Hørelsesforsøg med trænede marsvin (2015)

Magnus Wahlberg, Lektor, ph.d., Biologisk Institut, SDU

Marsvinet er Danmarks egen lille hval. Selv om vi en gang imellem gæstes af delfiner, kaskelotter og bardehvaler, så er marsvinet den eneste hval, man med sikkerhed kan træffe i de indre danske farvande året rundt. Der findes mere end 10.000 marsvin i Danmark, men til trods for det store antal er der fokus på deres beskyttelse, idet vi ved, at de er meget følsomme for menneskelige forstyrrelser.

De drukner i fiskegarn og kan akkumulere høje doser af giftige stoffer. Derudover har vi i løbet af det seneste årti fået en større forståelse for, at marsvin reagerer kraftigt på støj. Konstruktionsarbejde til havs, f.eks. af havvindmølleparker, samt støj fra skibe påvirker marsvinene negativt. For at beskytte marsvin er der derfor vigtigt, at vi undersøger, hvor store disse effekter er, og hvordan vi bedst kan reducere dem. Denne forskning ville være meget svær at gennemføre uden de meget veltrænede marsvin som Fjord & Bælt holder i Kerteminde på Fyn. Nedenunder gives nogle eksempler på, hvordan forskningsprojekter med Fjord & Bælts marsvin har været med til at formulere de bestemmelser, der regulerer de menneskelige aktiviteter, som potentielt truer marsvinene i de indre danske farvande og mange andre steder i verden.

Marsvinet har en ekstremt følsom hørelse. Specielt hører de godt mellem 100 og 140 kHz, dvs. ved langt højere frekvenser end mennesket kan opfatte. De bruger deres meget følsomme hørelse i forbindelse med ekko-lokalisering, hvor de udsender kraftige lydsignaler og lytter efter de svage ekkoer, som reflekteres tilbage fra fisk og andre genstande i vandet.

Ved Fjord & Bælt studerer vi marsvinenes hørelse ved at måle på den såkaldte akustiske hjernestammerespons (ABR). Det er samme teknik, som bruges til at screene spædbørns hørelse. Marsvinet trænes til at svømme ned til en lyttepost, hvor det venter, imens en lang serie af kortvarige toner afspilles med høj repetitionsrate. Under forsøget måler vi på marsvinets hjerneaktivitet med to elektroder, som er sat fast med sugekopper på marsvinets ryg: den ene sidder helt fremme over kraniet, og den anden længere bag på ryggen. Ved at subtrahere de elektriske signaler fra den bagerste sugekop fra signalerne fra den forreste, kan vi eliminere elektrisk støj, og efter at have midlet responset fra flere hundrede eller tusinde stimuleringer får vi hjernestamme-responset tydeligt frem. Ved at variere tonernes intensitet så varierer responsen tilsvarende i styrke, og dette kan vi bruge til at estimere marsvinets hørelsestærskel ved forskellige frekvenser.

Vi har brugt denne metode til at undersøge, hvordan marsvinenes hørelse påvirkes af f.eks. pæleramning og anden undervandsstøj. Hørelsen måles før og efter lydeksponeringen for at konstatere eventuelle midlertidige høretab, analogt til den ’diskotekseffekt’ de fleste af os kender efter at have lyttet til høj musik. Af speciel interesse har det været at undersøge, hvordan marsvinets hørelse påvirkes af lavfrekvente lyde, som dannes f.eks. ved konstruktion af vindmøller til havs.

Her er det lykkedes at vise, at marsvin er meget mere følsomme for denne slags lyde end f eks. delfiner (1). Der er lavet fortsatte studier af trænede marsvins følsomhed for kraftige, kortvarige lyde ved højere frekvenser, både ved Fjord & Bælt og i Sea Marco (som også holder marsvin til forskning) i Holland. Alle studier viser det samme billede; marsvin er langt mere følsomme for lydforstyrrelser end f.eks. delfiner og sæler.

Siden de oprindelige forsøg publiceredes i 2009 er dataene blevet brugt af de tyske miljømyndigheder til at regulere lydstyrken i forbindelse med konstruktion af havbaserede vindmøller. Ligeledes har man stillet krav om, at offshore vindmølle-firmaerne skal modellere og måle på lydintensiteten under arbejdet og også – hvis behov opstår - installere lyddæmpende foranstaltninger for at forebygge kraftigere lydudsendelse. I Tyskland er resultaterne desuden blevet brugt til en mere generel regulering af menneskeskabt støj i Natura2000-områderne. Resultaterne er også, sammen med de fortsatte studier, blevet brugt ved regulering af undervandslyde i mange andre Europæiske lande, f.eks. Danmark, Sverige, Belgien, Holland og Storbritannien. Endelig tages de med i de nye amerikanske retningslinjer for regulering af undervandslyde. Marsvinene er i mange af disse regulativer blevet placerede i deres egen funktionelle hørelsesgruppe med radikalt lavere tærskler for lydeksponering end andre tandhvaler.

En måde at reducere støj fra konstruktionsarbejde er at bruge boblegardiner. Ved at nedsænke en tryklufts-fyldt luftslange, som er perforeret med små huller, dannes der en tæt boblesky under vandet. Højfrekvente lyde dæmpes hurtigt ved passagen gennem disse små luftbobler.

Marsvinene ved Fjord & Bælt blev i 2006 udsat for meget kraftige lydpulser som følge af pæleramning i Kerteminde havn. Hurtig konstruktion af et boblegardin gjorde det muligt at reducere de højfrekvente komponenter i støjen med 14 dB, hvilket havde en meget positiv ændring af marsvinenes reaktioner på lydene (2). Dette arbejde blev en vigtig inspirationskilde til udviklingen af lydreducerende foranstaltninger ved boblegardin-arbejde i den tyske del af Nordsøen ved konstruktionen af havbaserede vindmøller.

Ud fra feltobservationer er det ret nemt at fastslå, at marsvin er følsomme for bådstøj. Det har dog vist sig meget svært at indsamle detaljerede data af marsvines reaktioner på skibe. Ved at undersøge Fjord & Bælt marsvinenes svømmeadfærd ved passagen af forskellige både i havneanlægget var det dog muligt at bestemme en tærskelværdi for, hvornår marsvin reagerer på skibsstøj (3). Dette giver os mulighed for, at diskutere og modellere, hvordan marsvin påvirkes af undervandsstøj i f.eks. de indre danske farvande. Disse resultater har været centrale i diskussionerne om, hvilke frekvenser der bør overvåges for mest effektivt at leve op til EU’s havdirektiv, som indeholder en så kaldt deskriptor vedrørende undervandslyde i de europæiske farvande.

Der er i øjeblikket forsøg i gang for bedre at forstå, hvordan marsvin i det fri påvirkes af den meget intense skibstrafik i dele af de indre danske farvande. Her bruges både stationære akustiske dataindsamlingsenheder og akustiske dataloggers, som fæstnes på dyrene med sugekopper. Den hurtige teknologiske udvikling indenfor dette område ville ikke have været mulig uden grundige tests og undersøgelser på dyrene ved Fjord & Bælt (5).

Det måske største problem vedrørende marsvinenes beskyttelse i de danske farvande er at undgå, at de bliver fanget og drukner i fiskegarn. Forskningen ved Fjord & Bælt har været vigtig for udviklingen af såkaldte akustiske pingers, som ved deres udsendte lyde (næsten som et ’’tågehorn’’) gør marsvinene opmærksomme på nettenes tilstedeværelse. Gennem et større EU-projekt lavedes der undersøgelser ved Fjord & Bælt, som resulterede i den så kaldte AquaMark100-pingeren.

Brugen af pingers i f.eks. Nordsøen og de indre danske farvande bliver reguleret gennem en EU-forordning. Der er i denne forbindelse blevet udført vigtige studier ved Fjord & Bælt for at undersøge, hvordan marsvinene reagerer på pinger-signaler, og hvordan man kan undgå, at signalerne mister deres skræmmevirkning med tiden (4).

1. Lucke K, U Siebert, PA Lepper, MA Blanchet 2009. Temporary shift in masked hearing thresholds in a har-bor porpoise (Phocoena phocoena) after exposure to seismic airgun stimuli. Journal of the Acoustical Society of America 125(6): 4060-4070.
2. Lucke, K, PA Lepper, MA Blanchet, U Siebert 2011. The use of an air bubble curtain to reduce the received sound level fro harbor porpoises (Phocoena phocoena). Journal of the Acoustical Society of America 130(5): 3406-3412
3. Dyndo M, DM Wisniewska, L Rojano-Doñate, PT Madsen 2015. Harbour porpoise react to low levels of high frequency vessel noise. Scientific Reports 5: 11083.
4. Teilmann J, J Tougaard, LA Miller, T Kirketerp, K Hansen, S Brando 2006. Reactions of captive harbor por-poises (Phocoena phocoena) to pinger-like sounds. Marine Mammal Science 22(2): 240-260.
5. Wisniewska DM, J Teilmann, L Hermannsen, M Johnson, LA Miller, U Siebert, PT Madsen 2016. Quantative measures of anthropogenic noise on harbour porpoises: testing the reliability of acoustic tag recordings. AN Popper and A Hawkins (eds.): The Effects of Noise on Aquatic Life II, Springer-Verlag: 1237- 1242.

Tilmeld dig Danmarks 3R-Centers nyhedsbrev.