(a-b) Hím és nőstény árvaszúnyog – 9 mm (fotó: Kriska György)
Az árvaszúnyogok (Chironomidae) imágói finom testű, hosszú lábú, gyakran élénk színű állatok. A legfeljebb 14 mm-es rovarok nem szívnak vért, az árva elnevezés is erre a tulajdonságukra utal. Jellemzőik a fejet felülről részben eltakaró, erőteljesen domború tor, és a potrohnál rövidebb szárnyak. A hímeknek tekintélyes méretű tollas csápjaik vannak. Az imágók rajzása általában alkonyatkor figyelhető meg, de egyes fajok esetében borult, szélcsendes időben akár napközben is. Lakott területen a különböző fényforrások körül éjszaka is nagy mennyiségben találhatók. Az elsősorban hímekből álló csapatok a vízpartok közelében repülnek, gyakran hatalmas tömegükkel hívva fel magukra a figyelmet.
A nőstények petézéskor a vízfelszín fölött repülve ejtik a begörbített potrohvégükről lecsüngő kocsonyás petecsomójukat a vízbe. A rugalmas, gyakran az eredeti hosszának többszörösére is kinyújtható petecsomóban a peték jellegzetes csavaralakban rendeződnek.
(a-c) Árvaszúnyog petecsomók (Fotó: Kriska György)
Az árvaszúnyog lárvák a legtöbb faj esetében vízben fejlődnek, de számos szárazföldi élőhelyhez kötődő faj is ismert. A féregszerű, hengeres testű lárvák elérhetik a 30 mm-es testhosszúságot is.
(a) Árvaszúnyog (Chironomidae) lárva – 8 mm. (b) A lárva elülső testrésze a fejjel és a horogkoszorús állábbal. (c) A lárva testvége tüskés állábakkal és fonalas kopoltyúkkal (Fotó: Kriska György)
Első torszelvényükön 1 pár, apró horgacskákkal borított állábat, az utolsó előtti testszelvényükön pedig gyakran fonalas kopoltyúkat viselnek. Testük két, kitinkarmokkal felvértezett potrohlábban végződik, amelyek a helyváltoztatásban és az állat aljzathoz való rögzítésében fontosak. Az árvaszúnyog lárvák színe igen nagy változatosságot mutat, lehetnek fehérek, sárgák, zöldek, barnák, rózsaszínűek, vagy akár vérvörösek is. Az utóbbi két testszínt a testfolyadékukban található oxigénszállító vérfesték, a hemoglobin okozza, ami lehetővé teszi, hogy az oxigénhiányos üledékben is képesek legyenek megélni.
Árvaszúnyog lárvák
A rövid életű imágók többnyire csak néhány napos rajzásuk során szembeötlők a vizes élőhelyek közelében. Az ismétlődő tömegrajzásuk miatt egyes helyeken kifejezetten rossz hírű rovarok, mert negatívan hatnak a helyi turizmusra. A hazai szakemberek körében jól ismert a Balaton mellett rendszeresen gigantikus rajzásokat produkáló Chironomus balatonicus faj, amely a vitorlásversenyek és a parti kempingek működésének megzavarásával érdemelt ki kétes hírnevet.
Árvaszúnyog kibújása a vízfelszínen. (b) A báb kapcsolódik a vízfelszínhez. (c) Megkezdődik a kibújás (Fotó: Kriska György)
A rajzó árvaszúnyogok vektorszervezetként bakteriális fertőzést vihetnek át egyik víztestből a másikba. Petecsomóik számottevő mértékben lehetnek a kolerát okozó (Vibrio cholerae) baktérium köztesgazdái. Másrészről viszont az árvaszúnyogok fontos szerepet töltenek be a vízfenéken élő (bentikus) ökoszisztémákban. A lárvák óriási tömegben tenyésznek az iszapban, ahol szerves törmelékkel és baktériumokkal táplálkozva a táplálékhálózatok alapját képezik. Az imágók rajzásuk során jelentős mennyiségű biomasszát visznek ki a természetes vizekből, ami nagymértékben csökkentheti a víztest nitrogén- és foszforterhelését. Mi több, a tetemeik által képződött szervesanyag-többlet a víz közeli szántóföldek termékenységének növekedésében is szerepet játszhat. Mindezek az ökológiai és ökonómiai tényezők fontossá teszik mindazokat a kutatásokat, amelyek az árvaszúnyogok, különösképpen a petéző nőstények elterjedésére és tömegességére vannak hatással.
Kutatásunk célkitűzése az volt, hogy választásos terepkísérletek végezzünk az árvaszúnyogok polarotaxisának vizsgálatára, amellyel meg kívántuk vizsgálni, hogy a három korábban vizsgált meleg égövi fajon túl ki lehet-e mutatni a pozitív polarotaxist további árvaszúnyog fajok esetében.
Az 1. terepkísérletünkben egy középhegységi kőgörgeteges patak közelében négy tesztfelületet helyeztünk ki 150 cm-es magasságban egy piros Daewoo Matiz gépkocsi tetejére.
Az árvaszúnyogok választásos terepkísérletében használt, egy piros gépkocsi tetején elhelyezett tesztfelületek és azok d lineáris polarizációfok és a polarizációszög mintázatai, valamint víznek érzékelt területei a spektrum zöld (550 nm) tartományában (a: matt fekete szövet, b: matt fehér szövet, c: étolajjal töltött fehér műanyag tálca, d: étolajjal töltött fekete műanyagtálca). A helyszínt a tiszta égbolt fénye világította meg (Fotó: Horváth Gábor)
A tesztfelszínek egyike matt fekete, másika matt fehér szövet volt. A másik két tesztfelületet tiszta, átlátszó napraforgó étolajjal feltöltött fekete és egy fehér műanyagtálcák adták. A fekete és fehér szövet felülete nagyobb, felülreprezentált volt a tálcákéhoz képest. Nagyobb területük ellenére ezek a polarizálatlan, illetve gyengén poláros tesztfelszínek nem vonzották a polarotaktikus rovarokat.
A műanyagtálcákat azért töltöttük fel étolajjal, mert ez a folyadék nagy hatékonysággal csapdázza a felületét érintő rovarokat. Az olajfelszínnek két funkciója volt: (i) csapdázta a rászálló árvaszúnyogokat az olajjal feltöltött fekete és fehér műanyagtálca esetében, és (ii) Brewster-szögből nézve egy erősen és vízszintesen poláros fényt reflektáló felületet adott a fekete tálca esetében. A kísérlet során csak színtelen (fekete és fehér) tesztfelületeket használtunk azért, hogy elkerüljük az árvaszúnyogok szín- és polarizációérzékeléséből eredő esetleges interferenciákat.
A négy tesztfelszínt azért helyeztük a gépkocsi tetejére, mert egy előkísérletben azt tapasztaltuk, hogy az árvaszúnyogok tömegesen vonzódtak a gépkocsi teteje fölé, ahol a vízfelszín felett jellemző rajzási viselkedést mutattak. E különleges kísérleti beállítással vizsgálni kívántuk, hogy (i) a vízszintesen poláros jel lényeges-e az árvaszúnyogok gépkocsihoz való vonzódásában, és (ii) a különböző fényességű többé-kevésbé poláros tesztfelszínek képesek-e pozitív polarotaxist kiváltani az árvaszúnyogokból akkor, ha ezek a fényforrások a földfelszín fölött helyezkednek el. A kísérletben az olajfelszínt megérintő árvaszúnyogok mindegyike csapdázódott, így minden kísérleti nap végén le tudtuk számolni, majd később meghatározni az egyes tálcák által befogott egyedeket.
Az árvaszúnyogok választásos terepkísérletében használt tesztfelületei (A) és azok d lineáris polarizációfok (B) és a polarizációszög mintázatai (C), valamint víznek érzékelt területei (D) a spektrum vörös (650 nm), zöld (550 nm) és kék (450 nm) tartományában (a: matt fehér szövet, b: matt fekete szövet, c: étolajjal töltött fehér műanyag tálca, d: étolajjal töltött fekete műanyagtálca). A helyszínt a tiszta égbolt fénye világította meg (Fotó: Horváth Gábor)
A 2. terepkísérlet során egy aszfaltút felszínén helyeztük el a tesztfelületeinket, és a közelben ezúttal nem volt gépkocsi. A 2. terepkísérletben azt vizsgáltuk, hogy a gépkocsi karosszéria komplex optikai ingerének hiányában és a vizsgált árvaszúnyogok élőhelyén keresztülfutó aszfaltút gyengébb vízszintesen poláros ingerének jelenlétében kialakul-e az árvaszúnyogok polarotaxisa.
A 1. és 2. terepkísérlet során az árvaszúnyogok nem érintették és nem is szálltak le a matt fehér és fekete tesztfelületekre. Nagyon kevés, mindössze 8 és 9 árvaszúnyogot fogtak a fehér olajtálcák, míg a fekete olajtálcák igen sok 801 és 799 egyedet csapdáztak.
A polarimetriai mérések alapján megállapítható, hogy gépkocsi tető, a fekete olajtálca, a vízszintes matt fekete szövet és a száraz aszfaltfelszín vízszintesen poláros fényt reflektál a spektrum vörös (650 nm), zöld (550 nm) és kék (450 nm) tartományában. Ezzel szemben viszont a fehér olajtálcáról és a matt fehér szövetről visszavert fény polarizáció iránya függőleges volt a vörös (650 nm) és zöld (550 nm) spektrális tartományában és csak a spektrum kék (450 nm) tartományában volt vízszintes. A gépkocsi karosszéria bizonyos részei, beleértve a tetőt is, erősen poláros fényt tükröztek.
A fehér olajtálca és a matt fehér szövet nagyon gyengén poláros fényt vert vissza, a matt fekete szövet és a szürke aszfaltfelszín gyengén poláros fényt tükrözött, míg a fekete olajtálca erősen poláros fényt tükrözött a vízszinteshez viszonyított eleváció szögétől függően. E polarizációs jellegzetességek következménye volt az, hogy csak a fekete olajtálca és a gépkocsi egyes karosszéria részeit téveszthették össze a polarotaktikus vízirovarok a vízfelszínnel. Ez azt mutatja, hogy a vizsgált árvaszúnyogok a vízszintesen poláros fény által kiváltott pozitív polarotaxissal vonzódtak a fekete olajtálcákhoz.
Ha a terepkísérleteinkben az árvaszúnyogok választását pozitív fototaxis vezérelte volna, akkor a rovaroknak erőteljesen vonzódniuk kellett volna mindkét fehér tesztfelülethez (matt fehér szövet és fényes fehér olajtálca), ugyanakkor az eredmények szerint egyik fehér tesztfelület sem volt vonzó számukra. Ha az árvaszúnyogok választását negatív fototaxis vezérelte volna, akkor mindkét fekete tesztfelülethez (matt fekete szövet és fényes fekete olajtálca) vonzódniuk kellett volna. Ezzel szemben azt találtuk, hogy a nőstény árvaszúnyogok gyakorlatilag kizárólag csak a fekete olajtálcához vonzódtak, amely erősen és vízszintesen poláros fényt reflektált Brewster szögben. Mindezek alapján megállapítható, hogy a vizsgált árvaszúnyog fajok nőstényei más vízirovarokhoz hasonlóan pozitív polarotaxissal rendelkeznek.
Kutatásunk újdonságértéke elsősorban abban rejlik, hogy erősen támogatja azt a feltételezést, miszerint az árvaszúnyogoknál általánosnak tekinthető a polarotaxis megjelenése.
Forrás