Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 1
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 3
Unni Eikeseth
NORSKE FORSKINGSBRAGDER Vitskaplege oppdagingar gjennom 150 år
Samlaget Oslo
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 2
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 5
Innhald Forord Sanninga i mikroskopet – oppdaginga av leprabakterien (Gerhard Armauer Hansen) Lyset i flaska (Kristian Birkeland) Radioaktive strålar (Ellen Gleditsch) Sykloheksanproblemet (Odd Hassel) Ein gåtefull sjukdom (Asbjørn Følling) Furbergs heliks (Sven Furberg) Kunsten å dyrke kuler (John Ugelstad) DNA-reparatøren og morkakene (Hans Krokan) Jakta på stadsansen (May-Britt Moser og Edvard Moser) Magnetiske soltornadoar og koronaproblemet (Sven Wedemeyer) Bikubens skjebnemolekyl (Gro Amdam) Takk Biletkreditering Kjelder
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 6
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 7
Forord Vi nordmenn veit at ostehøvelen er ei norsk oppfinning, og vi kan ramse opp Skrik, Sinnataggen og Et dukkehjem dersom nokon spør oss om norske kunstverk. Men kva seier du dersom du blir spurd om å nemne viktige bidrag frå norsk forsking? Forsking og vitskap har lenge fått ufortent lite merksemd i Noreg. Naturfaget i norsk skole har færre timar enn i noko anna europeisk land, og dei færraste norske medium satsar på forskingsstoff. Det kan vere nokre av årsakene til at dei fleste av oss er rimeleg blanke på kva for resultat som har komme ut av norsk forsking. Det er synd, for norsk forsking har bidrege med mange viktige gjennombrot! I denne boka har eg plukka fram nokre av dei mest spennande og viktige historiene frå dei siste åra i norsk naturvitskapleg og medisinsk forsking. Gjennombrota er henta frå mange ulike fagfelt. Oppdaginga av celler som utgjer hjernens stadsans, som førte til nobelpris i medisin for for forskarparet May-Britt Moser og Edvard Moser, er ei av forteljingar du får i denne boka. Den teksten stod også på trykk i Dag og Tid i høve nobelprisutdelinga i desember. Men boka går også heilt tilbake til -talet, til
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 8
8 NORSKE FORSKINGSBRAGDER
Gerhard Armauer Hansens oppdaging av leprabakterien, bakterien som var årsaka til sjukdommen som skamfór og drap om lag nordmenn i løpet av -talet. Få er klare over at ein norsk forskar, Sven Furberg, var svært sentral i løysinga av gåta om strukturen til DNA-molekylet. Her får du også historia bak oppdaginga av Føllings sjukdom, som alle norske barn blir testa for like etter fødselen med eit stikk i hælen. Legen og biokjemikaren Asbjørn Følling oppdaga den genetiske stoffskiftesjukdommen som ber hans namn, etter at han fekk besøk av ei fortvilt mor med to psykisk utviklingshemma barn på kontoret sitt. Du kan også lese om radiokjemikaren Ellen Gleditsch si rolle i eit aldri så lite vitskaplege drama som fann stad i radio aktivitetens tidlege historie. Kor viktig eit gjennombrot er, er som oftast enklare å slå fast når det har gått nokre år. Når vi kjem til nyare tid, er det dermed vanskelegare å seie kva for følgjer forskinga vil få. Dei seinare åra er blant anna representerte med oppdaginga av magnetiske tornadoar på sola, ei oppdaging som kan vere med på å forklare eit over år gammalt mysterium om sola. Og med funnet av eit nøkkelprotein hos bier, som kan forklare ei endå eldre gåte i utviklinga av sosiale samfunn i dyreverda. Som historiene viser, er det sjeldan store gjennombrot oppstår i eit enkelt «Eureka»-augeblikk. I staden handlar det oftare om ei omhyggeleg avdekking av ukjende landskap som kan gå over mange år. Og på vegen kan det vere mislukka ekspedisjonar og feilslåtte forsøk.
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 9
FORORD 9
Det som også er felles for historiene i boka, er at den drivande krafta bak er ei grunnleggande nysgjerrigheit og eit ønske om å forstå og forklare. Forhåpentlegvis vil også lesaren bli nysgjerrig, og boka kan vere ei plattform for å skaffe seg endå meir kunnskap. I arbeidet med denne boka har eg fått hjelp av mange som har delt kunnskapar, tankar og minne med meg. Bokprosjektet har blant anna ført meg til ein obduksjonssal, der ein hyggeleg patolog viste meg kvar hippocampus sit i menneskehjernen. Det har ført meg til ein fabrikk for mikroskopiske kuler som kan stille seg på geledd under påverknad av ein magnet, til ein familie med to barn med Føllings sjukdom og til ein bikube med ein summande bikoloni. Eg har hatt stor glede av å få innsikt i kva for bidrag norske forskarar har medverka til. Det håpar eg du også vil få. For å skildre hendingane så levande som mogleg har eg intervjua nolevande forskarar om korleis hendingsforløpet var. Der forskarane ikkje er tilgjengelege lenger, har eg støtta meg på publisert materiale, personleg korrespondanse og intervju med familie og tidlegare kollegaer. Detaljane kan du lese i opplysingar om kjelder bak i boka.
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 10
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 11
I løpet av 1800-talet døydde meir enn 10 000 nordmenn av lepra, ein forferdeleg sjukdom som skamfór og blinda menneske. Vestlandet var spesielt hardt råka av denne sjukdommen som ingen visste årsaka til. Var det arv, smitte eller feil kosthald? Då legen Gerhard Armauer Hansen byrja å jobbe på Pleiestiftelsen for spedalske i Bergen i 1857, var talet på sjuke større enn nokosinne. Han ville finne årsaka, der andre hadde leita fånyttes før han.
Gerhard Armauer Hansen, –
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 12
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 13
Sanninga i mikroskopet – oppdaginga av leprabakterien , Bergen. Den første tida på Pleiestiftelsen fann Gerhard Henrik Armauer Hansen arbeidet som lege for spedalske motbydeleg. Han hadde aldri sett så mykje elende på ein og same stad. Skamfarne andlet med blinde auge, deformerte hender og føter som likna elefantens. Harde knutar, og opne sår som kunne dekke store delar av kroppen hos leprapasientane, eller hospitalslemmene, som dei vart kalla. Lukta på hospitalet var innestengd og fråstøytande. Alle forsøk på å lufte var fåfengde. Like snart som pleiarane opna dei, vart vindauga attlatne av dei spedalske sjølve. Dei sjuke kom frå kummerlege kår og hadde motvilje mot frisk luft på romma sine, vart det sagt. Det var ikkje stort legevitskapen kunne tilby dei sjuke heller, det gjekk mest i å lindre smerte og symptom. Lepra, eller spedalskheit, er ein gammal sjukdom. Den første gongen lepra vart skildra skriftleg, er truleg på ein egyptisk papyrus i år før Kristus. I Bibelen er sjukdommen skildra som ei straff frå Gud for eit syndig liv. Lepra hadde spreidd seg til Europa frå Midtausten med krossfararane. Til Noreg hadde sjukdommen truleg følgt med vikingar som kom heim frå plynd -
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 14
14 NORSKE FORSKINGSBRAGDER
rarferder til Skottland eller Irland. Men mens det vart stadig færre spedalske i Europa utover på -talet, steig talet sjuke betydeleg i Noreg på -talet. Og ingen stader i Noreg var det så mange sjuke som på Vestlandet. I var om lag halvparten av alle spedalske å finne på strekninga mellom Bergen og Møre. Aller verst var det i Sunnfjord i Nordre Bergenhus amt, det som no er fylket Sogn og Fjordane. I nokre bygder her var så mange som sju av hundre sjuke. Kvifor var det så mange med lepra akkurat på Vestlandet, og kva var det som forårsaka sjukdommen? Dette var ei gåte. Folk visste ikkje korleis dei skulle beskytte seg, og det fanst heller ingen kur. Den rådande teorien blant medisinske ekspertar var likevel at sjukdommen gjekk i arv. Det kunne forklare kvifor nokre gardar og familiar vart oftare råka enn andre. Andre meinte at sjukdommen oppstod på grunn av dårleg hygiene, fuktig klima og inntak av for mykje fisk og tran. På midten av -talet vart det bygd to nye hospital i Bergen for å ta hand om dei mange sjuke, og for å skilje dei frå resten av samfunnet og hindre dei i å få barn og føre sjukdommen vidare. I kom Lungegårdens sykehus, og i kom Pleiestiftelsen. Desse to hospitala kom i tillegg til det gamle St. Jørgens hospital, som hadde eksistert heilt sidan -talet i Marken i Bergen. Også i Trondheim og i Molde vart det bygd spedalskhospital. Då Armauer Hansen kom til Pleiestiftelsen, var Bergen alt rekna for å vere det fremste senteret i verda for forsking på lepra, og forskarar frå mange land kom til Bergen for å studere sjukdommen. Hovudårsaka til det
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 15
SANNINGA I MIKROSKOPET 15
Lepra starta med flekker i huda. Etter kvart som sjukdommen utvikla seg kunne fingrar og tĂŚr falle av pĂĽ grunn av betennelsar.
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 16
16 NORSKE FORSKINGSBRAGDER
var Armauer Hansens nye sjef, overlegen Daniel Cornelius Danielssen. Han var ein av verdas fremste ekspertar på lepra. Det var Danielssen som hadde starta vitskaplege studium av sjukdommen ved St. Jørgens hospital. Han byrja blant anna med obduksjonar av leprapasientane. Saman med overlege Carl Wilhelm Boeck hadde han forfatta det internasjonalt berømte verket Om Spedalskhed i . Likevel var ein like langt unna å finne ei årsak og ein kur for sjukdommen som tidlegare. Framleis var hospitala mest av alt oppbevaringsplassar for sjuke. Det var ingen utsikter til å bli kurert for sjukdommen, og ein leprapasient som kom inn på hospitalet, visste at han kom til å bli her til han døydde.
EIT UHELDIG FØRSTE MØTE
Armauer Hansen var skeptisk til at arv kunne vere årsak til spedalskheit, slik det vart hevda i Danielssens verk. Han hadde ein annan hypotese. Med grunnlag i eigne observasjonar og gransking av oppføringane av spedalske i lepraregisteret meinte han i staden at sjukdommen måtte komme av eit smittestoff. Armauer Hansen var inspirert av nye vitskaplege idear på kontinentet om smittestoff som årsak til sjukdom, den såkalla «germ theory». Alt i det første møtet med overlege Danielssen busa Armauer Hansen ut med tankane sine om dette. Danielssen vart rasande på den bråkjekke unge legen og kasta han raskt på dør. Det var ikkje den beste starten han kunne fått i den nye jobben. Trass i det uheldige første møtet var Armauer Hansen tilbake igjen på kontoret til Danielssen alt dagen
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 17
SANNINGA I MIKROSKOPET 17
etter. Overlegen var framleis overtydd om at den unge mannen tok feil, men han forstod at han hadde noko å fare med, og fortalde at han ville hjelpe han trass i usemja. Danielssen sørgde for at Armauer Hansen fekk nytte laboratoriet på hospitalet, og lova også at han skulle skaffe han alt av bøker eller anna han måtte ha bruk for. Armauer Hansen vart svært overraska over den positive vendinga frå den eldre overlegen. Etter den dårlege starten vart dei to etter kvart gode kollegaer. Dei slo ofte følgje på vegen frå hospitalet til byen mens dei diskuterte. Det Armauer Hansen sette aller mest pris på hos Danielssen, var den vitskaplege og fordomsfrie innstillinga hans. Ingen var meir ivrig etter å oppmuntre og hisse han til å skaffe bevis for meiningane sine. Seinare vart dei to tidlegare meiningsmotstandarane også familie, då Armauer Hansen gifta seg med Danielssen si dotter, Fanny, i . Men ekteskapet varte ikkje lenge. Fanny døydde av tuberkulose berre ti månader etter bryllaupet.
OBDUKSJONAR
Så snart Armauer Hansen byrja å undersøke pasientane ved Pleiestiftelsen, slutta han å tenke på dei sjuke som motbydelege. I staden vaks det fram ei stigande interesse for å forstå sjukdommen og finne årsaka. Etter få månader såg han på pasientane med eit heilt anna blikk, og han var alltid full av planar om alt det han gjerne ville undersøke. Ikkje minst var det obduk-
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 18
18 NORSKE FORSKINGSBRAGDER
sjonane som interesserte han. I obduksjonane på Pleiestiftelsen såg han ting som han aldri før hadde sett. Frå studiedagane var det nettopp patologisk anatomi, læra om endringar i vev og organ ved sjukdom, som hadde vore yndlingsfaget. Likevel hadde den første opplevinga hans av ein obduksjon på legestudiet vore skrekkarta. Det var ein drukna mann som skulle obduserast. Gerhard Armauer Hansen følte seg dårleg, men heldt ut heilt til ein byrja å sage på skallen til den døde. Lyden var uuthaldeleg, og han måtte gå. Men så snart inntrykket frå denne første obduksjonen hadde bleikna litt og han sjølv byrja å obdusere, vann vitebegjæret over ubehaget. Etter kvart oppheldt han seg meir enn han behøvde i disseksjonsstova. Han fullførte også meir enn gjerne arbeidet til studentar som var mindre glade i å obdusere. Det han likte spesielt godt med å utforske innsida av dei døde kroppane, var at ein sjølv kunne finne ut av ting og få tilfredsstilt oppdagartrongen sin. Her lærte han å tru meir på det han sjølv såg, enn på det lærarane sa. Heilt frå starten var han derfor ein opposisjonell student som meinte å forstå tinga like godt som, og av og til også betre enn, dei gamle lærarane.
USYNLEG SMITTESTOFF
Tanken om at usynlege smittestoff, contagium vivum, kunne forårsake epidemiar og sjukdommar, var langt ifrå ny, men hadde vore diskutert så langt tilbake som i antikken. Først på midten av -talet byrja det å komme bevis for at slike smittestoff kunne eksistere, og
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 19
SANNINGA I MIKROSKOPET 19
ein fekk teknikkar for å leite etter dei. I hadde den ungarskfødde Wien-legen Ignaz Semmelweis observert at risikoen for barselfeber gjekk drastisk ned dersom legane som undersøkte kvinna, desinfiserte hendene med klorvatn. Det vanlege var at legar gjekk rett frå å obdusere lik til å undersøke friske, fødande kvinner. Semmelweis konkluderte med at barselfeber kom av ein slags partiklar som legane overførte frå lika til barselkvinnene på grunn av dårleg handhygiene. Semmelweis fekk lite støtte for ideane sine mens han levde, men kort tid etter at han døydde, fekk teorien om smittestoff gjennomslag. Det kom ikkje minst av den franske kjemikaren Louis Pasteur. Han var ein ivrig forkjempar for denne teorien på - og -talet. På oppdrag frå bryggeri-industrien i Lille hadde Pasteur studert fermenteringsprosessar i vin, øl og eddik. Han kom fram til at alle prosessane var avhengige av ulike mikroorganismar. Pasteur kunne vise at der eksperimentutstyret var sterilisert, og der ein passa på å hindre ureining frå omgivnadene, dukka det ikkje opp organismar. Pasteurs arbeid og observasjonar i laboratoriet inspirerte mange samtidige vitskapsmenn til å sjå på samanhengen mellom mikroorganismar og sjukdom.
GULE CELLER
I det første vitskaplege arbeidet sitt undersøkte Armauer Hansen anatomien i friske og sjuke lymfeknutar. I lymfe knutar frå spedalske fann han ein underleg gulfarge som han aldri hadde sett hos friske menneske. Denne gul fargen hadde Danielssen også tidlegare sett og skildra i
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 20
20 NORSKE FORSKINGSBRAGDER
det store verket sitt om spedalskheit, men utan å gi funnet noka særskild merksemd. Armauer Hansen fann snart den same gulfargen også andre stader enn i lymfeknutane til spedalske. Det såg ut til å vere noko som var eigenarta for spedalskheit. Kunne dette vere teikn på eit smittestoff?
EI REISE TIL TYSKLAND
For å komme vidare i forskingsarbeidet ville Armauer Hansen forbetre kunnskapane sine i mikroskopi. Våren drog han derfor til Bonn i Tyskland for å lære av den berømte vitskapsmannen og leiande mikroskopieksperten Max Schultze. Opphaldet vart slett ikkje så lærerikt som han hadde tenkt seg. Schultze kom berre på korte visittar til laboratoriet, og det var i staden to assistentar som tok seg av å rettleie studentane. Armauer Hansen kunne meir enn dei to assistentane til saman, meinte han sjølv. Mens den norske legen var i Bonn, braut det også ut krig mellom Frankrike og Tyskland. Kvar dag passerte det soldatar gjennom byen på veg til fronten. Det vart snart umogleg å sitte stille i laboratoriet og sjå i eit mikroskop. Armauer Hansen bestemte seg for å dra vidare til Austerrike og Wien.
UTVIKLINGSLÆRA
Wien var ein hyggeleg by å vere i. Om dagen studerte Armauer Hansen, om kveldane gjekk han i teater eller spelte kort med norske kollegaer. Her i byen fekk
Norske forskingsbragder ferdig_A 03.03.16 09:04 Side 21
SANNINGA I MIKROSKOPET 21
Armauer Hansen også det største utbyttet av opphaldet på kontinentet. Ein dag han gjekk gjennom byen, fall blikket hans på ein boktittel i vindauget hos ein bokhandlar: Natürliche Schöpfungsgeschichte (Naturlege skapingsforteljingar). Tittelen vekte interessa hans. Den streid jo imot alt han hadde lært om skaparverket, sjølv om han i studiedagane hadde byrja å tvile på at det fanst nokon gud. Boka var ei populær framstilling av Darwins evolusjonsteori, som var publisert i England år tidlegare, men som Armauer Hansen enno ikkje var kjend med. Han gjekk straks inn i bokhandelen, kjøpte boka og gjekk heim for å lese. Resten av dagen og heile dagen etter var han oppslukt av boka og forsømte laboratoriearbeidet sitt. Han hadde aldri lese noko liknande før. Han kjende det som om barnelærdommen rasa saman rundt han, og som om verda for alltid ville stå i eit anna lys etter dette. Under resten av opphaldet arbeidde desse tankane vidare i hjernen hans. Sjølv om han hadde fått mindre utbytte av studiereisa til kontinentet enn han hadde håpa, var han likevel kommen meir kunnskapsrik tilbake til heimlandet, og innføringa i Darwins utviklingslære var den viktigaste årsaka. Heime att i Noreg heldt han fram med å studere Darwins tekstar. Han vart inspirert av tenkemåten som hadde leidd Darwin fram til innsiktene om korleis eigenskapar hos artar oppstod gjennom naturleg utval. Av Darwin lærte han vitskapleg forskings metode og resonnement, å legge til side alle meiningar ein måtte ha på førehand, undersøke det som skulle undersøkast frå alle sider, og vere forsiktig med å dra slutningar.