Egy nőstény és két hím kérész az aszfaltúton (Fotó: Kriska György)
A hegyi patakokat kísérő aszfaltutak felett számos esetben megfigyelhető több különböző kérészfaj tömegrajzása. A kérész egyedek és a kopuláló párok sokszor leereszkednek az aszfaltútra, és párzás után a nőstények petecsomóikat is ide rakják le ahelyett, hogy az aszfaltút közelében futó hegyi patakba petéznének. Ezek a jelenségek, különösen a nőstények peterakási viselkedése azt sugallja, hogy az aszfaltfelszín vonzza a kérészeket, és egyfajta rovarcsapdaként működik.
A szakirodalomban számos, a vízi rovarokkal kapcsolatos hasonló megfigyelés szerepel, amelyek szerint e rovarok gyakran lelhetők fel üvegtáblákon, kocsitetőkön és nedves aszfaltutakon. 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. 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 szerint az aszfaltutak a rajzás markereiként szerepelnének, nem ad választ a kérészek aszfaltútra 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 felett olyan viselkedési elemeket is tartalmaz (petéző repülés, ritmusos felszínérintések, hirtelen felemelkedés és leereszkedés), amelyek a vízfelszín feletti viselkedésre jellemzők. A második feltételezés nem képes megmagyarázni azt, hogy a kérészek petézése miért következik be gyakran a teljesen száraz aszfaltfelszínen is. Az alábbiakban terepkísérleteink eredményei alapján egy meggyőző magyarázatot adunk erre a meglepő viselkedésre.
Hím dánkérész az aszfaltúton (Fotó: Kriska György)
Terepvizsgálataink során a Pilis-hegységi Dömörkapunál futó tipikus középhegységi pataknál, a Bükkös-pataknál figyeltük meg hat kérészfaj (Ephemera danica, Ecdyonurus venosus, Epeorus silvicola, Baetis rhodani, Rhithrogena semicolorata és Haproleptoides confusa) szaporodási viselkedését a patakkal párhuzamosan futó száraz aszfaltút felett.
Miután a rovarok kirepültek a hegyi patakból, a hímek rajokban gyűltek össze a levegőben 4-5 méterre a talajfelszíntől. A rajzás kezdetekor ilyen diffúz rajokat figyeltünk meg a kirepülési hely szomszédságában a patak mentén, az aszfaltút felett, az ösvényeknél és a tisztások felett a kirepülési hely szomszédságában. A rajokat általában ott fedeztük fel, ahol az égbolt látható volt. Az idő előrehaladtával a rajok fokozatosan közelítettek a földfelszínhez és egyre több nőstény repült a rajokba, hogy párosodjon a hímekkel. A párzás után a nőstények visszatértek a patakhoz, vagy az aszfalton landoltak és lerakták petecsomóikat. Később, amikor a levegő hőmérséklete és az alkonyati fény csökkenni kezdett, a rajok fokozatosan elhagyták az erdei tisztásokat és ösvényeket. Főleg ilyenkor figyeltünk meg rajzó kérészeket az aszfaltút felett és azokon a patakrészeken, amelyek felett látható volt az égbolt.
Ezekben a rajokban mind a hímek, mind a nőstények periodikusan fel-le szálltak, fajspecifikus násztáncot járva, vagy párhuzamosan repültek a víz és az aszfaltfelszín felett, a völgyből érkező hűvösebb légáramlattal szemben. Gyakran megérintették a víz- és aszfaltfelszínt, vagy leereszkedtek rá néhány mp-ig, majd újra felemelkedtek. Amikor a levegő hőmérséklete 14-15 °C alá csökkent, és a fényintenzitás is alacsony lett, a kérészrajzás hirtelen abbamaradt, és a rovarok eltűntek mind a víz-, mind pedig az aszfaltfelszín közeléből. Leszálltak a környező fák, bokrok leveleire és eltűntek a magaskórósokban. Mind a hat általunk vizsgált kérészfaj ugyanazt a viselkedést mutatta az aszfaltúton, mint a vízfelszínen. A rajzás sűrűsége, a kérészek landolásának, peterakásának száma az aszfaltút azon foltjain volt a legnagyobb, amelyek simábbak és sötétebbek voltak a szomszédos felülethez képest; a reproduktív viselkedés nem jelent meg a világosszürke vagy durva felszínű aszfaltrészek felett. A nőstény kérészimágók egyik jellemző reakciója a sima felszínű, fekete aszfaltfoltok felett a következő volt: Miután a levegőben megtörtént a kopuláció, a nőstények megérkeztek az egyik folt fölé. Először átrepültek a folt felett, majd hirtelen visszafordultak annak határán, és a völgyből érkező gyenge légáramlással szembe fordulva szinte egyhelyben repültek a folt felett. A nőstények több alkalommal érintették az aszfaltfelszínt, majd leszálltak rá, hogy lerakják petecsomóikat. A megfigyelt viselkedés alapján megállapíthattuk, hogy a sötétebb és simább aszfalt sokkal vonzóbb a vizet kereső kérészek számára.
Az általunk vizsgált hat kérészfajnál két olyan repüléstípust figyeltünk meg, amely általában csak a víz felett következik be: (i) A nőstények szembehelyezkedtek a völgyből érkező gyenge légáramlattal, majd oda-vissza repültek az aszfaltút felületével párhuzamosan, le-fel táncoltak, és néha érintették az aszfaltot. Ezt a repülési típust csak a nőstények mutatták az aszfaltút középső részén. (ii) A petéző repülés során a nőstények jellegzetes fajspecifikus mozgáskombinációt mutattak be, amely különbözött a rajzó hímimágók táncától, és egyidejűleg jelent meg azzal. A petéző repülés előrehaladtával egyre több nőstény imágó rakta le petéit. A repülés végén a nőstények leszálltak az aszfaltra és lerakták petecsomóikat. A nőstények leszálltak az aszfaltra és addig maradtak ott, amíg ki nem préselték testükből és le nem rakták petecsomóikat. A petéző repülés funkciója elsősorban az optimális petézőhely megtalálása, és/vagy a nagyszámú pete kipréselése, és/vagy védekezés a rajzó hím imágók kopulációs támadásával szemben.
A hímek szintén periodikusan érintgették az aszfaltfelszínt repülésük során, miközben szembefordultak a légáramlattal. Az egyedek egy része csak a cerkuszaival érintette az aszfaltot, miközben folyamatosan le-fel szállt az út fölött. Mások leereszkedtek az aszfaltra és egy-két másodpercet töltöttek ott. Ezután felszálltnak, majd néhány másodperccel később újra leszálltak.
Horváth Gábor a terepkísérletben alkalmazott tesztfelületekkel (Fotó: Kriska György)
A kérészek viselkedésének megértése érdekében a Bükkös-patak mellett választásos terepkísérleteket végeztünk. Ennek során téglalap alakú, eltérő anyagú lapokat fektettünk az úttal párhuzamosan az aszfaltút felületére, különböző távolságokban a pataktól, ahol az Epeorus silvicola és a Rhithrogena semicolorata kérészek rajzottak. Az 1 m × 2 m-es tesztfelületeket 0,5 m távolságban helyeztük el egymástól. Tesztfelületként fényes fekete műanyag fóliát, fényes tejfehér műanyag 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 felett rajzó kérészeket. A tesztfelületek helyzetét többször, véletlenszerűen változtattuk egymáshoz képest, hogy elkerüljük a felületek pozíciójából származó esetleges helyi hatásokat.
Hím Baetis rhodani a fekete fólián (Fotó: Kriska György)
Petéző dánkérész a fekete fólián (Fotó: Kriska György)
Kérészreakciók (leszállás, párzás, petézés) a fekete fólián (Fotó: Kriska György)
A kérész egyedeket szinte kizárólag csak a fényes fekete műanyag fólia vonzotta. Az aszfaltút feletti rajzás kezdetekor (kb. 19 órakor) csak néhány kérész landolt a fekete fólián, de számuk gyorsan nőtt az idő előrehaladtával. 20:40-kor a reproduktív aktivitás elérte maximumát a műanyag fólián. A rajzás intenzitása 20-30 perccel később hirtelen alábbhagyott a hőmérséklet és a világosság csökkenése miatt. A fényes fehér műanyag fólia és az alumínium fólia nem volt vonzó a kérészek számára, az e felületekre történő landolások száma elhanyagolható volt a fekete fólián történt landolások nagy számához képest. Hogy kizárjuk azt a lehetőséget, hogy a tesztfelületek eltérő hőmérséklete eredményezte a megfigyelt jelenséget, megmértük azok hőmérsékletét is. A mérések során nem találtunk szignifikáns hőmérséklet-különbséget a tesztfelületek között. A tesztfelületek hőmérséklete ugyanakkor mindig szignifikánsan magasabb volt, mint az aszfaltút fölötti levegőé.
Kísérletsorozatunk eredményeként megállapítottuk, hogy a fényes fekete műanyag fólia volt az egyetlen vonzó felület mind a hat, általunk vizsgált kérészfaj számára. Kontroll felületként kevésbé fényes fekete vásznat és matt fehér vásznat használtunk, amelyek diffúzan verték vissza a fényt. A fényes fekete műanyag fólia szignifikánsan vonzóbb volt, mint a vásznak. A fehér vászon egyáltalán nem, míg a fekete kis számban vonzotta csak a kérészeket. Az 1997-ben folytatott kísérleteink során egy fényes fekete műanyag fóliát, illetve egy matt fehér és egy matt fekete vásznat vonzóképességét vizsgáltuk. Ez esetben a fekete és fehér matt felületek nem vonzották a kérészeket, csak a fényes fekete műanyag felszín volt vonzó számukra. Azért, hogy demonstráljuk a rajzó kérészek erős vonzódását a fényes fekete műanyag fóliához, több alkalommal áthelyeztük a tesztfelületet úgy, hogy közben folyamatosan nagy számban rajzottak felette a kérészek. A fekete műanyag fóliát 3-4 méterrel vittük távolabb az eredeti helyétől, de a rajzó kérészek végig követték.
Aszfaltút fénypolarizációs mintázatai (Fotó: Horváth Gábor)
Ha elemezzük az aszfaltút különböző részeiről képalkotó polarimetriával készített fénypolarizációs mintázatokat, és összehasonlítjuk azokat a hegyi patakról készített mérésekkel, akkor megállapíthatjuk: A aszfaltút világosabb és durvább felszínű foltjai ellenére a száraz aszfaltútról visszavert fény polarizációfoka elég magas, polarizációiránya pedig alapvetően vízszintes irányú. Eső után is kimértük a nedves aszfaltút polarizációfokát, ami szignifikánsan magasabb volt a szárazénál. A patakfelszín fodrozódása miatt a polarizációfok és a polarizációs irány jelentősen változott a vízfelszínen helyről helyre. A vízfelszínről visszatükröződő fény megközelítőleg vízszintes polarizációirányú, de a fodrozódások miatt erősen különbözhet is ettől az iránytól.
Hullámzó patakfelszín fénypolarizációs mintázatai (Fotó: Horváth Gábor)
A fényes fekete műanyag fóliáról és a nedves aszfaltról visszavert fény polarizációfoka volt a legnagyobb. A száraz aszfaltútról visszavert fény polarizációfoka még mindig elég jelentős volt, és sokkal magasabbnak bizonyult, mint a kissé fényes fekete vászonról, a matt fekete vászonról és a fényes fehér műanyag fóliáról visszavert fényé. A matt fehér vászon és a fényes alumínium fólia gyakorlatilag polarizálatlan fényt vert vissza. A hozzávetőlegesen sík felületű, vízszintesen polarizált fényt visszaverő felületek miatt a száraz és nedves aszfaltútról, a fényes fekete és a fényes fehér műanyag fóliákról visszaverődő fény polarizációjának iránya nem különbözött szignifikánsan a vízszintestől.
A terepkísérletekben használt fóliák polarizációs mintázatai (Fotó: Horváth Gábor)
Kísérleteink megtervezésekor abból indultunk ki, hogy a kérészek aszfaltutak felett megjelenő reprodukciós viselkedését egy külső kémiai, hő vagy vizuális inger irányítja, ami vonzza ezeket a rovarokat. Az aszfaltút egyes részei és a tesztfelületek között azonban nem lehetett szignifikáns különbség a szagukat tekintve. Ezért lehetetlen, hogy a szagingerek tették vonzóvá a fényes fekete műanyag fóliát és az aszfaltfelszínt a kérészek számára. Az aszfaltút különböző régióin és a tesztfelületeken nem volt különböző a hőmérséklet sem, ezért az aszfaltút simább és sötétebb részeinek és a fényes fekete műanyag fóliának a vonzó tulajdonságát nem lehetett a hőmérséklet hatásával sem magyarázni. Kísérleteink eredményei alapján az aszfaltút kérészekre gyakorolt erős vonzó hatását kizárólag optikai jelekkel tudtuk magyarázni: a visszavert fény színével, fényességével vagy polarizációjával. Mivel a fekete/szürke aszfalt valamint a kísérletben használt fekete, fehér és alumínium tesztfelületek a beeső fény teljes spektrumát visszaverik, és tükröző képességük szinte teljesen független a fény hullámhosszától, ezért a szín szerepe kizárható a kérészek választásában. A fényes alumínium fólia és a műanyag fóliák egy irányban, míg a matt vásznak diffúzan verik vissza a fényt. A tesztfelületek közül az alumínium fólia volt a legfényesebb, a fehér műanyag fólia és a fehér matt vászon kevesebb fényt vert vissza, de gyengébb fényviszonyok között a különbség nem volt jelentős. A fekete műanyag fólia és a fekete vásznak voltak a legsötétebbek.
Ha a kérészek pozitív fototaxissal vonzódtak volna az aszfaltúthoz, akkor a fényes alumínium fólia, a fényes fehér műanyag fólia és a matt fehér vászon vonzotta volna őket leginkább. Miután ennek az ellenkezőjét tapasztaltuk, ezért a fototaxis nem lehet az aszfaltnál tapasztalt viselkedés kulcsa. Azt figyeltük meg, hogy a kérészek csak a fényes fekete műanyag fóliához vonzódtak a tesztfelületek közül, de ez nem magyarázható a fényes fekete fóliáról visszavert fény erősségének magasabb szintjével (mikor a fény beesési szöge megegyezik a visszaverődés szögével), mivel a visszavert fény mennyisége nem vonzó inger a kérészek számára. Az alumínium fólia nem változtatja meg a beeső fény polarizációjának fokát és irányát. A műanyag fóliákról visszavert fény polarizálttá válik, de a fehér műanyag fóliáról visszavert fény polarizációfoka sokkal kisebb, mint a feketéről visszavert fényé. A vásznakról visszavert fény polarizációfoka szintén nagyon alacsony volt, a visszavert fény polarizációiránya nem volt vízszintes. Mindezek alapján azt feltételeztük, hogy a visszavert fény polarizációja lehet az a legfontosabb tényező, amely megmagyarázza a fényes fekete műanyag fólia vonzó hatását. Megfigyeltük, hogy a fekete műanyag fólia csak akkor volt vonzó, ha a felszíne vízszintes volt. A függőleges helyzetű fekete műanyag fólia, amelyről olyan fény verődött vissza, melynek polarizációiránya függőleges volt, nem volt vonzó a kérészek számára. Mindezek alapján megállapíthatjuk, hogy csak a vízszintesen polarizált fény vonzza a kérészeket.
Az aszfalt sima, sötétebb régiói vonzóbbak voltak, mint a durva felszínű, világosabb foltok. A visszavert fény polarizációfoka a fényes fekete műanyag fólia esetében volt a legnagyobb, a száraz aszfaltfelszín esetében már kevesebbnek bizonyult, de még mindig magasabb volt, mint a kissé fényes vászonról visszavert fényé. Mindezek alapján látható, hogy a nagyobb polarizációfok a meghatározó a kérészek vonzásában. Az aszfaltút vizuálisan jobban vonzza a rajzó, szaporodó és petéző kérészeket, mert erősebben és naplemente körül vízszintesen polarizálja a visszavert fényt, utánozva a vízfelszínt. Az aszfaltút felszínéről visszavert fény polarizációiránya naplemente táján vízszintes irányú, és a polarizációfoka is jelentős. Sötét anyaga miatt a beeső fényt szinte teljes mértékben elnyeli, ezért nem érvényesülhet a mélyebb rétegekből visszaverődő fény vízszintes irányú polarizációt lerontó hatása.
A fentiekben felvázolt viselkedés okainak feltárása nemcsak a kérészek tudományos kutatása szempontjából fontos kérdés, hanem a napjainkban mind jobban megritkuló rovarcsoport védelme miatt is, mivel az aszfaltútra lerakott petecsomók (egy nőstény kérész petecsomója 6000-9000 petét is tartalmaz) rövid idő alatt kiszáradnak és elpusztulnak. A kérészek vízi élőhelyei nagy veszélynek vannak kitéve az egyre inkább fokozódó vízszennyeződések miatt. Majdnem minden kérészfaj egyedszáma csökken, és jelentős mennyiségük eltűnt a korábbi élőhelyekről az utóbbi évtizedekben a mezőgazdasági és urbanizációs élőhelyromlás következtében. Mindezek következtében a kérészek tömegrajzása napjainkban ritka jelenségnek számít. Ilyen körülmények között fontos lehet megállapítani, hogy az aszfaltutakra történő kérészpetézés megelőzhető-e. Ez a kérdés igen kevés hangsúlyt kapott mindeddig, ahhoz képest, hogy a kérészkutatás milyen kitüntetett figyelmet szentelt a rajzásformációk tudományos vizsgálatának.
Forrás