Dunavirág hímek a folyó fölött (Fotó: Rácz Gergely)
A 3. terepkísérletben augusztus 4. és 6. között Rábahídvégen vizsgáltuk a dunavirág rajzását minden nap 20:30 és 21:30 között. A közúti híd mellett bonyolítottuk le azokat a terepkísérleteinket, amelyek azonos fényspektrumú, de különböző polarizációs sajátságú és intenzitású fényforrások vonzóhatását vizsgálták.
Kísérleteink helyszínei a rábahídvégi Rába híd és a tahitótfalui Duna híd (Fotó: Farkas Alexandra)
A kísérlet során egy fotóállványhoz rögzített nagy fényerejű ledes kézilámpát helyeztünk el a folyóparton, 30 m-re a hídtól és fényét a folyó közepén a folyásiránnyal szemben haladó, kompenzációs repülést folytató kérésztömegre irányítottuk a Tahitótfalunál korábban már alkalmazott módszer szerint.
A 3. terepkísérlet első részében lineáris polárszűrőt helyeztünk közvetlenül a fényforrás elé függőleges fényáteresztéssel, miáltal a lámpa függőlegesen poláros fényforrásként működött. Ebben az esetben a relatív fényintenzitás maximális volt. A 3. terepkísérlet második részében semleges szürkeszűrő alkalmazása miatt a fényforrás 68 %-os relatív fényintenzitású, polarizálatlan fényt bocsátott ki. A 3. terepkísérlet 3. részében a fényforrás lineáris polárszűrő és semleges szürkeszűrők alkalmazásával 29 %-os relatív fényintenzitású, vízszintesen poláros fényt bocsátott ki. A lámpafény polarizációs sajátságainak kimérése az első terepkísérletnél leírtak szerint történt.
A 3. terepkísérletben fotóztuk a lámpák környezetét és a képek feldolgozásával becsültük meg az ide vonzott kérészek egyedszámát. A fényképezési eljárás és az elkészült fotók kiértékelésének menete megegyezett a tahitótfalui, 1. terepkíséreletnél leírtakkal.
A 4. terepkísérletben augusztus 10-én 19:00-től 23:00-ig az Ócsai Tájvédelmi Körzet területén a 2. terepkísérlet helyszínén vizsgáltuk fénycsapdával a törpekérészek különböző polarizációs sajátságú és fényintenzitású fényforrásokhoz való vonzódását. A terepkísérletben alkalmazott három egyforma alapfelépítésű fénycsapda közül az egyik fényforrása függőlegesen poláros, 100 %-os relatív fényintenzitású fényt, a másik polarizálatlan, 50 %-os relatív fényintenzitású fényt, a harmadik pedig vízszintesen poláros, 22 %-os relatív fényintenzitású fényt bocsátott ki. A kérészek befogása és azonosítása a 2. terepkísérletnél leírtak szerint történt.
Az 5. terepkísérlet a dunavirág rajzási időszakában augusztus 26., 27-én végeztük Tahitótfalunál 21:00 és 23:00 között. A kísérlet során két különböző polarizációs sajátságú és intenzitású fényforrás kérészvonzó képességét vizsgáltuk. Két-két egyforma lámpát rögzítettünk egy-egy 2,5 m-es farúd végére, és a két, fényforrásokkal felszerelt rudat lelógattunk a híd folyásirányú oldaláról a vízfelszín fölé.
(A) A tahitótfalui hídról két rúdon lelógatott lámpák a hídról lefelé fotózva. Az 1. rúd két lámpája vízszintesen poláros, 40 %-os relatív fényintenzitású fényt, míg a 2. rúd két lámpája polarizálatlan, 100 %-os relatív fényintenzitású fényt bocsát ki. A kép alsó szélén a híd pereme látható. (B) Egy a kiértékelés alapját adó fotó, amelyen az egyik rudazat két lámpája által vonzott kérésztömeg látható (Fotó: Kriska György)
A kérészek egyedszámának megbecslése érdekében fényképet készítettünk a fénysorompó köré gyűlt sűrű kérészrajokról, majd a képeket számítógéppel kiértékeltük.
A különböző polarizációs sajátságú és intenzitású fényt kibocsátó fényforrások és fénycsapdák által vonzott és csapdába ejtett dunavirág és törpekérész (Caenis robusta) egyedek teljes száma az 3-4. terepkísérletekben. H: vízszintesen poláros fény, V: függőlegesen poláros fény, U: polarizálatlan fény, Irel: relatív fényintenzitás
A 3. terepkísérlet során közel 38 ezer dunavirágot sikerült azonosítanunk a képkiértékelő szoftver segítségével. Rajzásnaptól függően, (i) a vízszintesen poláros fény 1,4-1,7-szer több kérészt vonzott, mint a függőlegesen poláros fény, (ii) a polarizálatlan fény 1,2-1,5-szer több egyedet vonzott, mint a függőlegesen poláros, és (iii) a vízszintesen poláros fény 1,2-szer vonzóbb volt, mint a polarizálatlan fény.
A vonzott kérészek összegyedszámát alapul véve megállapítható, hogy (i) a vízszintesen poláros fény 15503/9371 = 1,7-szer vonzóbb volt, mint a függőlegesen poláros fény, (ii) a polarizálatlan fény 13373/9371 = 1,4-szer több dunavirágot vonzott, mint a függőlegesen poláros fény, és (iii) a vízszintesen poláros fény 15503/13373 = 1,2-szer vonzóbb volt, mint a függőlegesen poláros fény. A 3. terepkísérlet alapján megállapítható, hogy a függőlegesen poláros fény volt a legkevésbé vonzó a dunavirágok számára, habár a fényintenzitása ennek a fényforrásnak volt a legnagyobb.
A 3. terepkísérlet során a dunavirágok előnyben részesítették a vízszintesen poláros fényt, amikor ennek intenzitása a fele, illetve a harmada volt a polarizálatlan és függőlegesen poláros fénynek. Ebben a kísérletben a dunavirág egyedeket pozitív polarotaxis (vonzódás a vízszintes polarizációhoz) vezette, ami felülírta a pozitív fototaxist (vonzódás a nagyobb intenzitású fényhez).
Másrészről viszont a 4. terepkísérletben a törpekérészek (Caenis robusta) előnyben részesítették a függőlegesen poláros fényt, amikor ennek intenzitása kétszer, illetve ötször nagyobb volt, mint a polarizálatlan és a vízszintesen poláros fényé. Ebben az esetben a törpekérész reakcióra inkább a fototaxis volt hatással, mint a polarotaxis. Ezért a kritikus fényintenzitás, amelynél a polarotaxis képes kontrollt gyakorolni a fototaxis felett, különböző a két vizsgált kérészfaj esetében.
A 4. terepkísérlet során 289 törpekérészt (Caenis robusta) azonosítottunk. Az eredmények azt mutatták, hogy (i) a függőlegesen poláros fény 207/4 = 51,8-szer volt vonzóbb a törpekérészek számára, mint a vízszintesen poláros fény, (ii) a függőlegesen poláros fény 207/78 = 2,7-szer több kérészt vonzott, mint a polarizálatlan fény, és (iii) a polarizálatlan fény 78/4 = 19,5-szer vonzóbb volt, mint a vízszintesen poláros fény. A 4. terepkísérlet eredményei alapján levonhatjuk a következtetést, miszerint a függőlegesen poláros fény sokkal vonzóbb volt a Caenis robusta egyedek számára, amennyiben a fényintenzitása a 3 fényforrás közül a legmagasabb volt.
A különböző polarizációs sajátságú és intenzitású fényt kibocsátó fényforrások és fénycsapdák által vonzott és csapdába ejtett dunavirág kérészegyedek teljes száma az 5. terepkísérletben. H: vízszintesen poláros fény, V: függőlegesen poláros fény, U: polarizálatlan fény, Irel: relatív fényintenzitás
Az 5. terepkísérlet során rajzásnaptól függően a polarizálatlan fény 2,5-2,7-szer több dunavirágot vonzott, mint a vízszintesen poláros fény, amely utóbbinak 40 %-os volt a fényintenzitása a polarizálatlan fényforrás fényintenzitásához képest.
Az 5. terepkísérletben a polarizálatlan fény nagyjából háromszor annyi dunavirágot vonzott, mint a vízszintesen poláros fény, amely utóbbinak az intenzitása 40 %-os volt a polarizálatlan fényhez képest.
Az oka ennek a következő lehet: feltételezhető, hogy a kérészeknek csak a ventrális szemrésze polarizációérzékeny, akárcsak a tarka hanyattúszó poloskáé (Notonecta glauca), mert a vízirovarok polarizációérzékeny szemrészének a feladata a vízfelszínről tükröződő vízszintesen poláros fény érzékelése a vízkereső repülés során.
Az 5. terepkísérletben a fényforrások a hídról lettek lelógatva, ami miatt ezek a közeledő kérészeknek csak a hátoldali (dorzális) és elülső szemrészét ingerelték, amelyek nem érzékelik a polarizációt, ezért az egyedek választását csak a fényintenzitás befolyásolta. A pozitív fototaxis miatt a dunavirágok többsége az erősebb intenzitású fényforrást választotta függetlenül ennek polarizációjától. Összefoglalva ebben az esetben a kérészek reakciójára nagyobb hatással volt a fototaxis, mint a polarotaxis. A többi terepkísérletben a fényforrás a földön volt, ami hatással lehetett a közeledő kérészek hasoldali (ventrális) szemrészére, ezért a választást a polarotaxis erősebben befolyásolta, mint a fototaxis.
A fotók kiértékelésével nem lehetett megállapítani az egyedek nemét, de mivel a kompenzációs repülésben csak nőstények vesznek részt, ezért megállapítható, hogy az dunavirággal folytatott kísérleteinkben nőstények vettek részt. Másrészről viszont a törpekérész esetében a hím és nőstény egyedeket egyaránt gyűjthetők fénycsapdával, ezért feltételezhető, hogy a kapott eredmények a faj mindkét nemére érvényesek.
Az eredmények arról tanúskodnak, hogy a két vizsgált kérészfaj egyedei kevésbé vonzódnak a függőlegesen poláros fényhez, mint a polarizálatlanhoz. A különbség a vízszintesen poláros és a függőlegesen poláros fény viszonylatában még inkább kifejezett: az előbbi sokkal vonzóbb, mint az utóbbi.
E viselkedés jelentősége abban áll, hogy a kérészek vízfelszíni repülésük során visszafordulnak azoktól a felszínrészektől, amelyek függőlegesen, vagy nem vízszintesen poláros fényt tükröznek, amelyek jelzik a kérészek rajzása és petézése szempontjából alkalmatlan partrészt.
Egy különleges következménye ennek a viselkedésnek a kompenzációs repülésben részt vevő kérészek visszafordulása a hidaknál, ahol a híd vízre vetülő árnyékánál és tükörképénél függőlegesen poláros fény tükröződik. Mint korábban kimutattuk, ez a jellegzetes viselkedés populációs szintű előnytelen változásokat okozhat a tiszavirág esetében. De vajon mi a biológiai jelentősége a terepkísérletek során tapasztalt jelenségeknek? A következő részből ez is kiderül.
Forrás