Thermopyles

“ Les autres organismes, qui ne rentrent point dans la classe des oiseaux ou des mammifères, ont été appelés animaux à sang froid, à température variable, animaux hétérothermes, parce que, à l’état physiologique normal, leur température propre suit toujours, d’assez près, les oscillations de la température du milieu qu’ils occupent. Le reptile, le batracien, le poisson, le mollusque, le crustacé, l’insecte, etc., ont à peu près la température de l’eau ou de l’air qui les entoure. Sont donc hétérothermes tous les animaux qui ne sont ni mammifères ni oiseaux. ”

“ Newport, Dutrochet, Girard, d'autres encore, opérant directement avec un thermomètre, soit mieux à l'aide de petites piles thermométriques, ont mis en évidence que les insectes dégagent de la chaleur en plus grande abondance aussitôt qu'ils se mettent en mouvement. Des expériences analogues et les observations journalières montrent chez les mammifères et chez l'homme, que l'agitation, les efforts, le tétanos donnent toujours lieu à une élévation de température et par suite à un dégagement de chaleur plus grand qu'à l'état de repos. ”

“ Il existe pour chaque espèce animale ou végétale, voire même pour chaque variété, dans certains cas, un optimum thermique, c’est-à-dire une moyenne de température qui est la plus favorable à sa croissance et à son développement. Il ne fait pas oublier, cependant, que, pour toute espèce, une certaine accommodation est possible, dont les limites sont plus ou moins restreintes. Dans bien des cas, l’on arrive aisément à faire vivre des êtres dans un milieu qui leur eût été fatal si on les y avait introduits d’emblée, à la condition de leur ménager les transitions. ”

“ Outre la chaleur résultant des réactions chimiques indispensables au maintien de la vie, chaleur fonctionnelle, l'organisme en produit une certaine quantité qui est destinée au maintien de sa température propre; car la chaleur résiduelle ne suffit pas à couvrir les pertes de calorique subies par les animaux homéothermes dans un milieu plus ou moins froid; pour que la température de ces animaux, dans cette condition, reste constante, il faut que la thermogenèse s'élève au-dessus du minimum que représente la chaleur fonctionnelle ”

“ Tel est le tableau sommaire des principaux phénomènes chimiques qui, s’accomplissant dans l’ensemble de l’économie, provoquent partout un dégagement de chaleur plus ou moins intense. Il n’y a donc pas d’organe central pour la production du feu vital, chaque élément an atomique y participe, et, s’il existe une température à peu près uniforme dans tout le corps, c’est que le sang distribue avec régularité la chaleur dans les différentes parties qu’il baigne. ”

“ La production du calorique, dans les organismes vivants, qui a pour objet une température propre, et qui résulte d'une fonction spéciale toujours en exercice, n'appartient qu'aux animaux supérieurs.
Que si, dans des conditions déterminées, les animaux inférieurs même les végétaux peuvent dégager quelque chaleur, c'est à la manière des corps inorganiques, sous l'empire de combinaisons chimiques plus ou moins variées, auxquelles se lie le mouvement de la vie, mais qui n'ont rien de l'activité, de la constance, de la régularité qu'implique une température propre. ”

“ On ne peut, au premier abord, se défendre de cette réflexion, que les insectes sont tous d'étroites dimensions ; qu'il en est même, et en grand nombre, qui sont d'une exiguïté microscopique; et que par conséquent, si élevé que fût le chiffre de chaleur qu'ils pussent dégager, ils ne seraient jamais en mesure d'éviter l'équilibre de température avec leur milieu. En sorte qu'un dégagement de calorique, absolument sans objet pour ces animaux, se déroberait à toute appréciation. ”

“ Toutefois, même quand l’accommodation se produit, le milieu nouveau agit sur l’organisme auquel il impose toujours quelques modifications de structure ou de fonctions, et l’on peut dire que pour tout être vivant il existe une température plus favorable que toute autre à son développement. L’étroitesse des limites thermiques les plus favorables à la vie d’un être donné est chose parfois étonnante, surtout si l’on considère les microbes. Le bacille de la fermentation butyrique est le plus actif à 40 degrés. ”

“ Mais avant d'entrer dans le détail de leur exposé, il nous paraît utile d'indiquer, d'après le professeur d'Arsonval, l'ensemble des conditions d'ordre physique et physiologique que doit présenter une méthode parfaite de calorimétrie animale : 10 Il faut, avant tout, que l'animal soit dans un milieu dont la température ne change pas pendant l'expérience. C'est d'abord le seul moyen d'étudier l'action
de la température du milieu ambiant sur la thermogénèse, et de pouvoir, en second lieu, faire des expériences comparatives. ”

“ Toutefois, chez les grenouilles, l'élévation de la température propre au-dessus de celle du milieu humide am- biant a été très-faible ; chez ces animaux leur excès de température sur le milieu ambiant est aussi considérable lorsqu'ils sont exposés au froid. Dans l'eau chaude, ils se mettent constamment en équilibre de température avec le liquide, et cela arrive sur les grenouilles mortes ou vivantes. Tout cela semblerait indiquer, suivant M. Delaroche, que, chez ces animaux, cette cause de la chaleur propre n'est pas la même que chez les animaux à sang chaud. ”

“ Faisons subir à ce système une série quelconque de transformations pendant lesquelles les corps ne peuvent ni céder ni emprunter de chaleur à l’extérieur du système, mais peuvent soit échanger entre eux de la chaleur, soit produire ou absorber du travail ; de plus, supposons qu’à la fin de cette série de transformations les corps reprennent leur état thermique, leurs positions et leurs vitesses primitives, à l’exception du calorimètre qui reprendra sa position et sa vitesse initiale, mais dont la température aura pu changer. ”

“ Si l'on enlève la ligature, lorsque l'on a soin de ne pas attendre trop longtemps, il y a une hyperthermie considérable qui provient sans doute de la résorption des produits sécrétés accumulés qui sont entraînés par la circulation des petits îlots où cette fonction s'est rétablie. La résorption de ces territoires tant faite, la température devient normale.
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On sait, d'ailleurs, aujourd'hui, qu'entre un microbe et une cellule de notre corps, il y a de telles ressemblances que l'on peut affirmer l'analogie d'existence. Le microbe est une cellule; nous, nous sommes des cellules. ”

“ Si dans la réalisation du phénotype actuel et évolutif la thermodynamique du milieu intervient, la thermodynamique du système vivant intervient également. La thermodynamique écologique exprime les conditions métaboliques imposées de phylogenèse et d'ontogenèse tandis que la thermodynamique biotique est associée aux facteurs organisateurs propres du phylum et de l'individu, c'est-à-dire, en dernière analyse — mais en dernière analyse seulement — au génome. ”

“ Extension du principe de la conservation de l’énergie Dans l’hypothèse que nous examinons ici, la chaleur ne serait que la manifestation des mouvements moléculaires ; la température d’un corps (et il en serait de même en général de toutes les variables qui définissent son état thermique) serait une fonction dépendant seulement des positions de ses diverses molécules et de leurs vitesses. ”

“ Cette chaleur produite à l’intérieur du corps ne peut lui être d’aucune autre utilité que la chaleur du climat ou de nos foyers. Les thermogènes purs sont donc exclusivement un procédé de chauffage par le dedans. Les alimens dont nous avons parlé tout à l’heure sous le nom de biothermogènes, réalisent également une sorte de chauffage par le dedans, mais en outre ils participent au fonctionnement vital. ”

“ Les caractères variés de la calorification des corps vivants se traduisent extérieurement par deux états thermométriques distincts, et leur température est, suivant les espèces, constante ou variable, indépendante ou dépendante de celle du milieu extérieur. Le premier cas est assez rare ; on l'observe chez l'Homme, le Mammifère et l'Oiseau, seuls êtres pourvus d'un-foyer calorifique interne assez puissant pour réagir victorieusement contre les variations extérieures, et maintenir sensiblement constante, sous tous les climats, la température du corps. ”

“ PHYSICO-TROPISMES. — Thermotropisme. — C'est un tropisme dû à l'action de la chaleur : les cellules (Amibes, leucocytes) se dirigent du côté où la température est la plus élevée ou bien du côté où elle est la plus basse (thermotropisme négatif) . Une expérience très exacte peut être faite sur les Paramécies (Paramaecimn aurelia) ; la figure 10 montre qu'à une température uniforme de 190 ces êtres se répandent également dans tout le liquide (eau) où on les observe ”

“ La faculté de produire ainsi de la chaleur leur est commune à tous : mais la plupart de ces êtres développent si peu de calorique, qu'il ne peut être apprécié par nos thermomètres ordinaires ; tandis que chez d'autres la production de la chaleur est si grande, qu'on n'a même pas besoin d'instruments de physique pour en constater l'existence.
Cette différence énorme dans la faculté de produire de la chaleur occasionne des différences correspondantes dans la température des divers animaux. ”

“ Optimum et branche descendante. — Dans un système inerte, la vitesse de la réaction croît indéfiniment avec la température. Dans les réactions dont le siège est la matière vivante, au contraire, on observe toujours un maximum vers 35-45°, suivi d’une chute brusque. Cela traduit l’action nocive que les températures élevées exercent sur le cytoplasme, siège de la réaction. La courbe A indéfiniment ascendante traduit l’action accélératrice de la température ; la courbe B exprime l’altération rapide du
cytoplasme ou des enzymes par la chaleur. ”

“ Considérons maintenant les organismes homéothermes, les êtres dont la température à peu près fixe ne suit guère les oscillations thermiques du milieu extérieur. Un mammifère ou un oiseau résiste à des froids considérables. Si c’est un indigène des régions froides, muni d’une épaisse fourrure ou d’un plumage chaud, et en situation de se procurer la nourriture dont il a besoin, il peut vivre dans un milieu à 50 degrés au-dessous de zéro, sa température restant fixe et normale. ”

“ A 0° la vie est à peu près nulle et les diverses fonctions du protoplasma ne s'exécutent qu'au-dessus de cette température et avec une énergie toujours croissante jusque vers 38 à 40°, comme le montre la courbe de Richet 1. Au-dessus de 45 à 50°, le protoplasma animal meurt. Celui de quelques végétaux (algues des eaux thermales) peut résister jusqu'à 55 à 65°.
Le ralentissement des phénomènes vitaux, dans les basses températures voisines de 0° et leur réveil avec la chaleur, caractérise la vie oscillante que présentent un très grand nombre d'êtres vivants. ”

“ Parmi les causes extérieures à l'individu qui peuvent modifier en lui les fonctions de la thermogénèse, une des plus importantes est sans contredit la température extérieure. Vivant dans une atmosphère d'une température ordinairement inférieure à la sienne propre, l'animal émet constamment une certaine quantité de chaleur, mais cette quantité de chaleur émise est-elle exactement proportionnelle à la différence constatée entre la température de l'animal et celle du milieu ambiant ”

“ Pour un même corps, la perle de chaleur dépend de la différence de température avec le milieu ambiant, variant dans le même sens, et même proportionnellement si la différence est faible. Pour un animal déterminé, dont la température est constante, la perte de chaleur par unité de temps devrait être d'autant plus grande que la température extérieure est plus basse, si cet animal ne subit pas de modifications par suite du refroidissement même. ”

“ Enfin l’on remarquerait que les changements dans l’état moléculaire des corps sont liés à leur état thermoscopique ; que l’eau, par exemple, se dilate ou que ses molécules s’écartent jusqu’à prendre l’état gazeux ; qu’elle se contracte, ou que ses molécules se rapprochent jusqu’à prendre l’état solide ; que le thermoscope, plongé dans la neige ou dans l’eau bouillante et soumis à l’irradiation d’un corps incandescent, ne bouge pas tant qu’il y a de la neige à fondre ou de l’eau à vaporiser. ”

“ Il se pourrait que cette constance de la thermogenèse manifestât seulement un retard dans l'adaptation des homéothermes à une condition nouvelle.
Il y a en effet plusieurs exemples d'adaptation lente de l'organisme au milieu thermique ; l'organisme n'est pas capable de modifier instantanément sa production de chaleur. ”

“ On a vu encore que tous les corps organisés jouissaient, en hiver, de quelques degrés de chaleur supérieure à celle des corps bruts et inorganiques. Ainsi le tronc d'un arbre, l'insecte, quoiqu'engourdis pendant l'hiver, gardent cependant un peu de chaleur que le thermomètre fait apercevoir. Les quadrupèdes qui s'endorment pendant l'hiver, conservent encore une petite partie de leur chaleur. ”

“ Des lueurs peuvent se prêter à des commencements d’analyse. La synthèse reste hors de notre présente atteinte. Notre loi n’est-elle pas de procéder par voie de recoupements ? Une évolution qui « dissocie », c’est-à-dire raréfie le substratum à de très hautes températures, appelle une évolution qui le « ressocie », le condense par le refroidissement, nous suggérant un cycle, de la plus haute température à la plus basse, qui retourne elle-même, par des chocs d’astres, au maximum thermique d’où le rayonnement ramènera un maximum de froid. ”

“ La chimie exige trop de chaleur, et c'est pour éviter une chimie trop thermogène que le monde des vivants est le monde des micelles et des particules, afin de faire de la physique, plutôt que de la chimie. ”

“ Si la formation d'une substance de réserve est une réaction endothermique, inversement la digestion de cette même substance est exothermique. On a donc le droit de penser que, tout compte fait, l'organisme végétal peut quelquefois produire de la chaleur.
Les échanges extérieurs les plus généraux, tels que l'absorption d'oxygène et l'émission d'anhydride carbonique, ayant frappé tout d'abord les chimistes et les physiologistes, on s'est demandé s'ils ne pouvaient pas être en rapport direct avec les phénomènes de thermogénèse. ”