S"* APPAREIL

Bois de sapin 19,5 centim.

i2 roillimèt.

lâmillimèt.

4 millimèt.

1 3 centimèt.

Sphère de laiton

pesant 3^,5.

Ces appareils sont extrêmement sensibles ; pour donner une idée de cette sensibilité, je dirai qu'il m'a, parfois, été impossible d'opérer lorsqu'il faisait beaucoup de vent à l'extérieur ou lorsqu'il y avait eu un brusque refroidissement de la température. Les petits courants d'air passant par les fentes des portes et des fenêtres closes déterminaient des oscillations continuelles du fléau.

Passons, actuellement, à la manière d'opérer : le support sur lequel pose librement l'instrument étant

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placé sur une table bien fixe, située à un mètre ou deux de la muraille de l'appartement et tourné de manière que le fléau oscille dans un plan parallèle à cette muraille^ on tend horizontalement, sur celle-ci, à Taide d'épingles ou de petits clous, un fil d'une teinte tranchée, blanc si la tapisserie est foncée, noir si elle est claire. L'horizontalité du fil se trouve aisément en suspendant, devant lui, un fil à plomb et en modifiant sa position jusqu'à ce qu'il forme, avec la verticale, quatre angles qui paraissent bien égaux. Ce moyen est suffisamment précis pour le genre d'expériences que j'avais à eflfectuer.

On possède alors une ligne de repère à laquelle la face supérieure du fléau doit être parallèle chaque fois qu'il y a équilibre. Pour constater si ce parallélisme existe, ou pour observer les angles que le fléau fait avec l'horizontale, l'expérimentateur, fermant un œil, se place de manière que le rayon visuel, rasant le pian du disque de carton, aille rencontrer le fil tendu sur le mur. , Supposons, pour fixer les idées, qu'il s'agisse de déterminer la position du centre de gravité d'un insecte à l'état de station : l'individu sur lequel on veut faire l'expérience est, préalablement tué ou engourdi * à l'aide de la vapeur d'éther ; on le saisit ensuite délicatement, en prenant toutes les précautions pour ne pas le froisser, et on lui écarte les pattes dans une position naturelle. Puis on le pose sur le disque de l'instrument, de façon que

*■ Les individus sur lesquels on se propose d'opérer doivent toujours être tués depuis très-peu de temps ; il est même préférable de se borner à les engourdir ; beaucoup d*inseotes que j'ai essayés se sont trouvés dans ce cas et revenaient à leur état normal après les expériences.

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Taxe de son corps soit au-dessus du diamètre gradué longitudinal. L'appareil incline alors soit dans un sens soit dans l'autre ; à Taide d'une aiguille emmanchée ou d'une longue épingle, on fait avancer ou reculer l'insecte, jusqu'à ce que le fléau soit horizontal et revienne, de luimême, après quelques oscillations, à cette position d'équilibre, lorsqu'on l'en écarte.

A cet instant, le centre de gravité de l'animal qui est situé, ainsi que je le démontrerai plus loin (| III), dans le plan vertical qui passe par l'axe du corps, est placé au-dessus du point zéro de la graduation. Observant avec une loupe un peu forte, on note, d'abord, la région du corps qui renferme le centre de gravité, proto, méso, métathorax ou anneau abdominal

Je ferai ici une parenthèse pour expliquer quelquesuns des termes dont je me servirai plus loin. Tous les naturalistes qui ont étudié l'organisation des insectes savent que les zoonites sont loin d'être toujours égale- DDient développés au-dessus et en dessous ; il est donc absolument nécessaire d'indiquer queHe est la face du corps que l'on avait en vue en observant; de là les mots face tergale, face ventrale qui se rencontrent dans mes tableaux. J'y signale aussi, très-souvent, la position du centre de gravité par rapport aux hanches ou aux trochanters de telle ou telle paire de pattes. En effet chez les insectes à élytres ou dont les ailes sont peu transparentes, on ne voit pas, l'animal étant au repos, la face tergale de l'abdomen; la face ventrale se voit mal et de profil ; mais on distingue très-bien les pattes, les trochanters et souvent les hanches. Les mots trochanters de la deuxième paire, trochanters de la troisième paire, etc. signifient donc, dans mes tableaux, que le centre de gra-

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vite se trouvait au-dessus de la ligne transversale joignant ces pièces des organes locomoteurs *.

Revenons à l'expérience : employant encore la loupe * et regardant directement par-dessus, on observe à quel point de la graduation (millimètres et fractions de millimètre) répond Textrémité postérieure de l'abdomen. On obtient ainsifla distance du centre de gravité à l'extrémité postérieure (du corps. Cette extrémité est préférable à l'extrémité céphalique où les palpes et les mandibules gênent et permettent difficilement des mesures exactes.

Cela fait, on enlève l'insecte de l'appareil et, à l'aide d^un compas dont on reporte les pointes sur une règle divisée, on mesure 1^ la longueur totale, de l'extrémité postérieure du corps au bord antérieur du labre, 2"* la largeur du corps dans la région du centre de gravité, 3^ sa plus grande largeur.

J'appelle position relative du centre de gravité, sa position par rapport à une quelconque des parties du corps, anneau, hanche, trochanter, etc. Je nomme position absolue du centre de gravité le nombre qu'on obtient eh calculant le rapport entre la distance du centre de gravité à l'extrémité postérieure du corps et la longueur totale de l'animal. Les quotients 0,50, 0,67, par exemple, obtenus de cette manière, signifient que la distance du centre de gravité à l'extrémité postérieure est les cinq dixièmes ou les soixante-sept centièmes de la longueur du corps. Ils montrent, immédiatement et indépendam-

* On peut, sans inconvénient, et il m'est souvent arrivé de recourir à cette modification, placer Fanimal sur le dos ; on voit encore mieux ainsi la situation du centre de gravité par rapport aux hanches ou aux anneaux abdominaux.

* L'emploi de la loupe permet d'évaluer trôs-approximalivemenl les fractions de millimètres.

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ment de la forme et de Tétendue des anneaux, si le centre de gravité est au milieu de Tinsecte, plus rapproché de la tête ou plus voisin du dernier somite.

Quant aux Indications de longueur et de plus grande largeur, elles trouveront leur application dans les paragraphes suivants. Les procédés à employer dans le cas de positions autres que la station, telles que le vol, la natation, etc. *, seront également exposés plus loin. Je dirai seulement que, si Ton a pris les précautions convenables, le même insecte peut servir à plusieurs expériences, en lui disposant successivement les membres dans différentes attitudes. J'ai eu fréquemment recours à cette ressource, ce qui explique, dans mes tableaux, la répétition de certains nombres identiques.

im.

Le centre de gravité est situé dans le plan vertical médian qui passe par taxe longitudinal du corps.

On sait que, chez l'homme, la ligne de gravitation, ou la verticale menée par le centre de gravité, est comprise dans le plan vertical qui divise le corps en deux moitiés égales, droite et gauche ^. Il doit en être ainsi chez tous les animaux à corps symétrique, comme les vertébrés et les articulés.

Les expériences que j'ai faites sur des insectes pour

^ On me fera certainement le reproche de né pas parler du saut des insectes. Des circonstances indépendantes de ma volonté m*ont empêché, jusqu'à présent, de réunir assez de résultats exacts concernant cette manifestation toute particulière de l'activité des articulés pour m'en occuper dans ce premier essai.

' Weber, Mécanique des organes de la locomotion chez Thomme. (Encyclopédie anatomique, tome II, p. 309.) Paris, 1843.*

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CHEZ LES INSECTES. il

Térifier Texactitude de cette supposition ne pouvaient donc rien apprendre de nouveau ; néanmoins^ les résultats qu'elles m'ont donnés ont leur importance propre, puisqu'ils permettent d'affirmer un fait qui, avant les essais dont il s'agit, ne pouvait être considéré, a priori, comme certain ; car la symétrie qu'on observe dans les parties extérieures des insectes n'existe plus, avec la même exactitude, pour les viscères si développés de l'appareil digestif.

Les expériences ont porté sur le Dytiscus dimidiatus femelle et YHydrophilus piceus femelle, insectes dont le corps est assez large pour permettre des mesures exactes. Ces animaux vivants, mais engourdis par la vapeur d'éther, ont été placés horizontalement sur le dos, les pattes symétriquement disposées et l'axe de leur corps perpendiculaire à l'axe de l'appareil, c'est-à-dire à la ligne médiane divisée qui joint les extrémités du levier.

J'ai trouvé ainsi, après les tâtonnements habituels, que, pour les deux individus, l'instrument était horizontal lorsque le centre de gravité de l'ensemble se trouvait verticalement sous les crêtes sternales des différents zoonites tboraciques, ou sous la ligne médiane des zoonites abdominaux. Ce qui montre donc que le centre de gravité des coléoptères en question se trouvait effectivement dans le plan vertical médian passant par l'axe du corps.

Le centre de graviié occupe une position à très-peu près identique chez les insectes de même espèce et de même sexe, dans la même attitude.

La proposition qui sert de titre à ce paragraphe parait

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i 2 ^ POSITION DU CENTRE DE GRAVITÉ

évidente a priori. Il était cependant important de s'assorer si Texpérience en démontrait l'exactitude. Elle est, en effet, le point de départ de recherches beaucoup plus intéressantes, et si mes essais m*en avaient prouvé la fausseté, si j'avais trouvé que le centre de gravité pouvait, chez les divers individus de même sexe d'une même espèce, dans la même attitude, occuper des positions notablement différentes , il y aurait eu beaucoup de vague dans l'interprétation des changements de situation du centre de gravité qui résultent des positions relatives des diverses parties d(î Tanimal, dans la marche, le vol ou la natation.

J'ai réuni, dans le tableau suivant, les nombres fournis par quelques expériences faites sur des insectes de même sexe dans la position de la marche naturelle propre à chaque espèce.

Comme il n'y a jamais identité absolue de structure entre deux individus, les valeurs obtenues ne sont que bien rarement mathématiquement égales ; mais elles sont toujours si voisines, bien que les expériences faites sur une même espèce aient souvent été affectées à une année d'intervalle, qu'on peut regarder le résultat général comme très-satisfaisant.

Je n'ai pas voulu ajouter à ce tableau les nombres que m'avaient donnés certaines espèces dans des attitudes pfus mouvementées, parce qu'ils trouveront mieux leur place dans d'autres parties de cette notice.

CHEZ LES llfSECTES.

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Quelques-unes des mesures inscrites dans ce tableau doivent recevoir un mot d'explication: Pour les forficules, la mesure de la distance du centre de gravité à Textrémité de l'abdomen et celle de la longueur du corps ont été obtenues en ne tenant pas compte des appendices en forme de pince. Ces appendices sont, du reste, si légers que leurs différences de longueur n'influent pas si^a position relative du centre de gravité.

Pour les Oedipodes, l'altitude des insectes pendant les expériences n'a pas été absolument celle de la marche. Les cuisses postérieures étaient verticales et les jambes parallèles aux cuisses.

iV. ' ^

Le centre de gravité est-il toujours situé dans la portion la plus large du corps de l'insecte ?

Dans les nombreuses expériences auxquelles j'ai soumis les insectes pour la détermination de la position de leur centre de gravité, j'ai toujours pris note: 1° de la largeur de la région qui comprend le centre de gravité: 2* de la plus grande largeur du corps.

Il semble, au premier abord, que le centre de gravité d'un insecte doit être constamment situé dans le zoonite qui offre le plus grand diamètre; les mesures que j'ai prises avaient pour but de rechercher s'il en était réellement ainsi.

Dans le cas où l'expérience aurait confirmé cette hypothèse, il en serait résulté que la seule inspection de la forme extérieure 4e l'animal suffît pour désigner, à fort peu près, l'endroit du corps où se trouve le centre de gravité; mais l'expérience donne, en général, un résultat

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lûlument différent. Il est rare que le centre de gravité ibe dans la portion du corps qui présente la plus nde largeur, et la forme extérieure ne permet que dans cas particuliers de deviner la situation du point en ;stion.

Un premier groupe d'articulés chez lesquels le centre gravité doit se rencontrer dans Tanneau le plus large, iprend les animaux qui, vus au-dessus, présentent un tour sensiblement elliptique, et dont l'épaisseur du ps croît régulièrement de la périphérie vers le milieu cette ellipse. Aussi voit-on, par exemple, le centre de -.vite situé au milieu du corps et dans sa partie la plus

je chez les crustacés isopodes du genre porcellion. II est a peu près de même pour plusieurs de nos coléopes aquatiques, pour les scarabéiens, les élatérides et méloés. J'ai noté le fait chez les espèces suivantes:

Acilius sulcatus, femelle.

Hydrophilus piceus, femelle.

AnisopHa horticola, femelle,

Anomala Frischii, femelle.

Melolontha vulgaris, mâle.

Lacon murinus, mâle.

^ Meloe proscarabseus, mâle.

Un deuxième groupe est celui des insectes a corps lilire et à peu près aussi large dans toutes ses régions, st ce que vérifient les :

Telephorus fuscus, femelle.

Telephorus lividus, femelle.

Ocypus morio.

Si; au coùtrâire, le corps présente une suite d'anneaux

iamètres très-variables, comme, par exemple, dans le

d'un thorax robuste et d'un abdomen long et étroit,

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il ne sera plus possible de se figurer, a priori, la position occupée par le centre de gravité, et il suffira de trèspetites différences dans la forme et les dimensions de tel ou tel anneau pour que le centre de gravité se rencontre ou ne se rencontre pas dans la région la plus large du corps chez des insectes très-voisins. Je citerai, à l'appui de ce que j'avance ici, les résultats que m'a donnés la famille des Odonates ; tous ses représentants ont presque le même aspect extérieur, et cependant, malgré cette quasi identité de structure, j'ai trouvé, dans les positions relatives du centre de gravité, les différences suivantes :

Agrion puella (femelle) ' Premier tiers du 3"^ anneau abdominal. Agrion sanguinea Bord postérieur du 2*°« anneau abdomin.

Libellulaconspurcata (femelle) Bord postérieur du métathorax. Libellula vulgata (femelle) Sillon entre le métathorax et Fabdomen. Gordulia metallica (femelle) Bord postérieur du métathorax. Aeschna grandis (femelle) Milieu du 2,^^ anneau abdominal *.

Chez Y Agrion puella seule, le centre de gravité s'observe au point le plus large du corps.

Je pourrais multiplier les exemples ; je me bornerai à donner la position du centre de gravité dans trois espèces du groupe également très-naturel des Muscides.

Musca corvina Premier anneau abdominal.

Lucilia Gœsar Bord postérieur du métathorax.

Galliphora vomitoria Sillon entre Tabdomen et le métathorax.

Enfin, il existe des insectes^ comme les Hyménoptères du genre Bombus, où le centre de gravité tombe dans la région la plus étroite du corps, le pédoncule qui unit l'abdomen au thorax '.

*■ Pour que les résultats fussent comparables, tous les insectes de ce groupe ont été placés sur l'appareil avec les ailes étendues horizontalement dans la position du vol.

* Bombus terrestrUf Bombus muscomm, Bombus lapidaria.

Je conclus de ces faits que, toutes les fois que dans les recherches sur la mécanique des animaux, on a besoin, pour asseoir un raisonnement ou une théorie de la position du centre de gravité d'une espèce donnée, on ne saurait, avec quelque certitude, se borner a déduire la situation relative de ce point de la forme extérieure du corps; il faut déterminer cette situation expérimentalement '. Ainsi, pour citer un exemple, malgré tous les travaux scientifiques dont le cheval a été l'objet, on est surpris et peiné de trouver encore le passage suivant dans le remarquable traité de physiologie de M. G. Colin * : « Le centre de gravité dont la position eooacte n'a jamais été déterminée correspond, à peu près, à Tintersection de deux lignes, l'une verticale tombant en arrière de l'appendice xiphoïde du sternum, Tautre horizontale séparant le tiers moyen du tiers inférieur du corps. Conséquemment, la ligne de gravitation (est) voisine du plan de la huitième côte »

i VI.

De la situation du centre de gravité dans les deux sexes d'une même espèce.

Le centre de gravité occupe évidemment des positions absolues et relatives très-différentes chez les deux sexes

^ Ce sont évidemment des considérations de cette nature qui ont engagé M. Monoyer à déterminer par l'expérience la position du centre de gravité chez les poissons. On sait combien les résultats que ce savant a obtenus lui ont fait modifier la théorie de Féquilibre et de la natation de ces animaux (Contribution à l'étude de Téquilibre et de la locomotion chez les poissons. Annales des Sciences natur., 5»« série, tome VI, page 5, 1866).

* Traité de physiologie comparée des animaux, â"»» édit., pp. 416 et 417, fig. 52 et 54. Paris, 1871.

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18 POSITION Di] CENTRE DE GRAVITÉ

d'espèces telles que le Lampyris nociiluca, le Lucohus cenms, le Liparis dispar, etc., dont le mâle et la femelle se distinguent par des caractères si tranchés qu'une personne peu familiarisée avec l'entomologie ne les rangerait pas dans le même genre. J'ai laissé ces cas exceptionnels de côté pour ne porter mon attention que sur les espèces • rentrant dans la loi commune.

La grande majorité des insectes femelles diffère des mâles par un port plus massif et surtout un abdomen plus ^ volumineux; aussi étais-je persuadé, au début de mes recherches, que le centre de gravité des femelles était presque toujours placé plus en arrière que chez l'autre sexe.

. L'expérience ne confirme cependant pas cette prévision, et l'on voit, par le tableau qui suit, que l'inverse peut aussi exister. De huit espèces essayées, cinq présentent effectivement le centre de gravité plus voisin de l'extrémité anale et, par suite, un rapport entre la distance du centre de gravité à l'extrémité de l'abdomen et la longueur totale du corps plus petit chez les femelles que chez les mâles; mais trois autres montrent, chez les femelles, le centre de gravité plus rapproché de la tête et un rapport plus grand. Ce qu'il y a de plus singulier encore, c'est que les deux dispositions contraires se rencontrent chez des espèces voisines ou, tout au moins, appaffi^nant au même groupe ;comine les lÀbellula conspurmta et Ldbelhtla mlgataj, les Melolontha vulgaris et Oryctes nasicornis.

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