Af Aage Kristian Olsen Alstrup, Afdeling for Nuklearmedicin og PET, Aarhus Universitetshospital, Aarhus samt Institut for Klinisk Medicin, Aarhus Universitet, Aarhus og Melanie Brauckhoff, Biologisk Institut, Det naturvidenskabelige fakultet, Syddansk Universitet, Odense.
Blæksprutten har i hundrede år været anvendt til forskning i nervesystemets fysiologi. Det er det seneste forsøgsdyr, der er blevet omfattet af Dyreforsøgsloven – og indtil videre også det eneste beskyttede hvirvelløse dyr i forskningen.
Første beskyttede hvirvelløse dyr
Med den fælleseuropæiske forsøgsdyrslovgivning – 2010/EU/63 – fra 2010, som også Danmark efterfølgende implanterede i vores nationale lovgivning, kom blæksprutterne på listen over forsøgsdyr, der er beskyttet. Det betyder, at man ikke kan udføre forsøg på blæksprutter, før der er indhentet en forsøgsdyrstilladelse. Indtil da gjaldt dette alene for hvirveldyr såsom fisk, padder, krybdyr, fugle og pattedyr. Blæksprutternes særstatus skyldes utvivlsomt, at vi i dag ved, at mange blæksprutter er intelligente og udviser en avanceret adfærd, der fuldt ud lader sig måle med mange hvirveldyr. Vores viden om blæksprutternes unikke nervesystem kan føres omkring hundrede år tilbage i tiden, da det var det første, der fangede datidens forskeres interesse.
Ideelt til undersøgelse af nervesystemet
Blæksprutter – særligt de tiarmede – har været anvendt som forsøgsdyr siden starten af det tyvende århundrede. Zoologen John Z. Young (1909-1997) og fysiologen Kenneth Cole (1900-1984) var pionerer i dette arbejde, hvor de især var interesserede i at studere nervecellernes fysiologi. Indtil da blev mange nervecelle-forsøg udført på nerver fra frøer og krabber. Krabbens nerveceller er langt tykkere end menneskets, men blækspruttens nerveceller viste sig at være endnu større, ja, faktisk de størst-kendte i dyreverdenen. Kæmpeaxonet (giant axon) hos Langfinnet loligo (Loligo pealeii) er 1 meter lang og har derudover en diameter på imponerende 1 mm, hvilket er cirka 50 gange tykkere end krabbens og cirka 100-1.000 gange tykkere end menneskets. Dette muliggjorde blandt andet placeringen af små elektroder på indersiden af cellemembranen, hvorved det var muligt at studere den enkelte celles fysiologi i detaljer.
Nobelpris i neurofysiologi
Med disse kæmpe motorveje af neuroner inspirerede Youngs og Coles pionerarbejde andre forskere til også at benytte bløddyrene i deres forskning. Mest kendte er forskerne Alan Hodgkin (1914-1998) og Andrew Huxley (1917-2012), som indså, at kæmpeaxonet egnede sig til studier af nerveimpulser. De to forskere målte på ændringerne i ion-koncentrationerne langs cellemembranen ved at placere små elektroder på indersiden af nerven hos den tiarmede Loligo-blæksprutte (Loligo forbesi) og kunne herefter beskrive aktionspotentialet i neuronet. Hodgkin og Huxley publicerede deres opdagelse af aktionspotentialet som et letter i NATURE i 1939, og i 1963 blev deres forskning hædret med Nobelprisen i fysiologi eller medicin. Ikke nok med at Hodgkin og Huxleys forskning fastslog, at blæksprutten var en egnet model inden for neurofysiologien, men deres arbejde dannede også baggrund for flere andre neurofysiologiske nobelpriser efterfølgende. Herunder også danske Jens Christian Skou (1918-2018), der i 1997 blev tildelt Nobelprisen i kemi for sin opdagelse af natrium-kalium-pumpen i en anden marin invertebrat, nemlig i krabber.
Hjernen og det sensoriske system
Det er ikke kun den enkelte nervecelle hos blæksprutterne, der har interesseret forskerne. Faktisk har det vist sig, at blæksprutterne også besidder et særdeles kompliceret nervesystem med en avanceret adfærd. I 1960’erne of 70’erne eksploderede gennemsnittet for årlige publiceringer omhandlende blæksprutter. Dette skyldtes, at der i særdeleshed blev sat fokus på blæksprutternes kognitive evner. Forskere udfordrede blæksprutter med komplicerede og krævende opgaver, hvilket har dannet grundlaget for at ligestille blæksprutter intellektuelt med hvirveldyrene. Blæksprutter besidder desuden også et veludviklet sensorisk system, hvor blandt andet synet har været studeret i detaljer. Blæksprutteøjet ligner i forbløffende grad vores øjne – dog med enkelte anatomiske forskelle, såsom at nervetrådene i retina samles på bagsiden af nerverne, så blæksprutterne undgår den blinde plet, vi har. Med disse unikke sanser overgår blæksprutter fysiologisk set andre kendte marine organismer.
Fra camouflage til jetmotor
Sepiablæksprutter og andre tiarmede blæksprutter af slægten Loligo er kendte for deres smukke – og til tider utrolige – farveskift. Denne evne til biomimicry har haft stor betydning for udvikling af militær camouflage. Også inden for robotteknologi bliver der hentet inspiration: Blæksprutterne har for eksempel mulighed for at kreere en fremdrift med samme egenskaber som en jetmotor. Med to specialiserede arme – der kaldes tentakler, og som primært anvendes til at fange byttedyrene med – kan tiarmede blæksprutter skabe hastige accelerationer, der er ti gange hurtigere end en moderne formel-1 bil. Tentaklerne er ikke kun hurtige, men er også ufatteligt taktile og stærke, til trods for at der ikke findes en eneste knogle eller et eneste stykke brusk i dem. De lokomotoriske og taktile egenskaber har stor betydning for udviklingen af ny robotteknologi, da blæksprutter er i stand til at udføre arbejde i komplicerede og udfordrende miljøer.
Fremtiden for blæksprutte-forskningen
Med de hurtigt voksende bioteknologiske muligheder er specielt den genetisk forskning begyndt at vinde indpas hos blæksprutte-forskerne. Blæksprutternes genom har vist sig at udvise en enorm plasticitet sammenlignet med andre dyregrupper. Hos mennesker er det kun omkring en håndfuld af vores gener, der undergår ændringer af RNA, hvor det hos blæksprutterne er mere end halvdelen af deres gener. Fremtiden vil muligvis give os en større indsigt i regenerativ biologi, da flere arter af blæksprutter er kendte for at regenerere hele lemmer uden de store problemer. De molekylære mekanismer bagved denne proces er endnu ikke kortlagt, men har naturligvis stor interesse, da det potentielt kan løfte sundhedsvidenskab og stamcelleforskning til et helt nyt niveau.
Andre hvirvelløse dyr?
Som tidligere nævnt var blæksprutten det første hvirvelløse dyr, der blev beskyttet af forsøgsdyrslovgivningen. Spørgsmålet er, om lovgivningen igen vil blive udvidet, så også andre dyrerækker bliver omfattet. Dette er ret sandsynligt, da der kommer flere og flere indicier på, at også andre grupper af dyr sandsynligvis kan føle smerte. Aktuelt bliver det i EU diskuteret også at inkludere hummere og andre decapoder i lovgivningen. Emnet blev diskuteret på et miniseminar, som Dyreforsøgstilsynet afholdt 24. april 2023 i København. Her blev der præsenteret eksempler på forskning, der i dag ikke er tilladelseskrævende, men som meget vel kan blive det om føje år, hvis flere hvirvelløse dyr kommer ind under lovgivningen. I den sidste artikel i serien om forsøgsdyr vil vi netop se nærmere på forsøg udført på nogle af disse mange hvirvelløse dyr.
Blæksprutter er marine rovdyr og tilhører dyrerækken bløddyr ligesom muslinger og snegle. Der kendes over 600 recente arter blæksprutter og et betydeligt større antal uddøde arter. De nulevende blæksprutter er alle marine og fordeler sig i tre grupper:
- Nautil: Har udvendig skal og udgør sin egen slægt med kun ganske få arter.
- Tiarmet blæksprutte: Har indvendig skal og er den største gruppe med mindst 450 arter. Den er aflang og ufatteligt strømlinet, og dens største arter – kæmpeblæksprutterne – kan veje op til flere hundrede kg.
- Ottearmet blæksprutte: Har ingen skal, kan også blive relativt stor og er muligvis den mest kendte gruppe med omkring 150 forskellige arter.
Endnu ingen danske forsøgstilladelser
Siden blæksprutterne blev omfattet af forsøgsdyrslovgivningen, er der ikke blevet givet nogen tilladelser til forsøg på dem i Danmark. Det betyder dog ikke, at der ikke forskes i blæksprutter, men at disse forsøg blot er så milde, at de falder under definitionen på et dyreforsøg. Dyreforsøg defineres ved den belastning, der som minimum svarer til at stikke en nål ind i kroppen på et dyr en enkelt gang. Således vil observationsstudier og mange adfærdsstudier falde uden for lovgivningen, da dyrenes belastning anses for værende meget lav eller helt fraværende. Mens blæksprutter altså ikke anvendes som forsøgsdyr i Danmark, gør de det i mange andre lande – USA, Japan og Spanien topper typisk listerne med flest årlige publikationer med blæksprutter. I Kina, Japan og Indien er der endnu ikke de samme regulativer, som vesten har indført for cephalopoder.
