Questions scientifiques - La Théorie de l’énergie et le monde vivant/02
- A. Chauveau : La Vie et l’Énergie chez l’animal ; 1894. — La Valeur énergétique des alimens (Académie des sciences) ; 1897. — F. Laulanié : Énergétique musculaire ; 1898. — J. Loeb : La Physiologie générale, son but et son histoire (Pfluger’s Archiv) ; 1898. — A. Gautier : Leçons de Chimie biologique ; 1897.
Malgré les efforts d’un petit nombre d’expérimentateurs depuis Harvey jusqu’à Magendie, la science de la vie n’avait suivi qu’avec lenteur le progrès des autres sciences de la nature. Elle était restée longtemps embrumée de scolastique et encombrée de systèmes tels que l’animisme et le vitalisme qui faisaient régir les phénomènes vitaux par un principe distinct de la matière universelle et des forces physiques, et accentuaient ainsi leur différence avec les autres phénomènes de la nature.
Ces systèmes dominaient dans les écoles au temps de Lavoisier ; ils faisaient encore échec à la méthode expérimentale au temps de Claude Bernard. C’est à peine s’ils ont entièrement disparu de nos jours. En 1878, un médecin éminent, qui a occupé l’une des situations le plus en vue du haut enseignement, E. Chauffard, a tenté de restaurer l’animisme de Stahl. Plus récemment enfin nous avons vu les découvertes dues à des savans étrangers en possession d’une légitime réputation, Heidenhain (de Breslau) et Ch. Bohr (de Copenhague), servir à ressusciter sous le nom de « néo-vitalisme » une doctrine bien proche de celle que défendaient au siècle dernier Bordeu et Barthez. Ce néo-vitalisme contemporain emprunte à son devancier son principe fondamental, à savoir la spécificité non seulement formelle mais essentielle du fait vital et son irréductibilité absolue au fait physique. A la vérité le vitalisme ancien se complétait par une autre notion que le progrès des idées ne permettrait pas de relever aujourd’hui. Il considérait les phénomènes physiologiques comme les « effets immédiats » d’une cause spéciale, d’un agent en quelque sorte personnifié, le principe vital, extérieur au corps vivant, indépendant de sa substance, lié à elle temporairement, travaillant pour ainsi dire avec des mains humaines, accomplissant des faits et gestes qui forment l’histoire même de la vie, et quittant à la fin le corps qui lui servait d’hôtellerie, non peut-être sous la forme d’un papillon, comme le voulait le gracieux génie des Grecs, mais d’une manière tout aussi réelle quoique moins sensible. Les vitalistes du moyen âge, les Paracelse, les Van Helmont, avaient démembré ce principe animateur en principes subalternes, et multiplié sous le nom d’archées ces personnifications. On en retrouve quelque trace dans les propriétés vitales de Bichat et des auteurs plus modernes, fantômes que Cl. Bernard aimait à comparer aux nymphes, aux dryades et aux sylvains de la mythologie.
En face des médecins et des philosophes qui expliquaient la vie par la libre activité d’un principe vital, distinct ou non de l’âme pensante, se dressait le système adverse, le mécanicisme. L’esprit scientifique a éprouvé à toute époque une vive prédilection pour cette doctrine et, de nos jours, il a fini par l’adopter et s’y confondre. L’ordre vivant et l’ordre physique sont ici ramenés à un ordre unique, parce que tous les phénomènes de l’univers sensible sont eux-mêmes réduits à un mécanisme identique et représentés au moyen de l’atome et du mouvement. Cette conception du monde que les philosophes de l’école d’Ionie avaient imaginée dès la plus haute antiquité, que Descartes et Leibniz modifièrent plus tard, a passé dans la science moderne sous le nom de théorie cinétique. La mécanique des atomes pondérables ou impondérables contient l’explication de toute phénoménalité ; qu’il s’agisse de propriétés physiques ou de manifestations vitales, le monde objectif ne nous offre, en dernière analyse, que des mouvemens : tout phénomène s’exprime par une intégrale atomistique, et c’est là la raison intime de cette unité majestueuse qui règne dans la physique moderne. Les forces qui sont mises en jeu par la vie ne se distinguent plus, à ce degré ultime de l’analyse, des autres forces naturelles ; tout se confond dans la mécanique moléculaire.
Sans contester la valeur philosophique de cette doctrine, qui d’ailleurs a justifié son empire sur les sciences physiques par les découvertes qu’elle y a provoquées, on peut cependant faire observer qu’elle n’a été à peu près d’aucun secours à la biologie. Précisément parce qu’elle descend trop profondément au fond des choses et qu’elle les analyse à outrance, elle cesse de les éclairer. Il y a trop loin de l’atome hypothétique au fait apparent et concret pour que celui-ci puisse rendre compte de celui-là ; le phénomène vital s’évanouit avec sa physionomie propre ; on n’en aperçoit plus, on n’en saisit plus les traits spécifiques ni universels. Au contraire, la théorie de l’énergie conduit à une conception tout aussi générale, mais en même temps plus sûre, plus compréhensive, et assez près de la réalité pour se traduire dans des faits et s’y retremper sans cesse. Son introduction en biologie date à peine d’hier, et déjà elle y a pris une place considérable et rendu de grands services. Elle a inspiré des recherches pleines d’intérêt, elle a renouvelé l’aspect de quelques parties de la physiologie. Elle commence à pénétrer dans le haut enseignement de quelques universités en Allemagne, en Amérique, et en France même. M. Chauveau est, chez nous, le représentant le plus éminent de ces tendances nouvelles ; ses travaux et ceux de ses élèves forment la contribution la plus importante qui ait été apportée (de notre temps) à la constitution de l’Energétique physiologique.
La doctrine de l’énergie a été conçue en physiologie avant de passer en physique et d’y faire la merveilleuse fortune que l’on sait. Robert Mayer était un naturaliste et un médecin ; Helmholtz était physiologiste autant que physicien. L’un et l’autre avaient vu dès l’origine dans la notion nouvelle un puissant instrument de pénétration physiologique. La publication dans laquelle R. Mayer exposait, en 1845, ses vues remarquables, du Mouvement organique dans ses rapports avec la nutrition, et le commentaire d’Helmholtz ne laissent pas de doute à cet égard. Les Remarques sur l’équivalent mécanique de la chaleur, d’un caractère plus particulièrement physique, sont postérieures de six années à ce premier ouvrage.
La doctrine de l’énergie ne fait donc que retourner aujourd’hui à la science qui a été son berceau. Elle y revient consacrée par les démonstrations de la physique, comme la plus générale des doctrines qui aient jamais été proposées en philosophie naturelle et comme la moins chargée d’hypothèses. Elle réduit à deux principes fondamentaux la multitude des principes particuliers ou le petit nombre de principes déjà qualifiés de généraux qui régissent les sciences de la nature. On démontre sans trop de peine que le principe de Robert Mayer, convenablement entendu, contient le principe de l’inertie de la matière posé par Galilée et Descartes ; celui de l’égalité de l’action et de la réaction proclamé par Newton ; celui même de la conservation de la matière (ou mieux de la masse) dû à Lavoisier ; et enfin, la loi expérimentale d’équivalence à laquelle est attaché le nom moins célèbre du physicien anglais Joule, d’où l’on fait sortir le principe de Hess et le « principe de l’état initial et de l’état final » de Berthelot.
Et, de même, le principe de Carnot entendu à la façon large et compréhensive des théoriciens contemporains tels que William Thomson (lord Kelvin), Le Chatelier, etc., peut être considéré comme la loi universelle de l’équilibre, mécanique, physique, chimique. Il renferme, comme l’a montré G. Robin, le principe des vitesses virtuelles de d’Alembert, et, selon les physiciens actuels, les lois particulières de l’équilibre physico-chimique et de l’équilibre chimique.
Ces deux principes résument donc toute la science de la nature. Quelques métaphysiciens pensent qu’il est possible de leur donner un couronnement philosophique. Comme la véritable signification de ces lois est d’exprimer la relation nécessaire de tous les phénomènes de l’univers, leur liaison génétique ininterrompue, et par conséquent leur homogénéité réelle opposée à leur diversité apparente, on pourrait les faire découler de l’ « Idée de continuité » de la nature par opposition à la « discontinuité psychique ». L’unité dans le monde, la diversité dans l’esprit, c’est la doctrine fondamentale de E. Kant. Et ainsi la philosophie naturelle de notre temps se personnifierait dans les trois noms de Kant, de R. Mayer et de Carnot.
Il y aurait peu d’apparence qu’une doctrine si universelle et si bien vérifiée dans le monde physique dût s’arrêtera ses confins et rester sans valeur pour le monde vivant. Une telle supposition serait contraire à cet esprit de généralisation qui est l’esprit même de la science et qui consiste à croire à l’existence, à la constance, et à l’extension des lois élémentaires.
Les savans ont toujours procédé de la même façon dans les circonstances de ce genre. Ils ont appliqué à l’ordre, inconnu, des phénomènes vivans les lois les plus générales de la physique de leur temps : application qui s’est trouvée légitime et que l’expérience a vérifiée lorsqu’il s’agissait véritablement de lois fondamentales, application au contraire malheureuse, maladroite, repoussée comme un grossier matérialisme lorsqu’elle était faite à faux. Pour Descartes, le corps était une machine montée fonctionnant suivant les lois de la nature physique ; mais il lui appliquait des règles trop particulières en le considérant comme formé des seules machines alors connues : ressorts, leviers, pressoirs, cribles, tuyaux, cornues et alambics. Au contraire Leibniz, avait pleinement raison de dire : « Le corps se développe mécaniquement, et les lois de la mécanique ne sont jamais violées dans les mouvemens naturels. » Claude Bernard avait encore raison en appliquant aux êtres vivans le principe général de Galilée, de l’inertie de la matière, c’est-à-dire en affirmant que la spontanéité vitale n’était qu’une apparence et une illusion ; que les phénomènes vitaux étaient toujours provoqués ; qu’ils étaient la réplique à une excitation extérieure, le résultat du conflit entre la matière vivante et les agens physiques ou chimiques qui la sollicitent à l’action et qui sont toujours étrangers à elle lors même qu’ils sont logés avec elle dans l’enceinte de l’organisme.
En appliquant aux êtres vivans les lois si générales de l’Energétique, on suit donc la marche constante de la science et on se conforme à sa méthode traditionnelle. On ne peut douter qu’une telle application ne soit légitime et que l’expérience ne doive la justifier a posteriori. C’est ce qui a lieu, en effet.
Le monde vivant comme le monde inanimé ne nous offre donc rien autre chose que des mutations de matières et des mutations d’énergie. Le mot phénomène n’a pas une autre signification quel que soit le théâtre où il se produise. Les manifestations si variées, qui traduisent l’activité des êtres vivans correspondent à des transformations d’énergie, à des changemens d’une espèce ou d’une variété dans une autre, conformément aux règles d’équivalence fixées par les physiciens. Dans le monde physique, ces formes spécifiques d’énergie sont peu nombreuses. Quand on a nommé les énergies mécaniques, l’énergie chimique, les énergies rayonnantes, calorifique, lumineuse, l’énergie électrique avec laquelle se confond l’énergie magnétique, on a épuisé la liste des acteurs qui occupent la scène du monde, au moins de ceux que l’on connaît.
Est-il permis de dire que la liste est close et que la science ne découvrira pas ultérieurement d’autres formes ou d’autres variétés spécifiques d’énergie ? Non, à coup sûr. Une telle affirmation serait aussi ambitieuse qu’imprudente. L’histoire des sciences physiques doit nous rendre plus circonspect. Elle nous enseigne qu’il n’y a guère plus d’un siècle que l’énergie électrique a fait son entrée en scène et que l’on a commencé à connaître l’électricité. Cette découverte dans le monde de l’énergie, accomplie pour ainsi dire sous nos yeux, d’un agent qui joue un si grand rôle dans la nature, laisse pour l’avenir la porte ouverte à d’autres surprises.
Cette réserve est d’une haute importance au point de vue de la réduction des phénomènes de la vie à l’Energétique universelle. Elle permet, en effet, d’admettre qu’à côté des formes d’énergie que l’on sait leur être communes avec le monde physique il existe, chez les êtres vivans, des formes qui leur semblent particulières. Elles sont encore trop mal connues pour qu’on ait pu les chercher en dehors d’eux. Ces formes d’énergie que l’on peut supposer chez les animaux existent sans doute dans le monde physique, et elles devront s’y retrouver quand nos moyens d’investigation auront fait des progrès suffisans. Dans l’état actuel des choses, on n’a besoin d’en admettre la possibilité qu’en raison de la particularité des phénomènes de la vie et de l’animalité qui sont les plus spéciaux et les plus hétérogènes aux phénomènes physiques. Grâce à cette précaution, on comprend à la fois, par quels caractères essentiels les phénomènes vitaux se réduisent d’ores et déjà à la physique universelle, et par quelles différences provisoires ils en restent encore séparés. On échappe dès lors à cette accusation de matérialisme grossier et évidemment erroné que méritent, au même titre que Descartes et Boerhave, ces scientifiques intransigeans qui prétendent trouver dans les machines actuelles de nos laboratoires le modèle de tous les mécanismes, même les plus complexes de l’économie animale ; tentative aussi vaine que celle d’un iatro-mécanicien essayant d’expliquer avant les découvertes de Lavoisier les phénomènes élémentaires de la respiration, ou les phénomènes de l’excitation des nerfs avant le temps de Volta.
Mais d’un autre côté, on aperçoit aussi la part profonde de vérité qui se cachait au fond de ce matérialisme outré et maladroit ainsi que dans cet obscur instinct uniciste qui a poussé les biologistes de tous les temps à ramener les phénomènes de la vitalité sous l’empire de la physique générale.
Dès à présent, nous connaissons certainement le plus grand nombre des formes d’énergie communes au monde vivant et à la nature brute ; ce sont les mêmes énergies, chimique, thermique, mécanique, avec leurs mêmes caractères de mutabilité, leur barème d’équivalence, leurs états actuel et potentiel.
Si, derechef, il arrive, comme il est advenu au siècle dernier pour l’électricité, que quelque forme inédite d’énergie surgisse des recherches physiologiques, nous pouvons affirmer en toute confiance que cette énergie nouvelle n’obéira pas à des lois nouvelles. Elle s’échangera avec les formes actuelles suivant les règles fixées ; elle appartiendra à l’ordre universel comme à l’ordre vivant ; ce sera une conquête de la Physique générale aussi bien que de la Biologie. Il est facile de comprendre, après ces éclaircissemens, la signification et la portée de cette affirmation qui est le fondement de l’Energétique biologique, à savoir que les phénomènes de la vie sont des métamorphoses énergétiques au même titre que les autres phénomènes de la nature.
Cette science que l’on baptise « l’Energétique biologique » n’est pas nouvelle ; ce n’est autre chose que la physiologie générale et ion sait que personne, en aucun pays, n’a plus contribué à la fonder et à l’enrichir que Claude Bernard. Mais il faut reconnaître que R. Mayer et Helmholtz l’ont mieux caractérisée et en ont mieux limité le champ, en la définissant « l’étude des phénomènes de la vie envisagée du point de vue de l’énergie ».
Une école de zoologistes expérimentateurs a essayé, au cours de ces dernières années, en Allemagne, d’accaparer la physiologie générale et de la dénaturer en lui assignant comme but l’étude de la vie cellulaire. Ils ont affecté de croire que la physiologie depuis le temps de Galien n’avait eu de préoccupation que du jeu des organes et ils opposaient à cette « physiologie des organes » leur « physiologie de la cellule ». Un savant qualifié, J. Lœb, n’a pas eu de peine à faire justice de ces prétentions. Il a montré que la « structure cellulaire » était, dans la plupart des cas, une circonstance aussi complètement indifférente que la « structure des organes » au jeu des forces vitales, — et qu’il fallait bannir la notion morphologique de la physique de la matière vivante, — car la physiologie générale n’est pas autre chose — comme de la physique des corps bruts. La détermination des sources où les plantes et les animaux puisent leurs énergies vitales ; la transformation médiate de l’énergie chimique en chaleur animale dans la nutrition, ou en mouvement dans la contraction musculaire, l’évolution chimique des alimens, l’étude des fermens solubles ont une autre portée pour l’intelligence des mécanismes de la vie. Et ce sont là autant de parties déjà tort avancées de l’énergétique physiologique.
L’équivalence ou l’identité des énergies développées chez les animaux avec les énergies universelles de la nature a fourni le point de départ de la Doctrine. Deux autres vérités achèvent de la fonder : c’est à savoir que les énergies vitales proprement dites ont leur origine dans l’une des énergies extérieures, — non pas l’une quelconque comme on pourrait le croire, — mais exclusivement dans l’une d’elles, l’énergie chimique. Et de même elles ont leur aboutissement dans un petit nombre d’autres tout aussi exactement fixées.
Il résulte de là que les phénomènes de la vie devront nous apparaître comme une circulation d’énergie qui, partie d’un point fixe du monde physique, fait retour à ce monde par un petit nombre de points également fixes, après une course fugitive à travers l’organisme animal.
C’est, avec plus de précision, la transposition dans l’ordre de l’énergie de ce qu’était l’idée du Tourbillon vital de Cuvier et des naturalistes dans l’ordre de la matière. Ceux-ci définissaient la vie par sa propriété la plus constante, la nutrition, c’est-à-dire par l’existence de ce courant de matière que l’organisme puise au dehors par l’alimentation, qu’il y rejette par l’excrétion, et dont l’interruption même momentanée, si elle était d’ailleurs complète, serait le signal de la mort. — Le circulus d’énergie est la contrepartie exacte du circulus de matière.
La seconde vérité qu’enseigne la Physiologie générale et qu’elle a tirée de l’expérience, peut s’énoncer ainsi : « L’entretien de la vie ne consomme aucune énergie qui lui soit propre ; elle emprunte au monde extérieur, toute celle qu’elle met en œuvre, et elle la lui emprunte sous forme d’énergie chimique potentielle. » — Telle est la traduction, dans la langue de l’énergétique, des résultats acquis en physiologie animale depuis cinquante ans. Il n’est pas besoin de commentaires pour faire saisir l’importance d’un tel principe ; il révèle l’origine première de l’activité animale ; il découvre la source d’où procède cette énergie qui à un moment de ses transformations sera l’énergie vitale.
Le primum movens de l’activité vitale est donc, d’après ce principe, l’énergie chimique emmagasinée dans les principes immédiats de l’organisme.
Pour essayer d’en suivre le mouvement, il est nécessaire de préciser. Imaginons, dans ce dessein, que notre attention se porte sur une partie déterminée et limitée de cet organisme, sur un certain tissu. Saisissons-le, dans le cours ininterrompu de sa vie à un moment donné, et faisons partir de cet instant conventionnel, l’examen de son fonctionnement. Le premier effet de ce fonctionnement sera de libérer une portion de l’énergie potentielle que recèlent les matériaux mis en réserve dans le tissu. Cette énergie dégagée fournira à l’action vitale les moyens de se continuer. Il y a donc au début du processus fonctionnel, par un effet nécessaire de ce processus même, une libération d’énergie chimique, ce qui ne peut se faire que par une décomposition des principes immédiats du tissu, ou, suivant l’expression consacrée, par une destruction du matériel organique. Cl. Bernard avait beaucoup insisté sur cette considération que le fonctionnement vital s’accompagnait d’une destruction du matériel organique. « Quand le mouvement se produit, qu’un muscle se contracte, quand la volonté et la sensibilité se manifestent, quand la pensée s’exerce, quand la glande sécrète, la substance des muscles, des nerfs, du cerveau, du tissu glandulaire se désorganise, se détruit, et se consume. » — La raison profonde de cette coïncidence entre la destruction chimique et le fonctionnement dont Claude Bernard avait eu l’intuition, l’énergétique nous la rend saisissable. Une portion du matériel organique se décompose, se simplifie chimiquement, descend à un moindre degré de complication et abandonne dans cette sorte de chute l’énergie chimique qu’elle recelait à l’état potentiel. C’est cette énergie qui devient la trame même du phénomène vital.
Il est clair que la réserve d’énergie ainsi dépensée devra être reconstituée pour que l’organisme se conserve dans son équilibre. C’est l’alimentation qui y pourvoit ; elle fournit les matériaux ; le jeu des appareils digestifs les prépare à être assimilés, c’est-à-dire qu’il les amène à la place convenable et les y incorpore à l’état de réserves. Cette reconstitution des réserves détruites n’est pas une synthèse chimique ; c’est, comme l’a dit Cl. Bernard, une « synthèse organisatrice ». « La synthèse organisatrice, dit-il, reste intérieure, silencieuse, cachée dans son expression phénoménale, rassemblant sans bruit les matériaux qui seront dépensés. »
De là les deux grandes catégories dans lesquelles l’éminent physiologiste distribue les phénomènes de la vie animale : les phénomènes de destruction des réserves qui correspondent aux faits fonctionnels, c’est-à-dire à l’accroissement des dépenses d’énergie — et les phénomènes plastiques, de reconstitution des réserves, de régénération organique, qui correspondent au repos fonctionnel, c’est-à-dire à l’amortissement des dépenses, et au ravitaillement en énergie.
Si ce n’est pas exactement dans ces termes que Cl. Bernard a formulé sa féconde pensée, c’est au moins ainsi que ses successeurs l’interprétèrent. Ils ne firent d’ailleurs, en cela, que lui donner un peu plus de précision. Appliquant plus rigoureusement que l’éminent physiologiste la distinction que lui-même avait créée entre le protoplasma réellement actif et vivant et les réserves que celui-ci prépare, ils reconnurent qu’il fallait restreindre à ces dernières ce que l’auteur semblait attribuer aux deux catégories.
Tout ce que Cl. Bernard a dit est rigoureusement vrai des réserves. Il est facile aujourd’hui de soulever des critiques sur les incertitudes et les tâtonnemens de l’expression dont il a revêtu ses idées. L’antique adage l’excusera : Obscuritate rerum verba obscurantur. En pleines ténèbres, il a eu une illumination de génie ; il n’a pas trouvé sans doute la formule définitive et en quelque sorte lapidaire qui convenait à sa pensée. Ce n’est pas une raison pour lui susciter des querelles de grammairien.
Si dans le cas de fonctionnement vital il y a destruction incontestable des matières de réserve, qu’advient-il de la matière réellement active et vivante ? Suit-elle le même sort ? Se comporte-t-elle différemment ? Nous n’en savons rien. M. Le Dantec affirme qu’elle s’accroît alors au lieu de se détruire ; il donne à cette assertion le nom de Loi de l’Assimilation fonctionnelle, et il en tire des conséquences importantes. Mais en réalité, il n’y a pas un seul des argumens dont il l’étaye qui ait une vertu démonstrative. Les objections ne sont pas plus décisives. C’est une hypothèse qu’il est également vain, dans l’état actuel de la science, de prétendre établir ou renverser par le raisonnement ou l’expérience. La raison en est dans le grand nombre d’indéterminées que comporte le problème à résoudre. Il suffit de les énumérer : les deux matières qui existent dans l’élément anatomique, auxquelles on confère des rôles contraires ; les deux conditions qu’on leur attribue, d’activité manifestée ou latente ; la faculté pour l’une et l’autre de celles-ci de se prolonger pendant une durée indéterminée, et d’empiéter sur son protagoniste, alors que l’on s’est mis dans le cas où elle devrait cesser d’exister. Voilà plus d’élémens qu’il n’en faut pour expliquer les résultats positifs ou négatifs de toutes les épreuves du monde. On ne peut donc démontrer cette hypothèse ; mais on peut sans doute l’accepter sans y regarder de trop près, comme ces pilules, dont parlait Hobbes, qu’il faut avaler sans les mâcher.
L’énergétique laisse la question indécise, sans doute, mais elle incline pourtant en sa faveur. L’assimilation fonctionnelle du protoplasma n’est pas, comme l’organisation des réserves, un phénomène presque indifférent à la balance de l’énergie. Il s’agit ici de constituer une substance, le protoplasma actif, qui atteint au plus haut degré de la complication, et dont par conséquent la formation aux dépens des matériaux alimentaires plus simples exige une quantité appréciable d’énergie. L’assimilation, pour se réaliser, a donc besoin d’absorber de l’énergie : or, à ce moment même la destruction ou simplification chimique de la substance de réserve, conséquence forcée du fonctionnement, en libère précisément de quoi couvrir ce besoin. Si le protoplasma l’emploie réellement, son rôle serait la contrepartie de ses réserves.
S’il est possible que le protoplasme actif se comporte comme le veut M. Le Dantec, il est certain que les réserves suivent la loi de Claude Bernard, et c’est toujours à elles que revient la part essentielle dans les mutations énergétiques.
Le troisième principe de l’Energétique biologique est également tiré de l’expérience. Il est relatif non plus au point de départ du circulus de l’énergie animale, mais à son terme.
C’est ici la partie la plus nouvelle de la doctrine, et, disons-le, la moins comprise des physiologistes eux-mêmes. L’énergie, issue du potentiel chimique des alimens, après avoir traversé l’organisme (ou simplement l’organe que l’on considère en action) et avoir donné lieu aux apparences phénoménales plus ou moins diversifiées, qui sont les manifestations propres ou encore irréductibles de la vitalité, fait enfin retour au monde physique. Ce retour s’opère (sauf les restrictions qui seront indiquées tout à l’heure) sous la forme ultime d’énergie calorifique.
Les véritables phénomènes vitaux se classent donc entre l’énergie chimique qui leur donne naissance et les phénomènes thermiques qu’ils engendrent à leur tour. La place du fait vital dans le cycle de l’énergie universelle est ainsi parfaitement déterminée. C’est là une conclusion d’une importance capitale pour la biologie. On peut l’exprimer dans une formule concise qui résume pour ainsi dire, en quelques mots, tout ce que la philosophie naturelle doit retenir de toutes ces études. « L’énergie vitale est, en lin de compte, une transformation d’énergie chimique en énergie calorifique. »
La rigueur de cet énoncé exige une restriction : il suppose que l’animal se contente de vivre et qu’il n’exerce aucun travail extérieur.
Les fondateurs de l’énergétique animale, et M. Chauveau surtout, ont essayé de donner plus de précision à cette notion, fatalement assez vague, d’énergies vitales. Il arrive, à propos de ces énergies, en biologie, ce qui est le cas ordinaire pour les agens physiques : on sait les mesurer sans savoir ce qu’ils sont.
Les énergies vitales sont les phénomènes qui s’accomplissent dans les tissus en activité, sans être actuellement identifiables aux types connus des phénomènes physiques, chimiques, mécaniques ; ce sont les actes le plus souvent silencieux et invisibles par eux-mêmes et que nous ne reconnaissons guère qu’à leurs effets, après qu’ils ont abouti aux formes phénoménales familières ; c’est tout ce qui se passe, par exemple, dans le muscle qui prépare son raccourcissement, dans le nerf qui conduit l’influx nerveux, dans la glande qui sécrète. Voilà ce que nous nommons des noms provisoires de propriétés vitales, d’énergies proprement vitales, d’énergie vivante, et ce que M. Chauveau appelle le travail physiologique. Et c’est cela que nous devons considérer dès à présent comme échangeable par voie d’équivalence avec les énergies du monde physique, comme celles-ci le sont entre elles. Le premier principe de l’Énergétique n’a pas d’autre signification.
Le dernier principe nous enseigne que, si l’énergie chimique est la forme génératrice, matricielle des énergies vitales, l’énergie calorifique en est la forme de déchet, d’émonction, la forme dégradée suivant l’expression des physiciens. La chaleur est dans l’ordre dynamique un excretum de la vie animale, comme l’urée, l’acide carbonique et l’eau en sont des excréta dans l’ordre substantiel. C’est donc tout à fait à tort que, par suite d’une fausse interprétation du principe de l’équivalence mécanique de ta chaleur, ou par ignorance du principe de Carnot, quelques physiologistes parlent encore de la transformation de la chaleur en mouvement ou en électricité dans l’organisme animal. La chaleur ne se transforme en rien, dans l’organisme animal : elle se dissipe. Son utilité vient, non pas de sa valeur énergétique, mais de son rôle d’amorçant dans les réactions chimiques, ainsi qu’il a été expliqué à propos des caractères généraux de l’énergie chimique.
Les conséquences de ces principes, si généraux et si clairs de la physiologie énergétique sont de la plus haute importance au point de vue pratique autant qu’au point de vue théorique.
Et d’abord, ils montrent bien la place et le rang des phénomènes de la vie dans l’ensemble de l’univers. Ils font concevoir, sous un jour nouveau, cette belle harmonie des deux règnes animal et végétal que Priestley, Ingenhousz, Senebier et l’école chimique du commencement du siècle ont dévoilée et que Dumas a exposée avec une clarté et un éclat incomparables. L’Energétique l’exprime en deux mots : Le monde animal dépense l’énergie que le monde végétal a accumulée. Elle va plus loin que les règnes vivans et jusqu’au milieu cosmique : elle montre comment le monde végétal tire lui-même son activité de l’énergie rayonnée par le soleil et comment les animaux la restituent enfin en chaleur dissipée. L’harmonie des deux règnes, elle l’étend à toute la nature. Elle fait de l’univers tout entier un système lié.
A un point de vue plus restreint, et pour n’envisager que le seul domaine de la physiologie animale, les lois de l’énergétique font bien comprendre le rôle et les principes généraux de l’alimentation. L’aliment est essentiellement une source d’énergie : il n’est qu’accessoirement une source de chaleur. On enseigne précisément le contraire dans la plupart de nos écoles médicales ; et cette erreur, qui d’ailleurs n’a aucune conséquence au point de vue de la pratique, en a au contraire de grandes au point de vue de la doctrine. L’énergie que l’aliment apporte à l’animal est l’énergie potentielle chimique qu’il possède de par sa constitution complexe. C’est cette nécessité d’user de substances alimentaires très élevées dans l’échelle de la complication chimique, qui asservit l’animal au végétal, seul capable de produire de telles synthèses. Le fonctionnement animal libère une partie de l’énergie potentielle que la plante avait formée. La chimie permet de calculer la quantité d’énergie que l’aliment dégage ainsi. En appliquant le principe de l’état initial et de l’état final de Berthelot et en utilisant les tables numériques que cet éminent chimiste a établies avec une patience admirable, on obtient en calories la quantité d’énergie que l’aliment dépose dans l’organisme : on connaît son pouvoir dynamogène ou calorifique.
Cette énergie, dont on sait maintenant pour chaque catégorie d’alimens l’exacte valeur, on en sait aussi l’usage, d’après le troisième principe. Elle est destinée à se transformer suivant deux types possibles. Dans le type normal, elle se mue en énergies vitales (travail physiologique de Chauveau) ; et celles-ci aboutissent elles-mêmes soit à l’énergie mécanique (mouvement des muscles), soit à l’énergie thermique (chaleur qui se dissipera au dehors). L’aliment, dans ce cas, a rempli son office. Il a servi au fonctionnement vital : il a été dynamogène ou bio-thermogène.
En second lieu, l’évolution de l’aliment peut suivre un type aberrant, presque anormal. Il peut arriver en effet, qu’en vertu de sa nature chimique, et pour des raisons qu’on commence à pénétrer, cet aliment, en se détruisant, libère une énergie que l’organisme ne pourra utiliser, qui par conséquent ne se transformera en aucune énergie vitale, en aucun travail physiologique. Elle passera directement à l’état thermique. On connaît une catégorie d’alimens de ce genre, ou plutôt de substances de ce genre, car elles ne méritent pas le nom d’alimens véritables. L’alcool, les acides qui existent dans les fruits, tels que l’acide malique, citrique, appartiennent à ce type. On les dit purement thermogènes. Quelques physiologistes, — et leur erreur cette fois a son origine dans le préjugé commun, — s’imaginent encore que l’alcool est un générateur de force, dangereux sans doute à d’autres égards et surtout par son abus, mais enfin et tout de même une source d’énergie comme le sucre ou les graisses ; et qu’ainsi, il est capable de fournir à l’homme une partie de l’énergie nécessaire à l’exécution de travaux pénibles. Il n’en est rien. À la vérité l’alcool se détruit ou se brûle dans l’organisme : il produit de la chaleur, mais celle-ci est destinée à se dissiper inutilement. 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.
En disant que le cycle de l’énergie qui se déroule chez l’animal a son point de départ dans la désintégration chimique de l’aliment, les physiologistes emploient une formule trop générale qui ne serre pas d’assez près la réalité. De là des confusions, des malentendus et par suite des controverses qui renaissent sans cesse et qui donnent à cette partie de la physiologie une apparence de trouble et de désordre qui n’y devrait pas exister. Ce n’est pas le fonctionnement vital dans sa généralité qu’il faut envisager, si l’on veut ensuite descendre jusqu’aux faits et en arriver aux applications : c’est un acte fonctionnel déterminé. On voit alors que la source de l’énergie que cet acte va mettre en jeu se trouve dans la substance de l’organe et du tissu actifs, non pas à l’état d’aliment dans la condition et la forme où l’animal l’emprunte au dehors, c’est-à-dire à l’état d’aliment brut, mais bien à l’état d’aliment digéré, modifié, élaboré et incorporé comme partie intégrante dans le tissu qui va le dépenser, c’est-à-dire en somme à l’état de réserve. Tous les principes de l’énergétique physiologique dont nous avons parlé s’appliquent à l’aliment entendu dans ce sens seulement, c’est-à-dire aux réserves. Sont-ils applicables aux alimens, dans le sens strict du mot ? En aucune façon. Entre la substance de l’aliment et la substance de réserve, il y a des différences résultant de toutes les préparations que ce corps a subies depuis le moment où il a été introduit dans l’organisme jusqu’à celui où il a été assimilé et mis en sa place. Ces préparations peuvent être nombreuses ; elles sont encore inconnues dans la plupart des cas. On admet, d’une façon générale qu’elles ne mettent en jeu qu’une faible quantité d’énergie, de telle sorte qu’en les négligeant, on ne commettrait qu’une erreur insignifiante. La supposition est justifiée dans un certain nombre de cas : elle est au contraire erronée dans le plus grand nombre. M. Chauveau a dévoilé avec beaucoup de perspicacité cette erreur des théoriciens de l’alimentation : il en a fait apparaître la valeur dans quelques circonstances par des expériences conduites avec une extrême ingéniosité.
Mais ce n’est pas le lieu d’en parler ici. Nous n’avons pas à examiner la question d’ailleurs très intéressante, très nouvelle, controversée encore, de la Diététique physiologique. Elle mérite un examen spécial. Nous devions nous borner à indiquer incidemment les rapports les plus généraux de la théorie de l’alimentation avec l’objet propre de cette étude, qui était de dégager les principes fondamentaux de l’Energétique des êtres vivans.
A. DASTRE.