3 hím és egy nőstény kérész vörös tesztfelületen (Fotó: Kriska György)
Az aszfaltutak poláros fényszennyezése súlyos veszélyt jelent a világszerte egyre inkább fogyatkozó kérészek utódgenerációira, mert a megtévesztett rovarok a patakok mentén haladó aszfaltutakat a róluk visszavert erősen és vízszintesen poláros fény alapján ideális rajzási és petézési helyként azonosítják.
A fényes fekete vízszintes aszfaltfelszínek erősen és vízszintesen polárosak, ezért jelentős forrásai a poláros fényszennyezésnek. Ez a hatás mérsékelhető, vagy akár teljesen meg is szüntethető, ha az aszfaltfelszínt befedik apró fehér kőtörmelékkel, amely depolarizálja a visszavert fényt a diffúz visszaverődés (felületi egyenetlenség) és az Umow szabályból eredően (fehér anyag).
Az aszfaltút esetében a poláros fényszennyezés csökkentésére elvileg lehetőséget ad, ha a kérészek előfordulási helyei közelében futó útszakaszok felületét a visszaverődő fényt depolarizáló tulajdonságúvá, azaz durvává és világossá teszik, például fehér kőzúzalék (murva) aszfaltba való hengerlésével.
Kérészek aszfaltút melletti szaporodási viselkedésének vizsgálata során azonban megállapítottuk, hogy a poláros fényszennyezés csökkentésére irányuló, az aszfaltutat világosító és a felületét érdesítő eljárások alkalmazása sem tartja távol a kérészeket az aszfaltutaktól, miáltal ezek a mesterséges objektumok továbbra is a kérészek poláros ökológiai csapdáiként működnek.
(A) A kérészrajzás helyszíne. Aszfaltút a Bükkös-patak mentén. (B) Esővíztócsa az aszfaltút szélén. (C) Az esővíztócsába belepusztult álkérész (Nemoura cinerea) kérészek (hím és nőstény Baetis rhodani). (D) Peterakás közben az esővíztócsába fulladt nőstény Rhithrogena semicolorata (Fotó: Kriska György)
A kérészrajzás időszakában esős napok után többször megfigyeltük, hogy az aszfaltúton kialakuló víztócsák kérészeket ejtettek csapdába. A jelenség azért következhetett be, mert a sötét vízű tócsák felszínéről erősen és vízszintesen poláros fény tükröződött, ami kiváltotta a nőstények leszállását és petézését. A megfigyelés nyomán merült fel az ötlet, miszerint pontforrásként működő vízzel feltöltött poláros rovarcsapdákkal meg lehetne menteni a kérészek utódgenerációját. Ha sikerül a csapdákhoz vonzani és petézésre bírni a nőstény kérészeket, akkor a petéiket visszajuttatva a patakba kifejlődhet a következő kérésznemzedék, az utódgeneráció.
A terepkísérleteinkben színes (vörös, kék, vagy zöld) rovarcsapdákat kívántunk alkalmazni, mert ezek aszfaltúton való jobb láthatósága közlekedésbiztonsági szempontból fontos lehet. A megfelelő színt egy másik polarotaktikus rovarcsoporttal, a bögölyökkel folytatott terepkísérletek eredményei alapján választottuk ki.
Az első választásos terepkísérletet egy lovardában végeztük Gödön. Egy fekete, vörös, zöld és egy kék étolajjal töltött tálcát (50 cm ´ 50 cm) helyeztünk egymás mellé a fűre és sorrendjüket minden nap napnyugtakor véletlenszerűen megváltoztattuk. A tálcák napnyugtától napkeltéig, valamint esős időben fekete műanyag lapokkal voltak letakarva. A tálcákban csapdázódott böglyöket begyűjtöttük (Fotó: Kriska György)
Az első választásos terepkísérlet eredményei alapján megállapítható volt, hogy a felhasznált négy különböző színű olajtálca közül a fekete, illetve a vörös színű csapdázta a legtöbb polarotaktikus bögölyt. Az előbbi volt a legvonzóbb a böglyök számára, hiszen több, mint kétszeresét fogta a vörös tálcának, míg a kék és zöld színűek csupán annak csak ötödét. A böglyök július közepétől augusztus közepéig mutatták a legnagyobb aktivitást.
A kék, zöld, vörös és fekete olajtálcákban csapdázódott bögölyök száma az 1. gödi terepkísérlet során
Horváth Gábor képalkotó polarimetriai felvételezés közben (Fotó: Kriska György)
Az egyes tálcákról visszavert fény polarizációjának meghatározásához digitális képalkotó polarimétert használtunk. A különböző felületek polarizációs mintázatait a spektrum vörös (650 nm), zöld (550 nm) és kék (450 nm) tartományában vettük fel. A fekete olajtálca egyaránt lineáris és közel vízszintesen poláros fényt ver vissza (polarizációfok: p > 70%, a függőlegestől mért polarizációszög: 75° < α < 105°) a látható spektrum mindhárom vizsgált tartományában. Ez alapján megállapítható, hogy az ilyen fény a polarotaktikus bögölyök számára vízfelületként értelmezhető, így a fekete olajtálca vizuálisan megtévesztheti őket.
A fekete olajtálcáról készült színes fotó és a képalkotó polarimetriával mért polarizációs mintázatok. A második sorban a ρ lineáris polarizációfok, a 3. sorban az α polarizációszög (függőlegestől mérve az óramutató járása szerint), a következő sorban pedig a pozitív polarotaxisú rovarok által vízként detektált felület nagysága látható (a visszavert fény tulajdonságai: p > 70%, 75° < α < 105°) (Fotó: Horváth Gábor)
A vörös olajtálca felületének polarizációs mintázatain megfigyelhető hogy egyaránt lineáris és közel vízszintesen poláros fényt ver vissza (polarizációfok: p > 70%, a függőlegestől mért polarizációszög: 75° < α < 105°) a látható spektrum zöld és kék vizsgált tartományában. A vörös tartomány esetében megjegyzendő, hogy a vízi rovarok többsége nem rendelkezik vörös színre érzékeny fotoreceptorokkal, így az ilyen felületekről visszavert poláros fényt gyakorlatilag úgy érzékelik, mintha fekete felületről verődne vissza. Ez alapján megállapítható, hogy az ilyen fény a polarotaktikus bögölyök számára vízfelületként értelmezhető, így a vörös olajtálca vizuálisan megtévesztő lehet a számukra.
A vörös olajtálcáról készült színes fotó és a képalkotó polarimetriával mért polarizációs mintázatok. A második sorban a ρ lineáris polarizációfok, a 3. sorban az α polarizációszög (függőlegestől mérve az óramutató járása szerint), a következő sorban pedig a pozitív polarotaxisú rovarok által vízként detektált felület nagysága látható (Fotó: Horváth Gábor)
A második választásos terepkísérletet Szokolyán végeztük egy lovasfarmon 2009. augusztus 17. és szeptember 13. között. Egy vörös, zöld és kék műanyag lapot (50 cm ´ 50 cm) fektettünk vízszintesen a fűre, egymástól 2 méter távolságra. A lapok színtelen és szagtalan ragasztóval voltak bekenve, amelyek így csapdáztak minden rovart. A befogott bögölyöket rendszeresen leszámoltuk.
(A) A beragasztózott zöld, kék és vörös műanyag lapok elrendezése a második terepkísérlet során Szokolyán. (B-D) A ragasztós tesztfelületek számos ízeltlábút csapdáztak, többek között sok bögölyt is. (E-G) Példák a böglyökre, amelyek csapdázódtak a tesztfelületeken (Fotó: Kriska György)
A második választásos terepkísérlet eredményei alapján megállapítható volt, hogy a színes (vörös, zöld, kék) ragacsos felületek közül a vörös volt a legvonzóbb a pozitív polarotaxissal rendelkező bögölyök számára, ezután a zöld színű felület következik az előzőnek kevesebb, mint harmadával. A legkevesebb rovart a kék ragacsos felületű lap csapdázta.
A zöld, kék és vörös ragasztós tesztfelületeken csapdázódott bögölyök száma második terepkísérlet során
A vörös, beragasztózott műanyag lap polarizációs mintázata látható, hogy a felület nagyrészt lineáris és közel vízszintes poláros fényt ver vissza (polarizációfok: p > 70%, a függőlegestől mért polarizációszög: 75° < α < 105°) a látható spektrum mindhárom vizsgált tartományában. Ez alapján megállapítható, hogy az ilyen fény a pozitív polarotaktikus rovarok számára vízfelületként értelmezhető, így a vörös műanyag lap vizuálisan megtévesztheti őket.
A vörös, beragasztózott műanyag lapról készült színes fotó és a képalkotó polarimetriával mért polarizációs mintázatok. A 2. sorban a ρ lineáris polarizációfok, a 3. sorban az α polarizációszög (függőlegestől mérve az óramutató járása szerint), a következő sorban pedig a pozitív polarotaxisú rovarok által vízként detektált felület nagysága látható (Fotó: Horváth Gábor)
A vörös felületen csapdázódott nőstény bögöly (Fotó: Kriska György)
A vörös felületen csapdázódott hím bögöly (Fotó: Kriska György)
Két hím és egy nőstény bögöly csapdázodása a vörös tesztfelületen (Fotó: Kriska György)
A zöld felületen csapdázódott hím bögöly (Fotó: Kriska György)
A zöld felületen csapdázódott nőstény bögöly (Fotó: Kriska György)
A kék felületen csapdázódott nőstény bögölyök (Fotó: Kriska György)
A bögölyökkel folytatott terepkísérleteinkben a fekete és a vörös tesztfelületek voltak a leginkább vonzóak, ezért a kérészek esetében már csak ezeket alkalmaztuk a terepkísérletek során.
A terepkísérletben alkalmazott vízzel feltöltött vörös és fekete tálca (Fotó: Kriska György)
A kérészekkel folytatott 1. választásos terepkísérlet során két, különböző optikai sajátságú, vízzel telt négyszögletes tálca kérészvonzó képességét vizsgáltuk. A 75 cm-es oldalhosszúságú feketére és vörösre festett, vízzel telt műanyagtálcákat egymástól 2 m távolságban helyeztük el az aszfaltút szélén és megfigyeltük a kérészek jellegzetes rajzási viselkedését ezek közelében.
Dánkérész petézése vízzel feltöltött fekete és vörös műanyag tálcákba
A feketére és pirosra festett, vízzel feltöltött tálcák egyaránt erősen vonzották az aszfaltút felett rajzó Epeorus silvicola és R. semicolorata kérész egyedeket. A rajzás második felében az aszfaltút felszínéhez közelítő kérészek a vízzel telt tálcák fölött csoportosultak és a nőstények ezek vizébe rakták le petéiket. Az aszfaltút fölött repülő dánkérész (Ephemera danica) nőstények esetében is sikerült megfigyelnünk a nőstények leszállását és petézését a piros és fekete tálcák vízfelszínén. A piros és fekete tálcák kérészvonzó képességében szemmel látható különbség nem volt megfigyelhető.
A terepkísérletben 1 m x 1m-es fényes piros és fényes fekete tesztfelületek az aszfaltúton kérészekkel a felszínükön (Fotó: Kriska György)
A 2. választásos terepkísérlet során piros és fekete poláros felületek kérészvonzó képességének összehasonlítására 1 m x 1 m négyszögletes fémfelületeket használtunk, amelyek pirosra és feketére voltak befestve. A lapokat egymástól 2 m-es távolságban helyeztük el az út szélén, a helyüket 10 percenként megcseréltük. A rajzási időszakban megfigyeltük a kérészegyedek viselkedését a felületeknél és 5 percenként fényképfelvételt készítettünk mindkét tesztfelületről a rajta és a közvetlenül fölötte elhelyezkedő kérészek számának későbbi meghatározása céljából. A kérészek azonosítását és megszámlálását a nagyfelbontású képek számítógépes vizsgálatával végeztük el, amely során nem csak a kérészek, hanem a náluk jóval kisebb táncoslegyek (Dolichopodidae) is azonosíthatók voltak. A választásos kísérleteket minden esetben nyílt égbolt alatt végeztük el. A kísérletek kezdetén direkt napfény, majd napnyugta után a felülről érkező égboltfény világította meg a helyszínt. A kérészek viselkedését a tesztfelületeknél fényképekkel dokumentáltuk.
Kérészek a tesztfelületeken. (A) Petéző nőstény és hím R. semicolorata egyedek a fényes fekete tesztfelületen. (B) Egy nőstény és három hím R. semicolorata egyed a fényes piros tesztfelületen. (C-D) Petéző dánkérész nőstények a piros és fekete tesztfelületen (Fotó: Kriska György)
A fényes fekete és fényes piros tesztfelületekről készült fényképek kiértékelése alapján megállapítható volt, hogy ezek a körülöttük levő aszfaltúttal szemben erős vonzóhatást gyakoroltak a kérészekre. A tesztfelületek körül elhelyezkedő aszfaltfelszínen nem tudtunk leszálló és petéző egyedeket megfigyelni. A piros és fekete felületek felett rajzó kérészek leszámlálása alapján nem lehetett szignifikáns különbséget megállapítani ezek kérészvonzó képességében. A fényes fekete felületen 46 db kérészt és 461 db vízben fejlődő táncoslegyet (Empididae), míg a piros felületen 60 db kérészt és 604 db táncoslegyet azonosítottunk.
A tesztfelületeket mind a kérészek, mind a táncoslegyek jobban preferálták az aszfaltútnál. Az adatok alapján megállapítható, hogy a fényes fekete és fényes piros felületekre leszállt kérészek és táncoslegyek száma között nem mutatkozik szignifikáns különbség. Ezek alapján a gyakorlatban való alkalmazás során a piros színű, az aszfaltúton közlekedők számára jobban felismerhető, így közlekedésbiztonsági szempontból megfelelőbb poláros csapdák eredményesen alkalmazhatók a kérészek utódgenerációinak megmentése érdekében.