Hidrológiai Közlöny 2000 (80. évfolyam)

5-6. szám - XLI. Hidrobiológus Napok: "Vízi ökoszisztémák (taxonómia, biodíverzitás, biomonitorozás, élőhelyek frakmentációja, inváziós fajok biológiája)" Tihany, 1999 október 6-8.

357 Miért petéznek a kérészek száraz aszfaltutakra? Aszfaltutak, mint vízszintesen poláros fényt visszaverő, vizet utánzó "fénycsapdák" a polarotaxissal vizet kereső kérészek számára Horváth Gábor

2 - Kriska György

1 1 ELTE Biológiai Fizika Tanszék, 1112. Budapest, (Lágymányos), Pázmány Péter sétány l/a 2 ELTE Biológiai Szakmódszertani Csoport, 1083. Budapest, Ludovika tér 3. Kulcsszavak: aszfaltút, vízszintesen poláros fény, polarotaxis, kérész. Bevezetés Az utóbbi három évben minden tavasszal megfigyeltük, hogy több különböző kérészfaj nagy számban rajzik száraz aszfaltutak fölött. A kérész egyedek és a kopuláló párok sokszor leereszkedtek az aszfaltúira, és párzás után a nőstények petecsomóikat is ide rakták le ahelyett, hogy az aszfaltút közelében futó hegyi patakba petéztek volna. Ezek a jelenségek, különösen a nőstények peterakási viselkedése azt sugallta, hogy az aszfalt-felszín vonzza a kérészeket, és egyfajta rovarcsapdaként működik. A kérészek rajzási, szaporodási és peterakási viselkedésével foglalkozó korábbi kutatások nem adtak magyarázatot erre a sokfelé előforduló különös jelenségre. A szakirodalomban számos, a vízi rovarokkal kapcsolatos megfigyelés szerepel, amelyek szerint e rovarok gyakran lelhetők föl üvegtáblákon, kocsitetőkön, és nedves aszfaltutakon (

Fernando, 1958; Popham, 1964). Annak ellenére, hogy a fentiekben említett, kérészekkel kapcsolatos megfigyelések ismeretesek az entomológus szakemberek számára, ezt a jelenséget csak szórványosan írták le publikációikban marginális jegyzetek formájában. Azt feltételezték, hogy az aszfaltutak olyan markerek a kérészek számára, amelyek jelzik a rajzás és szaporodás helyeit (pl. Brodskiy, 1973; Savolainen, 1978). A kérészek aszfaltutakra történő petézését egyszerűen azzal magyarázták, hogy a fényes felületű, nedves aszfaltutak a visszavert fény erőssége tekintetében hasonlóak lehetnek a rovarok számára, mint a valódi vízfelszínek. Az első feltételezés, amely szennt az aszfaltutak a rajzás markereiként szerepelnének nem ad választ a kérészek aszfaltúira történő petézésére, hiszen normális körülmények között a kérészek csak a vízfelszínre petéznek, a markerekre nem. Ezen kívül a hím és nőstény imágók rajzása az aszfaltút fölött olyan viselkedési elemeket is tartalmaz (petéző repülés, ritmusos felszínérintések, fölemelkedés, hirtelen leereszkedés), amelyek a vízfelszín fölötti viselkedést jellemzik. Ezzel kapcsolatban újabb feltételezés, hogy a tiszavirág hím és nőstények egymásra találásában a hímeken lévő hidroreceptorok is szerepet játszanak (Fink-Andrikovics 1995, Andrikovics-Fink-Cser, 1992). A második feltételezés nem képes megmagyarázni azt, hogy a kérészek petézése miért következik be gyakran a teljesen száraz aszfalt-felszínen is. Az alábbiakban egy meggyőző magyarázatot adunk erre a meglepő viselkedésre. A fentiekben felvázolt viselkedés okainak feltárása nemcsak a kérészek tudományos kutatása szempontjából fontos, hanem a napjainkban mind jobban megritkuló rovarcsoport védelme miatt is, mivel az aszfaltúira lerakott petecsomók (egy nőstény kérész petecsomója 6000-9000 petét tartalmaz) rövid idö alatt kiszáradnak és elpusztulnak. Két éves kutatást folytattunk azért, hogy tisztázzuk a kérészek aszfaltutak fölötti rajzásának okait. A két év során hat kérészfaj rajzását vizsgáltuk. Ennek során video-felvételeket készítettünk, összetett választásos kísérleteket, video-polarimetriás méréseket és vizuális megfigyeléseket végeztünk a terepen Megfigyeléseink eredményeként felvázoltuk a kérészek aszfaltutak fölötti szexuális viselkedésének új interpretációját (Kriska, Horváth & Andrikovics, 1998). Véleményünk szerint az aszfaltutak megtévesztésig hasonlóak egy vízszintesen poláros fényt visszaverő vízfelszínhez a polarotaxissal vizet kereső rovarok számára. Amint azt kimutattuk, a kérészek vizdetektálása a vízfelszínről érkező vízszintesen polarizált fény segítségével történik, hasonlóan sok más vízi rovarhoz (Schwind & Horváth, 1993; Horváth, 1995; Horváth & Zeil, 1996; Horváth & Varjú, 1997, Horváth etat., 1998). Anyag és módszer A tesztfelületes kísérletek helyszíne a Bükkös-pataknál Terepvizsgálataink során a Bükkös-pataknál figyeltük meg az Ephemera danica (Müll ), Ecdyonurus venosus (Fabr.), Epeorus silvicola (Etn ), Baetis rhodani (Pict), Rhithrogena semicolorata (Curt.) és Haproleptoides conjúsa (Hag) reproduktív viselkedését a száraz aszfaltút fölött. A tesztfelületes kísérleteket az Epeorus silvicola és a Rhithrogena semicolorata fajokkal folytattuk. A kísérleteket május második és június első felében végeztük 1996-ban és 1997-ben. A kutatás helyszíne a Pilishegységi Dömörkapu volt, amely Budapesttől 30 km-re helyezkedik el. A vizsgálatokat a Bükkös-patak partján egy tipikus középhegységi pataknál folytattuk, amelyből nagy számban rajzanak ki kérészek májusban és júniusban (Andrikovics & Kéri, 1991). A pataktól 1-5 m-es távolságban egy aszfaltút fút, fákkal és bokrokkal szegélyezve, párhuzamosan a patakkal. Néhány helyen az aszfaltút kis hídon vezet át a patak fölött. Az út néhány méterrel magasabban fut a pataknál és fölötte nyitott az égbolt. Az aszfaltút felszíne a legtöbb helyen viszonylag sima és sötétszürke, de találhatunk rajta több, világosszürke és durva felszínű foltot is. Választásos kísérletek különböző tesztfelületek felhasználásával A Bükkös-patak melletti kísérletekben téglalap alakú, eltérő anyagú lapokat fektettünk az úttal párhuzamosan az aszfaltút felületére, különböző távolságokban a pataktól, ahol a kérészek rajzottak. Az I m x 2 m-es tesztfelületeket 0,5 m távolságban helyeztük el egymástól. Tesztfelületként fényes fekete műanyag (polietilén) fóliát, fényes tejfehér műanyag (polietilén) fóliát, fényes alumínium fóliát, kissé fényes fekete ruhaanyagot, matt fekete ruhaanyagot és matt fehér ruhaanyagot használtunk Hogy kizárjuk a színek hatását a kérészek rajzására olyan tesztfelületeket alkalmaztunk, amelyek anyaga csak spektrálisan semleges, szürke fényt reflektált. Különböző alkalmakkor megszámoltuk a landoló és a közvetlenül a fólia fölött, 0,1 m-nél nem magasabban rajzó kérészeket a tesztfelület 0,1 m x 0,1 m-es területén. A tesztfelületek helyzetét többször, véletlenszerűen változtattuk egymáshoz képest, hogy elkerüljük a felületek pozíciójából származó esetleges hatást, ami az odavonzott kérészek számát is befolyásolhatja. A kísérleteket mindig felhőtlen égbolt alatt végeztük. A kísérletek kezdetekor a lenyugvó Nap direkt fénye, később pedig az. égboltfény világította meg a terepet. A vizuális megfigyeléseken túl video-felvételeket is készítettünk az aszfaltút és a tesztfelületek fölötti rajzási viselkedésekről. Ezen kívül fényképfelvételekkel dokumentáltuk a kérészek landolását és peterakását az aszfaltúton és a tesztfelületeken. A kísérletek során mértük a patakvíz hőmérsékletét valamint a levegő hőmérsékletét a patak és az aszfaltút mellett, továbbá az aszfalt cs a tesztfelületek felszíni hőmérsékletét Video-polarimetriás terepi mérések Alihoz, hogy optikai környezetünk különféle polarizációs mintázatait tanulmányozhassuk, az emberi szem számára is láthatóvá tegyük, nagvlátószögü képalkotó polarimetriára van szükségünk. Ennek egyik változata a video-polarimetria (Horváth & Vaíjú, 1997) alkalmas arra, hogy a számunkra láthatatlan, de a technikában jó) használható és számos állat számára nélkülözhetetlen fénypolarizáció térbeli eloszlását mérhessük vele, és nagyfelbontású, kétdimenziós, hamisszínes eloszlástérképek formájában megjeleníthessük A módszer lényege az, hogy egy videokamerával felvesszük a kiválasztott tárgy vagy élőhely képét, miközben az objektíviencse előtt egy lineáris polárszüröt forgatunk. A polárszürö rezgéssíkját kezdetben pl függőlegesre állítjuk, majd néhány másodperc elteltével az óramutató járásával megegyező irányban 45°-kal elforgatjuk. Ezt a műveletet újabb néhány másodperc elteltével megismételjük, és a polárszürö mindenkori irányát feljegyezzük. A videofelvételt ezután képdigitalizáló kártyával ellátott személyi számítógéppel feldolgozzuk, és a polárszürö három állásához (? = 0°, 45°, 90°) tartozó három színes képet állítunk elő Ha a felvett kép adott pontjáról jövő fény részlegesen poláros, akkor a fény I intenzitása szinuszosan változik a forgó polárszürö irányától függően. Egy alkalmas számítógépes programmal az adott képponthoz tartozó három fényintenzitás-értékre illesztett I(?) = A sin(B?) + C színusz-filggvény paramétereiből kiszámítható a vizsgált pontból jövő fény polarizációjának ? = (Imix - Imm)/(I

m«x + Imm) foka és ? iránya (a polarizációs ellipszis nagytengelyének iránya) E számításokat a felvett kép minden pontjára