ne peut faire alors que deux hypothèses : ou bien la proportion de gaz dans le mélange dont la combustion donne la lumière, en se modifiant, change la nature du spectre ; ou bien cet efl*et tient uniquement à la diminution de l'intensité éclairante du faisceau lumineux. C'est à cette seconde interprétation qu'il convient de s'arrêter, attendu qu'en éloignant la totalité du système éclairant du spectroscope, sans lui faire subir de modifications, on voit se produire la même réduction du spectre et dans le même sens.

Dès lors, il est bien certain que les variations que Ton observe, quand l'éclat de l'appareil lumineux du Pyrophore vient à diminuer, ne tiennent pas à un changement dans la nature et la composition de la lumière qu'il émet, mais simplement à une action physiologique purement subjective.

L'œil étant placé près de l'oculaire du spectroscope, si Ton fixe l'image prismatique pendant quelques secondes, le spectre ne tarde pas à perdre ses rayons rouges exactement comme si Ton

110 BAPHAiL DUBOIS

affaiblissait progresat^emeat ViotensUé de la soaroe édainnfe, soit par réloignement da foyer, soit par la diminuiioB de la flamme.

Il s*agit bien évidemment, dans ce cas, d*un phénomène sub* jectif que Ton doit attribuer à un effet de fatigue rétinienne.

On demeure convaincu de Texactitude de cette interprétation si, pendant Tobservation, on ferme les paupières: en les ouvrant ea>* suite brusquement» les rayons rouges reparaissent pour s*éteindre presqu'aussitôt.

Ce fait viendrait à Tappui de Finterprétation donnée par le P. Secchi à propos de la lumière zodiacale : à savoir, que, quand l'intensité d'une lumière composée atteint un certain minimum, elle peut, pour Tœil, devenir sensiblement monochromatique.

Ces notions sont en harmonie avec les données qui découlent de la loi psycho-physique de Fechner qui veut que, Texcitation diminuant selon une progression géométrique, la sensation dé« croisse suivant une progression arithmétique. Or, la diminution de clarté de la source éclairante entraînant nécessairement une réduction objective proportionnellement décroissante pour chaque faisceau composant de rayons colorés, l'intensité de la sensation suivra une diminution progressivement décroissante suivant la raison arithmétique, tandis que celle de l'excitation décroîtra en progression géométrique» Mais, comme il ne s'agit pas d'une lumière simple ou monochromitique, et que l'on sait que les diverses clartés colorées ne possèdent pas des intensités lumif neiises égales et n'impressionnent pas la rétine avec la même force (1), nécessairement les rayons les moins excitants attein* drout les premiers le minimum perceptible ou seuil de Veweitaii(m.

(1) Remarque. -- Piirkti^e («) a établi par la comparaison de difTérentes sources de lumière que l'intensité de sensation est une fonetion de Tintenstté lunmietfse) qui diffère suivant l'espèce de lumière.

, Lamansky (^) évalue de la manière suivante les différences MiakiMt qui aoal appréciables pour : le violet ^ i/iog

le bleu... 1/122

le vert.. ; 1/280

le jaune 1/286

l'orangé 1/78

le rouge ipo

{ûd Purkinje, Zur Phyeioloyie der Sinne, II, 109.

(g) Lamaasky, Ueber die EmpIMUiekkiU dêt Aw^tt gegen den LwhieiralU 9ir* uhiedener Sfteialfwrbên. Arch. fUr Ophtalmologie^ XYHI, p. T4, 1872..

LES ÉLATÉRÎDES LUMINEUX 1U

Ce sont, en effet, les rayons rouges et orangés qui s*ételgaent les premiers, tandis que les rayons verts, d'un indice de réfraction un peu moindre que E, sont les derniers donnant une impression colorée à la rétine.

Ces résultats concordent bien, d'autre part, avec ceux qui ont été obtenus par M. A. Charpentier (1), qui place le maximum de clarté aux environs de la raie b^ dans le spectre solaire.

De ces recherches , on peut conclure que les variations observées dans la composition du spectre lumineux des Cucujos à rétat physiologique, sont dues à des phénomènes subjectifs dépendant des variations de puissance de la source éclairante.

11 est important de faire remarquer que le spectre des animaux marins étudié par Panceri et Ray Lankaster (2) a précisément les mêmes limites que celui des Pyrophorcs au moment où leur lumière atteint son minimum d'intensité. La lumière des Pholades, des Eledones, des Afcinoés, des Hippodium, des Méduses examinée au spectro-microscope, par ces observateurs, a donné un^pectre compris entre les raies E. et F (3).

D'autre part, Radziszewski(4), auteur d'un remarquable travail sur la phosphorescence des corps organiques et organisés, a constaté quelle spectre de la lumière qu'il obtient par oxydation lente, en présence des alcalis, d'un grand nombre de composés chimiques, corps gras, aldéhydes, carbures, etc., est compris entre les mêmes limites que ceux qui ont été observés par Panceri sur les animaux marins.

Mais, selon nous, ce savant pense à tort que cette analogie peut servir à démontrer que la lumière animale est produite par un procédé identique k celui qui lui a permis d'obtenir les beaux effets de phosphorescence consignés dans son mémoire.

Nous avons répété, avec notre excellent ami M. Etard, p'tofesseur à l'École municipale de chimie, une partie des expérieuces

(1) A. Charpentier, Sur la dislribuUon dé VinUnsité lumineuse et de l'intemité visuelle dans le spectre solaire, Compt.-rend., CI, p. 182, 1885.

(2j Panceri, Études sur la phosphorescence des animaur marins. Ann. des Se. nal., (5), XVI, p. 38, 1872.

(3j Remarque. Il résulterait d'une observation du capitaine Maclear (V. Revue Scientifique, (3), XXXVI, p. 547.) que le, spectre des Ombellularia serait contenu entre les raies B et D, ce qui constituerait une exception à la règle établie par Panceri.

(4j Radziszewski, Veber die Phosphorescent der organischen und organisirten Kôrper, Ann. der Cheni., CCni, p, 305, 1880.

de Radziszewski ; mais, les effets lumineux obtenus, dans les conditions indiquées, sont loin d'avoir l'intensité que possède la lumière des Pyrophores, quand elle brille dans tout, son éclat.

L'analogie qui existe dans l'étendue et la position du spectre, pour les cas où la lumière émise est très faible, nous paraît devoir être attribuée à la même cause, c'est-à-dire à la persistance plus grande de la perception des rayons de longueur d'onde moyenne.

Anneaux colorés. — On peut facilement, au moyen de l'appareil construit par M. Nodot, de Dijon, observer le phénomène des anneaux colorés déterminés par la réflexion de la lumière des Pyrophores. Le centre du système d'anneaux est formé par un disque verdàtre, légèrement grisâtre au milieu. Ce disque est entouré d'une bande jaune et celui-ci d'une bande rouge. Les systèmes d'anneaux sont visibles jusqu'au huitième et vont en se succédant suivant le même ordre ; lès cercles les plus excentriques ayant une largeur moindre, nécessairement leur intensité est beaucoup plus vive.

8 2. Photoinêlrie.

S'il est vrai que l'œil peut servir à établir une comparaison entre deux quantités de lumière de même qualité, telles que deux quantités de lumière blanche ou bien deux quantités de lumière simple, il n'en est plus de même quand il s'agit de comparer la lumière des Pyrophores avec une source quelconque de lumière artificielle.

La teinte de cette lumière est verte, et la loi posée par Purkinje pour les rayons compris dans le spectre lumineux solaire, nous indique déjà que les procédés ordinaires de photométrie ne peuvent nous donner, sous le rapport de l'évaluation de l'intensité lumineuse, aucune mesure même approximativement exacte.

« 11 faut bien se rappeler, dit Helmholtz (l), que toute comparaison faite, au moyen de l'œil, entre des lumières de différentes couleurs, n'a qu'une valeur physiologique et n'indique rien sur l'intensité objective des lumières comparées ; de ^orte que les mensurations pholomélriques de ce genre restent complètement dans les limites de l'optique physiologique. »

(1) Helmholtz, Optique physiologique Traduction de MM. Javal et Klein. Paris, 1867, p. 433.

Ce qui est vrai pour les couleurs ordinaires du spectre est exact à fortiori pour une lumière comme celle des Pyrophorcs qui possède, ainsi que cela a été constaté par tous ceux qui Tout observée, un éclat particulier, indépendant de sa coloration verte.

Dans les premières tentatives entreprises avec M. Aubert, le fait suivant nous avait frappé. L'intensité lumineuse d'une bougie étant trop considérable pour pouvoir être comparée à celle qui était émise par l'insecte, nous avions songé à diaphragmer cette lumière de la bougie. A cet effet, on avait pratiqué dans un écran opaque une petite ouverture ayant exactement les dimensions de la surface éclairante d'un des organes prothoraciques. Mais la quantité de lumière qui passait au travers du diaphragme, quel que lût d'ailleurs le point de la flamme considéré, était, à l'œil, tellement inférieure à celle de l'Insecte qu'il était facile de prévoir que les résultats photométriques ainsi obtenus ne seraient pas même approximatifs ; c'est ce que l'expérience vérifia plus tard.

Si, au lieu de faire passer la lumière de la bougie au travers de l'orifice béant de l'écran, on lui fait traverser le tégument jaunâtre, chitineux, transparent, qui recouvre l'appareil, après que celui-ci a été enlevé, on ne constate aucune augmentation dans l'intensité lumineuse.

Les divers renseignements tirés de la détermination des limites des différentes bandes lumineuses du spectre ne nous paraissant pas suffisantes, nous avons pensé alors à recourir à la méthode spectrophotométrique, qui seule pouvait donner quelques indications sur la composition quantitative de la lumière observée.

Les expériences entreprises pour déterminer, par la spectro . photométrie, la composition de la lumière émise par le Cucujo, ont été faites avec la collaboration de M, Léon Godard, agrégé des sciences physiques, à l'aide du spectrophotomètre de M. Gouy, qui se trouve au laboratoire d'enseignement de la physique, à la Sorbonne. Sans entrer dans la description de l'appareil (1), il est bon de rappeler que la source lumineuse à étudier était placée contre la fente du collimateur G. Devant le collimateur G', on avait mis une lampe à gaz système Bengel, munie d'un régulateur Giroux.

L'intensité de la lumière émise par Tanimal étant très faible, comparativement à celle de la lampe à gaz, on a dû donner à la fente du collimateur G une ouverture de l^^S.

(1) V. Thèses présentées à la Faculté des sciences de Paris» 187U.

il4 RAPHAËL DUBOIS

Remarquons, avec M. Gouy, que le spectre qui sert de terme de comparaison est dans un certain rapport avec le spectre de la lampe à gaz ; mais que ce rapport est indéterminé, et que par suite il est impossible dans ces expériences de déterminer des valeurs absolues.

Soient Gx'et Ax les intensités propresdes deux sources lumineuses à la longueur d'onde /., a et a' les coefficients d'affaiblissement dûs aux réfractions et aux absorptions que subissent les deux faisceaux lumineux dans l'appareil (l), soit Rx le pouvoir réflecteur du miroir d'argent à cette même longueur d'onde, et soit w l'angle dont on a dû tourner le nicol pour établir l'égalité. Entre ces quantités, on a la relation :

GX Rx a, Sin«(o = Ax a' :

d'où Ax = ^^ ^} ^ Sin«(o = Kx Sin«(o.

Ayant substitué à l'animal une bougie du Phénix, on a dû alors réduire la fente du collimateur G à 1/4 de millimètre et, en désignant par B l'intensité propre de la bougie,

Bx û'

On a -V = Gx Rx « Sin»a :

d'où Bx = ^^ ^} "■ 6 Sin'a.

Depuis quelques années, un certain nombre de savants se sont proposé de comparer les intensités relatives de deux lumières de longueur d'onde différentes. La méthode du spectrophotomètre ne nous permet pas une pareille détermination. Nous conviendrons donc de prendre pour unité de lumière à la longueur d'onde x la quantité de lumière

Gx R> a.

Dès lors : Ax = Sin'o),

Bx = 6 Sin'a.

Calcul de Ax :

fl) A. Crova, Journal de physique, VIIÏ, p. 88.

Longueur d'onde Sin*(o

p.... 485{jl68

Si l'on prend pour abscisses les longueurs d'onde et pour ordonnées les nombres de la deuxième colonne, on voit que le maximum de lumière correspond pour le spectre continu donné par l'animal à la longueur d'onde 528wl56.

L'aire comprise entre la courbe et Taxe des longueurs d'onde peut servir à définir la force vive lumineuse fournie par l'animal.

Calcul de Bx :

Longueur d'onde 6 Sin*(x

457{iL34 0.2925

Si l'on prend pour abscisses les longueurs d'onde et pour ordonnées les nombres de la seconde colonne, on voit que le maximum correspond à 496it67. L'aire comprise entre la

courbe, Taxe des longueurs d'onde et les deux ordonnées extrêmes, peut servir à définir la force vive fournie par la bougie.

Une construction graphique donne le moyen de comparer aisément les résultats obtenus.

La comparaison de ces deux courbes, telles qu'elles résultent des nombres trouvés dans les expériences que noits avons faites avec M. Godard, donne lieu «'i quelques remarques intéressantes.

Elle permet de voir que Taire comprise entre l'axe des longueurs d'onde et la courbe est, pour la lumière du Pyrophore, . presqu'en totalité occupée par les rayoDs verts et jaunes; ces derniers comprenant environ les deux tiers de cette aire.

On remarque également que le maximum d'intensité correspond à la longueur d'onde 528. S6 ; or, cette longueur d'onde se trouve être précisément la même que celle qui a été indiquée par M. Charpentier (l)pour le maximum de clarté dans le spectre solaire.

On voit également que, pour la bougie, le maximum ne correspond plus qu'à la longueur d'onde 496,^67 et se trouve par conséquent reporté du côté des rayons les plus réfrangibles. On devrait obtenir, d'après les expériences de Dove, un résultat inverse si la composition du spectre des Cucujos devait ses propriétés à la faiblesse relative de son intensité (2).

Enfin, l'aire délimitée par la courbe des intensités de la bougie et la ligne des longueurs d'onde n'est occupée que dans une partie beaucoup plus restreinte par les rayons jaunes.

En comparant les surfaces limitées par les courbes et la ligne ^es abscisses, on trouve que la valeur photomélrique d'un appareil prothoracique de Pyrophore serait d'environ de ,-^ bougie du Phénix (de 8 à la livre).

Si Ton admet que l'appareil ventral possède un pouvoir éclairant double d'un des appareils prothoraciques, on voit qu'il faudrait trente-sept à trente-huit Pyrophores lumineux à la fois par tous leurs appareils pour éclairer un appartement avec la même intensité qu'une bougie.

Mais, il convient de ne pas attribuer à ces données une valeur absolue, qui d'ailleurs ne présenterait qu'un intérêt secondaire.

(1) Ctiarpeutier, Loc, cit.

(2) V. p. 119, Remarque.

L'observation directe démontre que le pouvoir éclairant peut varier d'un insecte à un autre et, chez le même insecte, d'un moment k un autre et d*un appareil à l'appareil correspondant.

Le véritable intérêt de ces recherches consiste donc principalement dans la détermination de la composition relative de la lumière des Pyrophores.

Nous allons voir que pour évaluer la valeur comparative de l'action exercée par la lumière des Cucujos sur la rétine, il serait préférable d'adopter une méthode plus physiologique que celle du spectrophotomètre.

8 3. Longueur d'onde moyenne,

La longueur d'onde moyenne de la lumière diffractée fournie par un des appareils prothoraciques, donnant le maximum de son pouvoir éclairant, a été déterminée à l'aide d'un réseau : on a trouvé les deux nombres suivants :

dont la moyenne est 0.530

Ce résultat confirme l'exactitude de celui qui a été obtenu à l'aide du spectrophotomètre de M. Gouy, car, en faisant la moyenne des longueurs d'onde fournies par les diverses zones du spectre, on trouve le nombre très approché de 0.533.

Ce nombre est voisin de celui qui a été fixé par Mascart pour la raie verte du thallium et qui est 0.535. On sait que le mot Ihallium est (iré de « 6x)loç » qui signifie t rameau vert ». Or, l'impression produite sur la rétine par la lumière des Pyrophores ne peut mieux se comparer qu'à celle que donne la lumière du jour tamisée par un rideau de feuillage.

M. Lecoq de Boisbaudran (1) a trouvé que le spectre de l'hydrogène chaîné de phosphore donne des bandes : une première à la longueur d'onde : 599.4 (bande presqu'in visible avec une fente étroite), une seconde à la longueur d'onde : 560 Cc'est une des raies considérées par cet auteur comme caractéristique de l'hydrogène phosphore) ; une troisième correspondant à la longueur d'onde 526.3, notablement plus forte que les autres, surtout si

(1) Lecoq de BoisbaudraD, Spfc/re5 lumineux, 1874, p. 187.

Ton arecours, pour la produire, au procédé de M. Salet(l); et enfin, une dernière bande correspondant à la longueur d'onde 489.

La lumière émise par le Pyrophore donne un spectre qui commence et finit aux mêmes points et dont le maximum a la même longueur d'onde sensiblement ; mais, entre ces deux spectres, il existe une différence profonde, puisque celui du Pyrophore est continu, alors que celui du phosphore brûlant dans rijydrogène est discontinu.

Quant au spectre de l'acide phosphorique introduit dans la flamme, il donne bien un spectre continu, mais il est beaucoup plus étendu que celui que nous avons observé.

g 4. Propriétés organolepiiques.

Examinée à l'œil nu, la lumière des Pyrophores produit, comme il a été dit plus haut, à peu près la même impression que celle de la lumière solaire traversant un feuillage vert pâle, mais il n'y a pas identité absolue : en réalité, cette lumière animale produit sur la rétine une action très vive et tout à fait spéciale. Perkins, ne connaissant pas d'expression convenable, se sert du mot : a intangible » pour rappeler le caractère si particulier de la lumière du Pyrophore. Cet effet singulier ne peut être mieux comparé qu'à celui que déterminent les rayons émanant des corps fluorescents, soit lorsqu'on les examine à la lumière du jour sous une certaine incidence, soit lorsque Ton fait agir sur eux les rayons les plus réfrangibles du spectre. On verra plus tard qu'il n'y a pas seulement analogie mais bien identité absolue entre ces deux phénomènes (V. 2epart., chap. IV, S 3) et que Y éclat particulier de la lumière des Pyrophores n'est pas causé, comme le pensent MM. Robin et Laboulbène, par « des phénomènes d'interférences dûs à des dispositions particulières ».

La lumière des Pyrophores est plus verte que celle des Lampyres noctiluques qui est plutôt bleuâtre, et elle est beaucoup plus fortement teintée que celle de la Luciole d'Italie qui est plus pâle et un peu dorée, quoique très vive. Il nous sera facile de démontrer (V. composition du sang, 2* part., chap. IV, S 3) que ces variations dans la coloration ne doivent pas être attribuées aux différences d'intensité de la lumière émise par ces divers Insectes, ainsi qu'on serait tenté de le croire, d'après les expériences de

(1) Salet, Adq. deCbim. et de Phys., janvier 1873.

Dove (I), et aussi, d'après cette considération, que dans l'œuf et dans la larve du Pyrophore, dont le pouvoir éclairant est beaucoup plus faible, la lumière est bleuâtre.

Les variations de coloration Hé la plaque ventrale pendant le vol , dont parle Gosse , sont dues uniquement à la nuance rouge des élytres et des ailes qui réfléchissent la lumière ou la laissent voir par transparence, selon les attitudes variées que prend l'Insecte dans ses rapides évolutions aériennes.

On pourrait être surpris en constatant que cette lumière si vive dans Tobscurité, si éblouissante lorsque le foyer d'où elle s'échappe est placé près de l'œil, ne laisse pas d'impression persistante sur la rétine, si l'on ne savait, d'après les recherches de Plateau (2) que l'intervalle du temps pendant lequel une impression se conserve sans perte sensible est d'autant plus grand que l'impression est moins intense.

Ceci nous explique pourquoi, lorsque l'Insecte vole en rond avec cette extrême vitesse qui lui est propre, on ne voit pas un cercle lumineux continu, comme lorsqu'on fait tourner avec rapidité un charbon ardent, mais bien une succession extrêmement rapide de vives étincelles d'une très courte durée qui a pu faire croire que la lumière pendant le vol était véritablement intermittente.

M. Plateau trouve une grande analogie entre le mécanisme de la production des images accidentelles et le mouvement d'un corps écarté d'une position d'équilibre stable, qui y revient par un mouvement oscillatoire. Dans cette hypothèse, qui se trouve être d'accord avec la récente découverte des mouvements du pigment rétinien, l'apparition des images accidentelles devrait être en raison directe de l'intensité du rayon lumineux qui frappe la rétine. Or, par les moyens ordinaires, il m'a été impossible d'obtenir la production des images accidentelles avec la lumière

(1) Remarque. — Des expériences faites par Dove (a) tendent à prouver qu'en général les rayons les moins réfrangibles paraissent prédominer quand l'éclairage est intense et que l'inverse a lieu quand l'éclairage est faible, résultats qui concordent d'ailleurs avec ceux que nous avons consignés relativement à l'apparition et à la disparition des rayons rouges dans le spectre des Cucujos.

(2) Plateau, DUsertation sur quelques propriétés des impressions produites sur la vue, Liège, 1829.

(a) Milne Edwards, Leçons sur la Physiologie et l'Ànatomie comparée , XU, p. 363, 1876 -'Î7.

des Pyrophores, ce qui est une nouvelle preuve qu'elle est d'une nature particulière.

Il faut se placer dans des conditions toutes spéciales pour que le phénomène se produise. Perkirls raconte qu'ayant fixé pendant longtemps le foyer lumineux d'un Pyrophore et ayant ensuite porté ses regards sur la flamme jaune d'un réverbère allumé dans la rué voisine, il vit aussitôt cette flamme prendre une teinte d'un rouge analogue à celle du strontium incandescent. J'ai pu répéter l'expérience de Perkins et me convaincre de son exactitude. Or, cette couleur est précisément la complémentaire de la lumière verte du Pyrophore (1).

Action sur Vacuité visuelle, — La méthode photométrique qui conviendrait le mieux serait celle qui consisterait à prendre pour base, non plus l'intensité lumineuse ou clarté, mais l'intensité visuelle (2), ou plutôt, à appliquer à la mesure de la lumière animale la méthode de photométrie hétérochrome de MM. Macé de Lépinay et Nicati, qui permet de comparer correctement les pouvoirs éclairants de diverses sources plus ou moins teintées, par le rapport des coefficients d'égale acuité aux coefficients d'égale clarté (3), mais nous le répétons, il ne s'agit plus d'une lumière comparable à celle qui nous est fournie dans l'éclairage usuel par des particules incandescentes.

Si l'expression de « belle lumière », qui a été donnée à celle que produit les Pyrophores, peut s'expliquer en partie par ce fait,

(1) L'influence de la lumière jaune du gaz ou mieux de la lueur monochromalique du sodium incandescent a une innuence très remarquable sur la visibilité de certaines sources lumineuses de très faible intensité. Lorsqu'on pénètre pendant le jour dans un cabinet noir renfermant des Poissons morts et phosphorescents, ce n'est qu'au bout d'un séjour dans l'obscurité, d'autant plus prolongé que la lumière extérieure a été plus vive, que l'on peut constater l'existence de la phosphorescence ; mais, vient on à t\xer pendant quelques secondes la flamme jaune d'un bec de gaz ou la lumière du sodium incandescent, aussitôt l'on peut apercevoir la clarté faiblement bleuâtre des Poissons et continuer ses observations aussi facilement que la nuit.

J'ai constaté souvent cette propriété particulière de la lumière jaune.

(2) La première représente le pouvoir excitant d'une lumière sur la Rétine, la seconde répond à la facilité plus ou moins grande avec laquelle cette lumière nous permet de distinguer les formes des petits objets. Ces deux modes d'intensité ne sont pas proportionnels l'un à l'autre, mais difl'érent d'auîant plus que la lumière est plus réfrangible (Charpentier, loc, cit.)

(3) Macé de Lépinay et Nicali, Recherches sur la comparaison photométrique des diverses parties d'un même spectre. Ann. de Chimie et de Physique, (5), XXIV, 1881, p. 289 et suiv. et (5), XXX, 1883, p. 1 i5 et suiv.

qui nous est démontré par l'étude spectrophotométrique, à savoir que Taire pouvant servir à déflnir, jusqu'à un certain point, sa force vive lumineuse, est presque entièrement occupée par les rayons verls et jaunes, c'est-à-dire par ceux qui comprennent les régions du spectre qui correspondent à la fois au maximum d'intensité lumineuse et au maximum d'intensité visuelle, il n'en est pas moins vrai qu'il faut tenir compte de Véclat opalescent caractéristique de cette lumière, qui impressionne certainement d'une manière particulière la rétine.

Si l'on sait que les corps fluorescents ont la propriété de ramener vers une longueur d'onde moyenne les rayons très réfrangibles qui font précisément défaut, presque complètement, au moins en ce qui concerne le bleu et le violet, dans le spectre de la lumière des Pyrophores, on ignore si ces rayons particuliers ne jouissent pas, à l'égard de la rétine et des autres milieux fluorescents de l'œil, de propriétés spéciales.

S'il en est ainsi, la superposition ou l'action simultanée des rayons fluorescents et des rayons lumineux, qui émanent directement de la substance propre des organes éclairants du Pyrophore, peut expliquer pourquoi l'on serait tenté d'employer, pour exprimer Véclat de cette clarté, la dénomination de « lumière condensée. »

Ce qu'il y a de bien certain, c'est que la présence d'un corps fluorescent dans les organes lumineux doit accroître singulièrement leur intensité lumineuse, car la lumière extra- violette devient douze cents fois plus intense après avoir été modifiée par le sulfatede quinine, suivant Helmholtz(2); mais, il est impossible de déterminer exactement le rôle que joue cet excitant spécial dans l'évaluation de l'intensité visuelle.

Non seulement la difl^usion de la lumière qui est propre aux substances fluorescentes, mais encore la disposition particulière des surfaces qui limitent extérieurement les organes lumineux, semblent indiquer que l'intensité visuelle de cette source doit être faible. Cependant, il n'en est rien et les nombreux observateurs qui déclarent avoir pu lire et écrire facilement à la lumière d'un seul Cucujo n'exagèrent en aucune façon, ainsi qu'il résulte des quelques expériences suivantes.

(1) Remarque, — 11 importe de ne pas confondre l'éclat, avec l'intensité lumineuse ou avec la sensation chromatique. C'est une sensation absolument spéciale et diiîéreote des deux autres.

(2) Helmholtz, Loe. cit., p. 309, 325, 353.

Un œil, sensiblement emmétrope, peut dans une pièce obscure lire avec un seul Pyrophore à une distance de 0.33^", les caractères correspondants àD = 0.5 de l'échelle de SncUen, le foyer lumineux étant placé à un centimètre et demi du tableau : enlisait également les caractères D = 1 .20 à cinq centimètres et D = 1 .5 à dix centimètres. Ces relations sont assez constantes pour des Insectes différents, lorsqu'ils donnent leur clarté maxima.

Nous avons fait également des expériences comparées de lecture à l'aide de l'Insecte et d'une bougie du Phénix sur l'échelle typographique de Donders pour la mesure de l'acuité visuelle.

Voici le résultat de ces expériences :

I. — Les caractères nMl ont été successivement éclairés à la distance de 0"13<^" par la bougie et par Tlnsecte.

Ils ont été lus à la distance de 8'"30, lorsqu'ils étaient éclairé3 par la bougie, et à la distance de deux mètres, lorsqu'ils étaient éclairés par l'Insecte.

IL — L'Insecte étant à 0"'20«« de l'échelle typographique, les caractères n° 12 étaient lus à la distance de 2'"30.

A la même distance (2™30), on pouvait lire les caractères n« 6, lorsqu'on éclairait l'échelle avec la bougie placée comme l'Insecte, à 0™20 centimètres.

On voit que l'intensité visuelle de cette lumière est assez considérable, si Ton tient compte surtout de la dispersion des rayons lumineux qui s'échappent en divergeant des appareils prothoraoiques (V. champ d'éclairage, 2« part., ch. IV, S 1) dont on s'est servi exclusivement dans ces recherches (1).

Action sur le sens chromatique. — Malgré la teinte verte très manifeste de cette lumière, le sens chromatique n'est en aucune façon influencé ; on reconnaît facilement la couleur propre à chaque objet; sauf le bleu foncé et le violet qui n'existent pas dans le spectre de cette lumière, toutes les autres couleurs dites c à confusion », dont on se sert en oculistique, sont facile* ment reconnues.

Champ visuel. — Les rayons venant, soit directement, soit après réflexion, de ces appareils lumineux sont, malgré leur teinte

(1) Nous n'avons pas cherché par ces évaluations purement empyriques à établir une relation photométrique entre le pouvoir éclairant de la bougie et celui du Pyrophore, pour les raisons indiquées précédemment. Mais les résultats obtenus suffisent à montrer que la faiblesse du pouvoir éclairant indiquée par le spectrophotomètre est assez no)able par rapport à l'intensité visuelle.

verte, perçus jusqu'aux limites extrêmes du champ visuel, il y a donc entre cette lumière et celle d'une autre source émettant des rayons verts et jaunes, une différence notable, car on sait que les limites du champ visuel, pour le vert, occupent les points les plus concentriques, tandis que les rayons bleus, au contraire, sont vus dans les limites les plus étendues.

g f}. — Recherche de la lumière polarisée.

En raison de l'existence d'une quantité considérable de particules, de granulations jouissant d'un pouvoir biréfringent, au sein même des organes lumineux, on pouvait se demander si le plan d'ondulation des rayons lumineux sortant de ces appareils était le même que celui des rayons ordinaires. 11 était d'autant plus intéressant d'être fixé sur ce point que plusieurs auteurs ont pensé que ces granulations brillantes sous le microscope, mais dont ils ignoraient la propriété biréfringente, avaient pour but de disperser la lumière et de la réfléchir en dehors. SU* en était ainsi, la lumière émise en dehors devrait être en grande partie composée de rayons polarisés.

On peut s'assurer de diverses manières que la lumière des Pyrophores n'est pas polarisée.

Si l'on remplace dans un microscope polarisant le diaphragme polarîseur par un diaphragme simplement convergent et que, supprimant toute source de lumière étrangère, on examine avec l'éclairage fourni par les plaques prothoraciques d'un Pyrophore des grains de fécule placés sur un porte objet, on voit facilement la structure de ces grains, avec un objectif n** 2 de Vérick ; mais, si l'on vient à tourner l'analyseur de façon à obtenir l'extinction, on ne voit aucune trace de la belle croix brillante qui apparaît quand la lumière transmise est polarisée.

De même, en examinant avec cette lumière des coupes de roches, au Laboratoire de géologie de la Faculté des Sciences, il nous a été impossible de saisir la moindre trace de coloration des éléments constituants qui prennent, comme l'on sait, des teintes caractéristiques dans la lumière polarisée.

Dans une troisième expérience, à la place d'un polariseur (nicol), nous avons placé l'Insecte lumineux.

1^ La lumière analysée par le prisme biréfringent a donné deux images d'égale intensité ;

2<» Cette intensité s'est conservée dans la rotation de l'analyseur de 90o ;

3® L'interposition d'un quartz taillé perpendiculairement à Taxe n'a donné aucune trace de coloration ;

4® Les deux images superposées donnaient une intensité égale à leur sompfie, c'est-à-dire égale à la lumière totale d'un des appareils.

Cet essai, qui a été fait avec M. Bourbouzc, montre, ainsi que les deux premiers, que la lumière des Pyrophores ne contient pas de rayons polarisés et que, par conséquent, la lumière des appareils lumineux ne traverse pas la couche des granulations biréfringentes et n'est pas non plus le résultat de réflexions produites par des granulations ou par des corpuscules cristalloïdes.

g 6. — Rayons chimiques

M. E. Becquerel (1), en se servant de l'actinomètre, instrument qui permet de mesurer l'action chimique par l'intensité des courants électriques auxquels elle donne naissance, a trouvé que la courbe des intensités des radiations chimiques coïncide à peu près avec celle des radiations lumineuses, depuis A jusqu'en F, où se trouve un minimum. Au delà, et en allant vers le violet, elle remonte, atteint un second maximum entre G et H, puis décroît rapidement jusqu'en P où l'activité chimique devient nulle.

Dans le spectre lumineux des Pyrophores, la limite extrême du côté des rayons les plus réfrangibles ne dépassant guère la raie F, on pouvait penser que le pouvoir actinique de cette lumière était faible. Il était utile de s'en assurer par un essai photographique.

Après quelques tentatives, qui furent d'abord infructueuses parce qu'on avait négligé d'immobiliser l'animal, j'opérai de la façon suivante avec l'aide de M. Aubert, alors professeur au lycée du Havre:

Une dentelle de papier noirci fut appliquée sur une plaque photographique au gélatino-bromure contenue dans un châssis à épreuves positives. La lumière destinée à impressionner la plaque venait d'un des deux organes lumineux du prothorax, l'autre envoyait ses rayons principaux à peu près parallèlement à la

(1) Becquerel, Loe, cit.

surface impressionnable qu'il éclairait cependant un peu d'un côté : rinsecte était maintenu à environ deux centimètres de distance de la vitre du châssis.

Afln d'obtenir un résultat décisif, la plaque fut exposée pendant une heure à la lumière de Tlnsecte constamment excité : l'action fut des plus intenses, il nous parut évident qu'une exposition beaucoup plus courte serait suffisante ; en effet, nous avons pu réduire le temps de pose, d'abord à vingt minutes, puis à cinq.

Depuis ces premiers essais J*ai pu obtenir, dans un temps beaucoup plus court (deux minutes), des photographies beaucoup plus grandes (0'"2Û<^), en me servant de plaques plus sensibles et en utilisant, cette fois, l'éclairage de l'appareil abdominal.

La plaque sensibilisée était posée horizontalement sur une table et le cliché à reproduire était appliqué directement sur la surface sensible. Sur ces deux plaques de verre, ainsi disposées, on avait placé un petit trépied en verre soutenant une petite cuvette de cristal à fond plat, à une hauteur de deux centimètres environ au-dessus du cliché. Un Pyrophore placé dans cette petite cuvette qui contenait de Teau, exécutait en nageant des mouvements rapides dans tous les sens ; il mettait ainsi à découvert son appareil ventral, qui éclairait fortement la plaque placée au-dessous de lui.

C'est de cette façon qu'a été obtenu le cliché qui a servi pour le tirage de l'épreuve positive, représentant le buste de Claude Bernard, placée en tête de ce mémoire.

Mais, il n'a pas fallu moins de cinq minutes pour obtenir avec l'appareil le plus éclairant une épreuve convenable, en employant des plaques assez sensibles pour donner, avec la lumière solaire, une image dans une fraction de seconde.

Cette expérience est intéressante en ce qu'elle montre que la quantité de rayons chimiques contenue dans la lumière de Pyrophores est extrêmement faible et, par conséquent, que l'énergie employée à les produire est presque nulle.

L'actinomètre dcM. E. Becquerel pourrait seul permettre de comparer, avec une précision suffisante, l'énergie perdue en rayons chimiques par cette source lumineuse avec celle qui échappe de la même manière dans les foyers connus ; mais, il

(1} Ea utilisaot les rayons produits simultanément par cinq ou six Insectes, on peut obtenir des épreuves en deux minutes seulement.

serait impossible cependant d'obtenir une mesure absolue, puisque la relation qui existe entre la force électromotrice développée et l'intensité lumineuse n'est pas encore déterminée.

Action sur la chlorophylle. — A la lumière du jour, une solution éthérée de chlorophylle paraît d'un beau rouge grenat, quand elle est vue par réflexion, tandis qu'elle est d'un vert foncé quand on la regarde par transparence ; elle est, en un mot, dichroïque et présente, comme l'on sait, l'aspect des corps fluorescents ; avec la lumière des Pyrophores, il est impossible d'obtenir un effet analogue à celui que donne la lumière solaire.

Si l'on observe les foyers lumineux d'un Pyrophore au travers d'une ou plusieurs feuilles vertes, on remarque que les rayons qui s'en échappent les traversent facilement, même quand elles forment une assez grande épaisseur, sans subir de modification de teinte appréciable.

On pouvait se demander s'il n'était pas possible d'obtenir avec cette lumière la production de la chlorophylle dans les végétaux développés à l'obscurité et par conséquent dépourvus de substance verte; il eût été curieux, en effet, de voir une fonction végétale de premier ordre s'exécuter sous l'influence d'une manifestation vitale d'ordre animal agissant à distance, le mouvement animal se transformant ainsi en mouvement végétal.

Une vingtaine de Pyrophores furent enfermés pendant quatre jours dans une boîte contenant de jeunes pousses incolores de Cresson alénois et de Radis, un peu rougeàtres seulement dans certains points. L'intérieur de la boîte était disposé de façon à ce que la lumière émise par les Insectes fut réfléchie vers les plantes et que la perte fut aussi faible que possible. Malgré ces précautions aucune trace de matière verte ne prit naissance, bien que l'éclairage fut supérieur à celui que fournissent les sulfures phosphorescents au moyen desquels M. Regnard (1) a pu obtenir le développement de la chlorophylle.

On sait d'ailleurs que ce sont les rayons dont les vibrations sont peu rîipides qui favorisent le plus le développmeent de la chlorophylle, or ces rayons font presque complètement défaut dans le spectre des Pyrophores.

Fluorescence. — Les expériences de M. Stokes ont démontré la généralité de la loi suivante : les rayons qui déterminent l'ap-

(l) p. Regnard, Influence des rayons phosphorescents et fluorescents sur la végétation» Bull, de la Soc. de Biol., 1882.

paiitioQ de la lumière dans les substances fluorescentes ont une réfrangibilité plus forte que celle des rayons qu'ils produisent ; en général, ce sont les radiations chimiques qui, absorbées par la substance fluorescente, se trouvent transformées en radiations lumineuses.

Nous savons déjà que la lumière des Pyrophores est dépourvue du pouvoir de déterminer l'apparition de la chlorophylle chez les végétaux et que, d'autre part, mise en présence d'une dissolution de cette substance dichroïque, elle ne donne pas naissance aux rayons rouges qui se montrent toujours sous une certaine incidence de la lumière du jour.

Cependant, malgré la pauvreté du spectre des Pyrophores en rayons lumineux très réfrangibles et en rayons chimiques, on peut déterminer parfois des phénomènes de fluorescence ; ils se montrent d'une manière très nette, mais avec peu d'intensité, dans les dissolutions d'éosine, de fluorescéine et d'azotate d'urane; le résultat est négatif avec le sulfate de quinine et Fesculine.

Si la nature même du spectre indique que la lumière des Pyrophores ne peut pas donner naissance, en vertu de la loi de Stokes, à des phénomènes très accentués et très nombreux de fluorescence, il existe, en outre, une autre donnée physique dont il faut tenir compte. On sait que toute lumière qui a déjà traversé une substance fluorescente devient par cela même impropre à provoquer la fluorescence dans un second milieu fluorescent : or, tel est, ainsi que nous l'avons dit déjà, le cas des rayons qui émanent des appareils lumineux du Pyrophore.

La petite quantité de rayons très réfrangibles et de rayons chimiques dans le spectre, peut s^expliquer de la même manière, les uns et les autres se trouvant transformés en radiations éclairantes.

Phosphorescence. — De l'action des corps fluorescents doit être rapprochée celle des corps phosphorescents qui ne difi'éreraient des premiers, d'après M. Becquerel, que par la persistance du phénomène lumineux.

On sait que diverses substances, certains sulfures calcaires, par exemple, jouissent de la propriété de devenir lumineux dans l'obscurité après avoir été impressionnés par la lumière. Si l'on projette le spectre solaire sur des bandes recouvertes de diverses matières phosphorescentes et que l'on examine dans Tobscurité les eifets lumineux produits par les difi'érents rayons

prismatiques, on remarque que le maximum d'action dépend de la nature des substances impressionnées. Mais, dans tous les cas, ce sont toujours les rayons chimiques les plus voisins du violet, les plus réfrangibles, par conséquent, qui donnent le maximum d'intensité. Les rayons caloriQques ont pour résultat d'activer et de continuer l'action des rayons chimiques.

Quinze Pyrophores bien lumineux furent enfermés, à l'entrée de la nuit, dans une boîte à parois formées de plaques très sensibles au sulfure de calcium préparées par M. Morel.

L'intérieur de la boîte était assez lumineux pour que l'on put voir facilement, dans l'obscurité, les objets extérieurs aussi bien qu'avec une veilleuse, grâce à la lumière traversant les parois de verre enduites de sulfure.

Au bout de deux heures aucun phénomène de phosphorescence ne s'était produit sur les plaques qui donnaient, après quelques secondes d'exposition à la lumière du jour, une belle lueur violette.

D'autres échantillons de sulfures calcaires préparés de façon à émettre, après exposition à la lumière solaire, des rayons rougeorangé, verts, bleus, etc., n'ont donné naissance à aucun phénomène de phosphorescence, sous l'influence de la lumière des Pyrophores.

L'existence d'une notable quantité de rayons rouges dans le spectre des Pyrophores nous avait fait supposer que l'on pourrait peut-être arriver à déceler la présence de rayons infra-rouges par le procédé de M. E. Becquerel ; mais, pour les raisons indiquées plus haut, les résultats ont été négatifs, malgré les conditions de succès les plus favorables qui nous étaient offertes (1).

8 7. — Rayons calorifiques.

Les rayons fournis par les douze appareils prothoraciques de six Pyrophores dirigés sur les ailettes d'un radiomètre très sensible que la lumière diffuse du jour pouvait mettre en mouvement, n'ont exercé aucune influence sur ce délicat instrument.

Dans l'obscurité complète du cabinet noir, l'approche de la main suffisait pour faire tourner les ailettes ; ce résultat ne doit

(1) Cette recherche a été faite dans le laboratoire de M. Becquerel, au CoDser* vatoire des arts et métiers, avec l'obligeaut concours de M. Peignot, préparateur.

LES ÉLATÉRIDË3 LUMINEUX 129

pas surprendre, puisque Ton admet que ce sont les radiations caloriCques et non les radiations lumineuses qui sont transformées en mouvement rotatoire. Celte expérience nous indique déjà que les appareils lumineux des six Pyrophores placés à une très petite distance du radiomètre, laissent échapper moins de rayons calorifiques que la paume de la main placée à une distance de quinze à vingt centimètres.

Cependant, la présence de rayons rouges dans le spectre lumineux de nos Insectes pouvait faire supposer que les rayons éclairants étaient accompagnés d'une notable quantité de rayons calorifiques.

La recherche de ces rayons calorifiques a été faite dans le laboratoire de physique de M. le Professeur Desains à la Sorbonne, avec le concours de notre collègue M. Ledeboèr.

L'appareil se composait d'une pile thermo-électrique de Mellgni très sensible et bien isolée, sans cornet, en communication avec un galvanomètre à réflexion.

Dans une première série d'essais préliminaires, un Pyrophore bien éclairant, fixé sur un bouchon de liège dont la température propre n'exerçait aucune action sur la pile, était placé à chaque détermination, à une distance de trois centimètres environ de l'ouverture de la pile : le bouchon était tenu à la main au moyen d*une tige de bois de soixante centimètres de longueur environ qui permettait d'agir à distance.

Chaque fois que l'on présentait à la pile la partie du prothorax portant les appareils lumineux, Taiguille du galvanomètre subissait une déviation. Cette déviation était extrêmement faible et, dans six déterminations successives, elle n'excéda pas neuf dixièmes de degré, déplacement indiquant une quantité de chaleur presque insignifiante, étant donnée l'exquise sensibilité de l'appareil.

Ces déviations étaient toujours de même sens, mais elles n'avaient pas la même amplitude.

On pensa qu'il était nécessaire, pour obtenir un résultat significatif, de disposer l'expérience de telle façon que les rayons de l'appareil lumineux vinssent toujours frapper la surface sensible de la pile suivant une même direction et de manière à ce que l'animal fût toujours à la même distance de l'ouverture de la pile. . A cet effet, on construisit un appareil qui permettait en outre de tourner, tantôt la face dorsale prothoracique d'où venait la lumière, tantôt le support de liège, du côté de la pile.

13ÛI RAPHAËL DUBOIS

- Cet appareil comprenait :

1® Une pile thermo-électrique et un galvanomètre très sensibles ; la pile, inclinée de 45<^ dans la direction des faisceaux principaux lumineux, était complètement isolée.

2° Un pivot de bois vertical traversant, selon son axe principal» un cylindre de liège creusé d'une gouttière dans laquelle était fixé l'animal. Ce pivot, entraînant dans son mouvement de rotation le bouchon et l'Insecte, était mu par une poulie à gorge horizontale placée à son extrémité inférieure. Le support de liège était maintenu à une distance de 1/2 centimètre de la pile.

3° Une deuxième poulie, de même diamètre, fixée sur le même support horizontal à un mètre cinquante centimètres de la première, était mue par une manivelle : le mouvement imprimé à cette poulie était transmis à la poulie du pivot par un fil de soie. On.pouvait ainsi, de loin, faire exécuter au bouchon qui portait rinsecte une rotation suffisante pour présenter à la pile soit l'Insecte, soit la surface du support par quelque point que ce fût.

4® Une pile en communication avec un chariot de Dubois Reymond était mise en rapport avec la face ventrale de l'Insecte par deux fils de platine pénétrant dans le bouchon et venant émerger dans le fond de la gouttière; on pouvait ainsi exciter, à distance» l'Insecte sans avoir à craindre aucune influence étrangère.

Dans chaque détermination, la mise au zéro de l'aiguille du galvanomètre était obtenue en amenant la surface du bouchon opposée à la face dorsale de l'Insecte en face de la pile« Dans oes conditions, on nota les résultats suivants :

1» Quatre déterminations successives donnèrent, en présentant la face prothoracique dorsale, les appareils étant luioineux, des déviations, de même sens, d'une valeur de 1<»8, 2^7, i% 1« (moyenne 1^8) de l'échelle du galvanomètre).

2« L'aiguille du galvanomètre étant immobile et l'appareil éclairant étant en face de la pile, on fit passer le courant électrique : l'Insecte fit quelques mouvements et l'éclat de l'appareil lumineux fut un peu augmenté : l'aiguille du galvanomètre accusa, dans deux essais successifs, des déviations de 0^2 et 0''4 (moyenne 0*3), de même sens.

3^ Les appareils lumineux ayant été obturés à l'aide de boulettes de cire opaques, la face non lumineuse du prothorax fut présentée à l'ouverture de la pile: on observa, dans deux opérations, des déplacements, de même sens, de l^ et de O^d.

4'' L'Insecte étant maintenu en face de la pile» on fit à Taide de

LES ÉLATÊRIDfiS LUMINEUX 131

celleH^î trois excitations successives : on nota les déviations suivantes : ^3, 0«4, 0<>3 (moyenne 0<»33).

S" Les boulettes de cire étant enlevées et Tlnsecte étant lumineux, la déviation produite fut de l^'S exactement. Cette dernière détermination établit qu'il n'y a pas eu d'épuisement de l'Insecte pendant Texpériônce.

De Tensemble de ces expériences, on peut tirer les conclusions suivantes :

•a. Les appareils prothoraciques et la surface du prothorax laissent échapper une quantité de chaleur rayonnante capable de produire une déviation moyenne de l^'S (1).

p. L'augmentation de la quantité de chaleur dégagée par la surface dorsale prothoracique (parties obscures et lumineuses), sous l'influence de l'excitation électrique, ne dépasse pas 0'^3, en moyenne.

f. Les parties obscures du prothorax dégagent une quantité de chaleur produisant une déviation égale à la différence des moyennes des expériences n» 1 et n«> 3, c'est-à-dire équivalente â 0^85, ce qui réduirait la valeur de la déviation due aux rayons calorifiques obscurs, accompagnant les rayons lumineux, àO'^dS*

8. L'augmentation de la chaleur rayonnée par le prothorax et les appareils lumineux, paraît due à l'exagération de calorification dans toute cette partie de l'Insecte.

En résumé, si Ton considère qu'avec un instrument, comme celui dont nous nous sommes servi, on peut obtenir un véritable affolement de l'aiguille sous l'action de variations de température qui échappent à notre sensibilité, on doit considérer comme à peu près nulle la quantité de chaleur rayonnée par les foyers lumineux de rinsecte, surtout si l'on veut bien, par la pensée, établir une comparaison entre la chaleur produite par les organes et le dégagement de calorique qui accompagne la flamme d'un petit bec de gàz d'une intensité éclairante égale.

Ajoutons que deux aiguilles thermo-électriques, dont l'une était appliquée sur l'appareil ventral, tandis que l'autre était promenée sur tous les points du corps, n'ont indiqué aucune différence notable de température entre les diverses régions. De plus, les aiguilles étant maintenues dans deux points fixes, l'une

..(1) tt ne faut pas «ublier qu'une déviation aussi faible, avec un appareil aussi sensible que celui dont nous avons fait usage, n'indique qu'une quantité infinitésimale de chaleur rayonnée. .

sur la plaque veutrale, l'autre à la partie postérieure de Tabdomen, sous les ailes, il ne s'est produit aucun changement appréciable, au moment où l'appareil lumineux ventral a cessé de briller.

Ces derniers résultats concordent avec ceux qui ont été obtenus par M. Maurice Girard, sur les Lampyres (1) ; mais, ainsi que l'a fait remarquer cet auteur, il était nécessaire de se livrer à de nouvelles recherclies sur des Insectes plus lumineux que les Lampyres afin d'élucider complètement ce point intéressant delà calorification animale.

S 8. — Electricité.

Les expériences précédentes ne suffisent pourtant pas à établir que toute l'activité moléculaire existant dans l'appareil éclairant, au moment où il devient brillant, est employée à produire des rayons lumineux ; d'ailleurs, l'idée émise par quelques auteurs que la lumière animale pouvait bien être un phénomène électrique, nous imposait le devoir de rechercher avec soin si quelque manifestation électrique particulière prenait naissance, dans les organes lumineux.

* Nous avons reconnu qu'il n'existait aucune diflférence mesurable de potentiel entre l'appareil lumineux et les autres parties du corps.

La recherche a été faite au moyen de l'électromêtre capillaire de M. Lippmann, une goutte d'eau étant placée sur l'appareil lumineux prothoracique et une autre sur le prothorax, sur la ligne médiane (2).

(1) Maurice Girard, Sur la chaleur libre dégagée par les animaux invertébrés et spécialement les Insectes, Paris, 18C9.

(3) Remarque. — Les électrodes du même iDstrument appliquées Tune sur la plaque ventrale, l'autre sur la face opposée du corps de Tlnsecte et dans les points circonvoisins, nous n'avons pu noter que de très légers déplacements du ménisque de la colonne mercurielle, mais les déplacements n'offraient pas une valeur suffisante pour qu'il fut permis d'en tirer une conclusion positive. Cependant, comme ces légères variations se faisaient dans le môme sens et quoiqu'elles pussent être dues à des causes étrangères, on se demanda si elles n'étaient pas déterminées par une combustion lente s'opérant au niveau de l'organe lumineux. Dans tous les cas, cette action chimique se serait produite aussi bien quand l'organe était lumineux que lorsqu'il était éteint ; car, la déviation était manifeste dans les deux cas, au moment où on appliquait l'électrode sur le foyer ventral.

Ces déplacements se faisaient toujours dans le sens négatif.

Comme on sait d'ailleurs que cet appareil accuse ^ de volt,

on peut dire qu'il n'existe pas de différence supérieure à celte • valeur.

L'existence d'un courant fut également recherché avec soin dans le laboratoire de M. d'Arsonval, au moyen d'un électromètre assez sensible dont les fils conducteurs étaient munis d'électrodes impolarisables et trempées préalablement dans l'eau salée. On ne put déceler aucune trace de courant alors que les mêmes électrodes placées sur la langue donnaient lieu à de très sensibles déplacements dans la position de Taiguille du galvanomètre.

Nous avions un instant songé à introduire des aiguilles dans le sein même des appareils lumineux et dans les autres points du corps pour interroger les parties profondes. Mais, dans ce cas, les désordres produits par cette opération auraient pu causer des perturbations susceptibles de donner lieu à des conclusions erronées (1).

Il nous restait à rechercher si les organes lumineux pouvaient . exercer quelqu action sur l'électroscope.

M. Bourbouze se proposait de son côté, et sans que nous nous soyons concertés, de faire la même recherche sur des Lampyres.

L'expérience fut faite dans le laboratoire de M. Bourbouze qui voulut bien se charger de l'exécuter.

On se servit d'un électroscope à feuilles d'or très sensible, mais il ne donna aucune indication pouvant faire supposer l'existence d'un état électrique agissant par influence.

(1) On fît la contre-expérience suivante:

Dans une petite capsule de porcelaine à combustion, d'une longueur de quatre centimètres sur six millimètres de largeur, nous avons coulé une gelée de colle du Japon donnant une résistance à peu près analogue à celle que peut présenter le contenu du corps d'un Insecte. Sur un point de la surface de cette gelée, nous avons placé un très petit fragment de phosphore ordinaire. A l'autre extrémité de la capsule plongeait une électrode de platine. Au moyen du second conducteur terminé par un fil de platine, on pouvait toucher le petit fragment de phosphore. Or, chaque fois que le contact était établi, un courant assez constant se manifestait avec une intensité véritablement remarquable, s'élevaut à des fractions do volt. Ce courant était de sens contraire à celui qui était accusé par l'Insecte et ce dernier, en raison de sa faiblesse «xtréme, no pouvait être comparé au premier.

Ainsi donc, un très petit fragment de phosphore s'oxydant à l'air libre donnait des résultats diamétralement opposés à ceux que fournissait l'organe lumineux de riDsecte.

Il est dès lors bien démontré que toute l'énergie extériorée par rinsecte est convertie en lumière, c'est ce qui explique comment ces petits êtres peuvent produire des effets aussi intenses avec une dépense presque insignifiante, ainsi que nous le verrons ultérieurement.

On est frappé des relations qui existent entre ces résultats expérimentaux et cette donnée physique théorique, qu'un corps qui absorberait les rayons chimiques et calorifiques obscurs, en renvoyant tous les rayons colorés, paraîtrait vert clair (1). Telle est en effet la propriété si remarquable des organes lumineux du Pyrophore dont la lumière est, comme nous l'avons dit, d'un beau vert clair.