Månedens Forsker Jakob Christensen- Dalsgaard

Pludselig havde jeg hænderne nede i neurobiologi, mikrofoner og simple forsøgsdesigns. Og jeg oplevede, hvordan et ret kompliceret spørgsmål - som hvad en lyd er for et dyr - kan analyseres ud fra fysiologi og adfærd uden at miste blik for den evolutionsbiologiske udvikling.

Jeg lærte også hurtigt, at alt i biologien handler om evolution i den forstand, at nulevende organismer er dannet dels af deres egen historie og for en stor dels vedkommende tilfældige hændelser i udviklingshistorien, og dels af mekanismer som naturlig selektion, der meget effektivt tilpasser populationer.

I 1979 begyndte jeg så at læse biologi på Odense Universitet. De første studieår gav ikke bare solid matematisk og naturvidenskabelig indsigt, men vigtigere: der var plads og tid til at prøve forskning af. Sammen med en medstuderende kastede jeg mig blandt andet ind i et projekt om frøers hørelse. Vi målte nervesignaler fra et organ i det indre øre, sacculus, som man dengang anså for at være vibrationsfølsomt, men ikke forstod i dybden.

Når jeg ser tilbage, blev den forskning, som jeg lavede her, i vid udstrækning bestemmende for, at jeg lige siden har arbejdet i grænselandet mellem vibration og lyd og nervesystemets evne til at realisere forskellen mellem de to fænomener – altid med blik for deres betydning for dyrenes adfærd.

Efter at jeg var blevet færdig med licentiatforløbet i 1990, fik jeg et postdocstipendium, som bragte mig videre ud i verden til University of California i Los Angeles. Her arbejdede jeg i halvandet år sammen men en forsker, der også var optaget af frøers vibrationssans og -evne.

Vi studerede blandt andet arter fra Puerto Rico, som ’banker’ i jordbunden og bruger vibrationer som kommunikationssignal. Blandt andet koblede vi adfærd og neurofysiologi og fik kvantitative mål for, hvor følsomme frøerne er overfor disse signaler. Opholdet udvidede mit metoderepertoire og viste mig, hvor langt man kan komme, når man lader biologiske observationer og simple fysiske modeller arbejde sammen.

Efter tiden i USA valgte jeg at vende tilbage til Danmark, som jeg altid har følt mig stærkt knyttet til. Jeg fik en bevilling fra Carlsbergfondet, som gjorde det muligt at fortsætte mine studier på Syddansk Universitet. Og tilfældet ville, at grundforskningscenteret ’Center for Lydkommunikation’ kort efter blev etableret, og jeg fik mulighed for at blive tilknyttet her.

Det åbnede for en masse nye samarbejder og førte videre frem til min faste ansættelse som lektor på Syddansk Universitet i januar 1999, hvor jeg har været lige siden.

Det var også omtrent på det tidspunkt, at en ny akse i min forskning - hørelse hos krybdyr - begyndte at tage form. Jeg var blevet bedt om at skrive et kapitel om retningshørelse hos padder, krybdyr og fugle, og det fik mig til at tænke over, hvor lidt vi egentlig vidste om øglers øre. En kollega kom forbi med nogle forskellige øgler, og vi målte trommehinders retningskarakteristik med såkaldt laservibrometri.

I den forbindelse skete der noget afgørende – det som nogle gange sker, når man spørger på den rigtige måde måske uden helt at vide det. Nye data viste, at øglers ører er forbundet tværs gennem hovedet, så lydbølgen kan passere uhindret fra den ene trommehinde til den anden.

Det skaber en slags indbygget retningsmikrofon, der gør det ydre øre ekstremt retningsfølsomt – og efterlader øgler som en slags verdensmestre i retningshørelse. Øglers neurale behandling kan derfor være enklere end hos mennesket og andre pattedyr, hvis retningsopfattelse er afhængig af, at hjernen beregner små tids- og niveauforskelle mellem ørerne.

Vi gik i gang med at undersøge neurofysiologien i øglernes centralnervesystem og ville også gerne teste øglernes adfærd eksperimentelt. Men fordi øgler ikke er lette at have med at gøre i adfærdsforsøg, byggede vi en forsimplet model af øret og en ultraminimal model af den efterfølgende neurale behandling i nervesystemet. Og så lavede vi en robot, der viste sig at kunne lokalisere lyd med forbløffende effektivitet og robusthed. 

Vores arbejde endte med at blive startskuddet til etablering af et spinoff-selskab, der udviklede forskellige teknologier til styring af mekaniske enheder. Nogle viste sig endda at kunne anvendes til at styre droner. Altså et godt eksempel på grundforskning, der glider over i anvendelse. Et budskab, jeg i øvrigt ofte vender tilbage til, er, at springet fra grundforskning til anvendelse er kortere, end mange forestiller sig. 

I de seneste år har vi med støtte fra blandt andet Carlsbergfondet undersøgt sydafrikanske gekkoer, der sidder i ynglesæsonen i huller i jorden og kalder i tusmørket med det formål at markere territorier og tiltrække partnere.

Ved at placere små bluetooth-højttalere rundt om dem har vi for første gang kunnet måle retningsevne adfærdsmæssigt i felten. Det har været en sjælden luksus gennem de gøende gekkoer at kunne følge kæden hele vejen fra trommehinde over nervesystem til adfærd.

Sideløbende har vi brugt loggere, der kan optage lyd over lang tid, så man kan overvåge bestande - for eksempel frøer eller gekkoer - automatisk. Også et værktøj i grundforskningen, der kan bruges i naturforvaltning og -overvågning.

Jeg har gennem min karriere oplevet det som et stort privilegium at have haft feltarbejdet som en konstant i mit arbejdsliv. Når jeg i dag står mellem padder og krybdyr i en sump med en lydoptager og gummistøvler på, ligger det jo på mange måder i direkte forlængelse af den nysgerrighed, der fik mig til at løfte de første sten, da jeg var barn - og jeg føler den samme begejstring som dengang.

Det er jo i felten, naturhistorien spænder af, og spørgsmålene rejser sig. Men i laboratoriet, at mange af spørgsmålene kan undersøges dybere og delvis besvares. Alt i alt er det for mig som forsker lykken, når en stram model, et rent datasæt og en observation i felten går hånd i hånd. 

Et andet stort privilegium har været samarbejdet med forskere fra andre grene af videnskaben i både Danmark og udlandet. Jeg har oplevet faglig nysgerrighed og metodisk åbenhed som fællesnævneren, der har bundet os sammen. Og jeg har nydt de faglige diskussioner - og uenigheder - vi har haft undervejs.

Når jeg tænker tilbage, kan jeg se, at jeg aldrig har forladt min optagethed af, hvordan lavfrekvente luft- og kropsvibrationer - det vi i den kliniske verden kalder benledning - kan drive hørelsen, især hos arter uden et fuldt udviklet mellemøre. Evolutionært er det fascinerende, fordi det funktionelle mellemøre ser ud til at være opstået uafhængigt i flere grupper af landlevende hvirveldyr – hos springpadder, øgler, skildpadder, krokodiller og fugle og pattedyr.

Deres forfædre, de tidlige landlevende hvirveldyr, hørte sandsynligvis primært via benledning, og sporene efter den strategi findes stadig hos moderne salamandere, lungefisk og endda hos ’øreløse’ frøer, der senere har mistet mellemøret. 

Selv har vi målt hørelse hos repræsentanter fra alle disse dyregrupper og derved kunnet beskrive de vigtige trin i mellemørets udviklingshistorie. Beskrivelsen er dog kun en arbejdshypotese, men muligvis vil studier af fosterudviklingen kunne be- eller afkræfte, om fosterudviklingen viser de samme trin.

I fremtiden håber jeg derfor at kunne sætte gang i undersøgelser af, hvordan øglers og skildpadders mellemøre dannes trin for trin igennem fosterudviklingen. Hvis mellemøret er opstået uafhængigt i flere linjer, må man kunne se, hvor udviklingsbaner konvergerer, og hvor de afviger fra eksempelvis fugles fosterudvikling, som vi også gerne vil undersøge med molekylærbiologiske metoder. Der er heldigvis stadig nok at give sig til.