Egy nagy- (Anisoptera) és egy kisszitakötő (Zygoptera). (a) Kisfoltos laposacsa (Libellula fulva, Libellulidae) – 4 cm. (b) Kéköves légivadász (Ischnura elegans, Coenagrionidae) – 35 mm (Fotó: Kriska György)

A szitakötők a legősibb rovarrendek közé tartoznak, mintegy 150 millió éve alig változtak. Mintegy 5000 fajuk van és a sarkvidéki területeken kívül teljesen benépesítik a szárazföldeket. A Világszerte elterjedt rovarok fontos szerepet töltenek be a vízi és a szárazföldi anyagforgalomban. A ragadozó állatok táplálkozását névadó szájszerveik (Odonata – fogazottak), kemény rágók és sűrűn fogazott állkapcsok segítik.

Fogazott állkapcsok egy karcsúacsa (Aeschnidae, Anisoptera) rágószájszervében (Fotó: Kriska György)

A szitakötők két alrendje az egyenlőszárnyú (Zygoptera) és az egyenlőtlenszárnyú (Anisoptera) szitakötők. A két alrendbe sorolt kifejlett állatok és lárváik is jelentősen különböznek egymástól. Az egyenlőtlenszárnyúak nagyméretű akár a 8 cm-es testhosszúságot is elérő, díszes mintázatú rovarok. Feji részük hatalmas összetett szemeket hordoz, amelyekkel kiválóan látnak. Három torszelvényük ferdén helyezkedik el, ezért a zsákmány megragadásában fontos tüskés ízelt lábak előre tolódtak a fej közelébe. Rovarzsákmányukat repülés közben ragadják meg, és gyakran már a levegőben elfogyasztják. Két pár vízszintesen kiterülő, üvegszerűen áttetsző szárnyuk közül a hátulsó pár szélesebb. A szárnyak bonyolult módon kapcsolódnak a torhoz, aminek következtében a szitakötők külön-külön is tudják mozgatni a szárnyaikat. A hátsó szárnyak főleg a meghajtásban, az elülsők a kormányzásban vesznek részt.

Az egyenlőszárnyú szitakötők karcsú testű, kevésbé jól repülő rovarok. Nagyméretű összetett szemeik súlyzó alakú fejük kétoldalán helyezkednek el. Nyugalmi helyzetben szárnyaikat összecsapják testük felett, a két szárny többé-kevésbé azonos módon működik.

Az egyenlőtlenszárnyú szitakötők tömzsi lárváinak teste hengeres, vagy enyhén lapított. Nagy összetett szemeik vannak. A fej alsó részén van jellegzetes fogószervük, az alsó ajakból kialakuló álarc. Jól fejlett lábaik járásra és kapaszkodásra egyaránt alkalmasak. Az egyenlőtlenszárnyú szitakötő lárvák testvégén 5 tüskéből álló zárószerkezet az anális piramis alakult ki. Ennek nyílásán át szívja be a lárva légzőszervébe, a végbélkopoltyúba a vizet. Ez a szerv befelé irányuló szabályos gyűrődésekből áll, amelyek számos tracheaággal állnak kapcsolatban. A végbélből erőteljesen kipréselt víz segítségével a lárvák gyorsan úsznak.

Karcsúacsa (Aschnidae, Anisoptera) lárva testfelépítése – 5 cm (Fotó: Kriska György)

A karcsú, hosszú potrohú egyenlőszárnyú szitakötő lárva testvégén három levélszerű tracheakopoltyú van. Ezek nem csak a vízben oldott oxigén felvételében fontosak, hanem a lárvák kígyózó úszása során - a halak farokúszójához hasonlóan - fontos felületnagyobbító szervek.

Rablószitakötő (Lestidae, Zygoptera) lárva testfelépítése – 3 cm (Fotó: Kriska György)

A szitakötő nász nyitányaként a hím potrohfüggelékeivel megragadja a nőstényt, majd karikába fonódva kialakul a „párzási kerék” és megtörténik a megtermékenyítés. Életük során a hímek és a nőstények is többször párzanak, annak ellenére, hogy a sikeres tojásrakáshoz egyetlen párzás is elegendő lenne. Feltehetően ezzel magyarázható, hogy a saját génjeik átörökítéséért küzdő hímek párzószervükkel gyakran eltávolítják a nőstény ivarszervéből az előző párzásból itt maradt hímivarsejteket. Számos faj esetében az átörökítés biztosítására a hím valamilyen módon őrzi a nőstényt a tojásrakás közben egy ideig, ennek legszorosabb formája a „tandem repülés” (Zygoptera, Sympetrum, néhány Anax sp.), amikor párzás után sem engedi el a hím a nőstényt.

Szitakötők párzása. (a) Feketefarkú pásztorszitakötő (Orthetrum cancellatum, Libellulidae) párzása. (b) Kéköves légivadász (Ischnura elegans, Coenagrionidae) nőstény testhelyzete a párzás alatt (Fotó: Kriska György)

A lárva vízi élete során 7-15 lárvastádiumon keresztül jut el a kifejlett rovar megjelenéséig. Életének utolsó napjaiban a lárva többnyire már nem táplálkozik, lárvakori szervei eltűnnek és helyettük kialakulnak az imágó szervei. Ez a lárvaalak az imágó kibújásának nyitányaként elhagyja a vizet és a vízparton, vagy a vízparti növényzeten megkapaszkodva a faji adottságoktól és az időjárástól függően 20-90 perc alatt imágóvá vedlik. A lárvabőr a tor háti részén reped meg, majd az így képződött nyíláson át először a kifejlett rovar tora jelenik meg. Később a feje, lábai, bújnak elő, majd végül az üres lárvabőrbe kapaszkodó szitakötő a potrohát is kihúzza a levedlett kültakaróból. A szárnyak lassan kifeszülnek, és a szitakötő megkezdi első repülését, a szűzrepülést.

Sárgalábú folyami-szitakötő (Gomphus flavipes, Gomphidae) átváltozása – 4 cm (Fotó: Kriska György)

Forrás

Kriska Gy. (2022) Édesvízi gerinctelenek Közép-Európában. Flaccus Kiadó, 560 o.

Fényes fekete agrofóliával borított eperföld (Fotó: Kriska Ferenc)

A mezőgazdaságban sokfelé használnak agrofóliákat, amelyekkel gyakran jelentős területeket borítanak be. A legelterjedtebb a fényes fekete és a fényes fehér, némileg áttetsző fóliák alkalmazása. 

Néhány példa a mezőgazdaságban használt nagy fekete és fehér műanyag fóliák alkalmazására. A: Fekete műanyag fóliák borítják a talajt ebben az óvoda-kertben a mikroklíma szabályozására és a gyomok elleni védelem érdekében. B, D: A földre fektetett fekete műanyag lapok melegen tartják a talajt, hogy felgyorsítsák a csírázást. C: Levegő- és vízáteresztő fehér műanyag fóliák védik az alatta lévő növényeket a fagy ellen. E: Több ezer fehér műanyagfólia felhasználásával készült melegház egy dombos vidéken

Korábban már foglalkoztunk a fehér és fekete műanyagfóliák kérészekre, valamint vízipoloskákra és vízibogarakra gyakorolt hatásaival, ugyanakkor ezek az antropogén produktumok a madarakra is hatással vannak. E különös jelenség megértéséhez segítséget nyújtanak a kunfehértói kiszáradt tómederben végzett választásos terepkísérleteink. Ezek során a földre kiterített 600 m²-es fényes, fekete műanyag fóliával és egy ugyanekkora áttetsző, fehér műanyag fóliával kísérleteztünk.

Agrofóliás terepkísérletek Kunfehértón (Fotó: Horváth Gábor)

A fényes fekete műanyag fólia optikai sajátságai gyakorlatilag megegyeznek a nedves, sáros talaj, a sötét mély vizek és a fekete olajfelszínek optikai tulajdonságaival, míg a fényes fehér műanyag fólia optikai szempontból nagyon hasonló a sekély, átlátszó vizekhez és a zavaros, tejszerűen fehér, szikes vizekhez.

A fehér és fekete műanyagfóliák polarizációs mintázatai (Fotó: Horváth Gábor)

A fóliákat egymástól 30 m-re terítettük ki és téglákkal rögzítettük azokat. Kísérletünkkel tanulmányozhattuk, vajon természetes környezetben az olajfelszínekhez és természetes vízfelszínekhez hasonló műanyag fóliák odacsalják-e a vizet kereső madarakat. A fóliákon megjelenő madarakat és viselkedésüket egy a fóliáktól 50 m-re felállított lessátorból figyeltük meg.

Egy sárgaszegélyű csíkbogár (Dytiscus marginalis) viselkedése fényes, száraz fekete műanyag fólián naplementekor. A: Leszállás a műanyag fóliára. B: A fólia érintgetése, tesztelése. C: Felrepülés a műanyag fóliáról, másik leszállóhelyet keresése. D: Újbóli leszállása után a bogár megpróbált úszni, kúszik a sima műanyag fólián; E: Fél óra elteltével a bogár teljesen kimerült, nem tudott elrepülni, bár többször megpróbált felrepülni. F: Egy óra múlva a bogár elpusztult (Fotó: Horváth Gábor)

Kiterített fóliáink felett naponta mutatkoztak füsti-, és molnárfecskék (Hirundo rustica, Delichon urbica), valódi vízfelszínek felett szokásos viselkedést mutatva: Repülés közben csőrükkel szántották a fehér műanyag fólia felületét, emellett gyakran le is szálltak arra, majd csőrüket megpróbálták erőteljesen a fóliába nyomni.

Fecskék a fehér fólia fölött (Fotó. Horváth Gábor)

Inni próbáló fecske a fehér műanyagfólián (Fotó: Horváth Gábor)

Napi rendszerességgel megjelentek, és a fóliák által vonzott rovarokból táplálkoztak barázdabillegetők (Motacilla alba) is (főként a fekete fólián, miként azt természetes vízpartokon is teszik).

A fekete fólián vízirovarokkal táplálkozó barázdabillegetők (Fotó: Horváth Gábor)

A fóliára több alkalommal leszállt egy nagy kócsag (Egretta alba) is. A fehér fólián több, mint fél órát tartózkodott, a fekete fóliát azonban pár perc után elhagyta.

(A-D) Műanyagfóliák kihelyezése a terepkísérletben. (E-H) Nagy kócsag a fólia közelében és a fólián (Fotó: Horváth Gábor)

Alkalomszerűen megjelent a fóliáknál szürke cankó (Tringa nebularia) és barna kánya (Milvus migrans) is. A műanyag fóliák 3 m-ig terjedő környezetében búbos pacsirták (Galerida cristata), fehér gólyák, örvös galambok (Columba palumbus), bíbicek (Vanellus vanellus), sirályok, seregélyek (Sturnus vulgaris) szálltak le. Az általunk tanulmányozott fehér gólyák viselkedésében szintén felismerhető volt néhány a vizes táplálkozóhelyeken jellemző motívum a fekete fóliáknál. Kezdetben idegenkedve szemlélték a fóliát. a szélükön elhelyezett téglákon jártak, de nem léptek rá a fóliára, hosszasan tollászkodtak. Később azonban nyugodtan járkáltak a fóliák felszínén, lehajtott fejjel szemlélték a felületét. Csőrükkel ollózó mozdulatokat tettek, ami az iszapban turkáló madaraknál figyelhető meg. A vizet kereső madarakat tehát valószínűleg megtéveszthetik és magukhoz vonzhatják a földre kiterített fényes műanyag fóliák.

Választásos kísérleteink során a megfigyelt madarak - a gólyák kivételével - a fehér fóliát részesítették előnyben a feketével szemben. Ennek alapján azt mondhatjuk, hogy a felszín csillogásának, a visszavert fény intenzitásának szerepet kell játszania az olajtavakhoz és csillogó fóliákhoz vonzódó madarak megtévesztésében.

Fényes fekete fóliával borított eperföld

Forrás

Bernáth, B.; Szedenics, G.; Molnár, G.; Kriska, G.; Horváth, G. (2001) Visual ecological impact of a peculiar waste oil lake on the avifauna: dual-choice field experiments with water-seeking birds using huge shiny black and white plastic sheets. Archives of Nature Conservation and Landscape Research 40(1): 1-28

Mumifikálódott madártetemek a pakurató partján (Fotó: Kiss Tamás)

A budapesti pakuratóban számos madártetemet is találtunk. A parttól nem elérhető tetemek, faji hovatartozását nem tudtuk megállapítani, azonban a tetemek felfedezésének idejét és helyét, elsüllyedésük időpontját feljegyeztük. Az 1997. augusztus 19. és november 24. között eltelt 104 nap alatt 98 újonnan csapdába esett madarat regisztráltunk.

A budapest pakurató vizet utánzó madárgyilkos olajfelületei (Fotó: Kiss Tamás)

Az időegység alatt csapdába esett madarak számát állandónak tekintve eszerint az ötven év alatt 17 200 madár került a pakurába. Ha azonban figyelembe vesszük, hogy december eleje és február vége között nem tapasztaltuk, hogy madár ragadt volna a pakurába, és ezért ezt az időszakot nem vesszük figyelembe a számításoknál (azaz, egy évben 365 nap helyett 275 nappal számolunk) ez a szám 12 750-re módosul. Az elpusztult madarak számát minden bizonnyal így is alulról becsüljük, mivel a tavak középső részében található kisméretű tetemek közül valószínűleg sokat nem észleltünk. Számos tetem elsüllyedhetett a nyári időszakban két, hetenkénti látogatásunk között is. Bár hétről-hétre nagy ingadozások lehettek a csapdába esett madarak számában, a fenti hozzávetőleges számításaink viszonylag jó becslést adhatnak, 1951 óta a budapesti pakuratóban körülbelül 13-17 ezer különféle madár pusztulhatott el.

Azonosítattlan madártetemek a budapesti pakuratóban (Fotó: Kiss Tamás) 

Az azonosított tetemek közt házi rozsdafarkú (Phoenicurus ochruros), csicsőrke (Serinus serinus), citromsármány (Emberiza citrinella), zöldike (Carduelis chloris), tengelic (Carduelis carduelis), füstifecske (Hirundo rustica), sárszalonka (Galinago galinago), tőkés réce (Anas platyrhyncos), erdei fülesbagoly (Asio otus), vörösvércse (Falco tinnunculus), szarka (Pica pica), parlagi galamb (Columba livia domestica), háziveréb (Passer domesticus), fácán (Phasianus colchicus) szerepelt. A pakurató partján számos madárkoponyát is begyűjtöttünk, melyeket Magyar Természettudományi Múzeum Őslénytárának összehasonlító madárcsont gyűjteménye alapján azonosítottunk. Ezek közt háziverebet, zöldikét, házigalambot, gerlét (Streptopelia sp.), sárszalonkát, erdei cankót (Tringa ochropus), tőkés récét, egerészölyvet (Buteo buteo), fülesbaglyot, vörösvércsét találtunk.

Kőolajba ragadt madarak tetemei. A: Házi rozsdafarkú (Phoenicurus ochruros). B: Citromsármány (Emberiza citrinella). C: Zöldikék (Carduelis chloris) raja. D: Tengelic (Carduelis carduelis). E: Füstifecske (Hirundo rustica). F: Sárszalonka (Galinago galinago). G-I: Tőkés réce (Anas platyrhynchos). J: Erdei fülesbagoly (Asio otus). K: Vörös vércse (Falco tinnunculus). L-N: Parlagi galamb (Columba livia domestica). O: Fácán (Phasianus colchicus) (Fotó: Kriska György és Horváth Gábor)

A csapdába esett madarak legtöbbjének, meglepő módon a vízimadarak nagy részének tetemei is főképp a part mentén helyezkedtek el. Megfigyeltük a madártetemek lassú sodródását is. Az áramlások minden esetben többé-kevésbé párhuzamosak voltak a partvonallal. Tehát az, hogy az elpusztult madarak tetemei általában a part mentén helyezkedtek el, nem magyarázható az áramlatokkal. Valószínű tehát, hogy a legtöbb madár a partról került a pakurába, mikor inni próbált belőle.

Az egyik pakurató felszíne fölött madárvédelmi célból műanyagháló lett kifeszítve (Fotó: Kiss Tamás)

A tőkés récét nem menthette meg a gyenge műanyagháló (Fotó: Kiss Tamás)

A madártetemek az évszaktól függően eltérő sebességgel süllyedtek el a pakuratóban. Ez az olaj viszkozitásától függ, ami annál kisebb, minél magasabb a levegő hőmérséklete. Így nyáron 1-2 hétig, ősszel 4-5 héten át, egyes tetemek pedig 9-10 hétig is lebegtek a felszínen. Télen a pakurafelszín megdermed, így a tetemek nem tudnak elmerülni, az 1997 decemberében regisztrált tetemek csak 1998 márciusában kezdtek újra süllyedni.

A budapesti pakurató a madarakon kívül a denevérekre is nagy veszélyt jelentett (Fotó: Kiss Tamás)

Az 1990-es években a TÜZÉP megszűnésével a pakuratavak a XVIII. kerületi önkormányzat tulajdonába kerültek. A Közép-Duna-Völgyi Környezetvédelmi- és Vízügyi Felügyelőség a szennyezés megszüntetésére kötelezte az önkormányzatot, amely ezt anyagi okokból csak részben tudta elvégezni.

1998-tól a Környezetvédelmi Alap, a XVIII. kerületi önkormányzat és a Fővárosi TÜZÉP anyagi hozzájárulásával megkezdték a helyreállítást. Az Elgoscar Kft. kivitelezésében, 600 milliós költségvetésből eltávolította a víz felszínén úszó pakurát, melyet a helyszínen és egy mosonmagyaróvári üzemben égettek el. A víz kb. 80%-át tisztították meg szikkasztókban, a tavak környékén pedig a talaj 45%-át kármentesítették. Ezzel egyidejűleg a talajvízből eltávolították a MALÉV vasúti lefejtőjéből odakerült kerozint is, melyet szintén elégettek.

A kezdeti munkálatok forráshiány miatt zátonyra futottak, így 2001-ben a helyi önkormányzat eladta a pakuratavak 10 hektáros területét. A vásárló, az Auchan Magyarország Kft. pedig kötelezettséget vállalt a terület 2006. december 31-ig történő kármentesítésére. A helyreállítás közel 1,5 milliárd forintba került. A szennyeződések eltávolítása után résfal-izolációval körbezárták a kármentesített területet. Az 50 centiméter vastag, önszilárduló bentonitos cementből készült, 12-14 méter mélységig hatoló fal összhosszúsága 1197 méter és 78 000 négyzetméteres területet határol. Ennek záróképességét 14 megfigyelőkúttal kezdetben naponta, majd további 10 évig havonta ellenőrzik.

A budapesti pakurató kármentesítése 1999-ben (Fotó: Kriska György)

Forrás

Szedenics G., Horváth G., Kriska Gy. (1998) A pakurató madártemetője. Élet és Tudomány 53: 244-245

Bernáth B., Szedenics G., Kriska Gy., Horváth G. (2001) A budapesti pakurató, mint madárcsapda: Egy nyíltszínű olajtározó vizuális ökológiai hatása a vízimadár faunára. Hidrológiai Közlöny 81: 319-321

Kriska Gy., Kiss T., Horváth G. (2006) “Kis kacsa fürdik, fekete tóban” – Továbbra is pusztít a pakura. Élet és Tudomány 61: 916-918

A budapesti pakurató 1998-ban (Fotó: Kiss Tamás)

A budapesti pakurató egy hajdani Tüzép telep maradványa volt, melynek sok úszómedencényi, több méter mély betonteknőjét 1952-ben hozták létre a kőolaj-finomítás maradékának, a pakurának a tárolására. Vasúti kocsikkal hordták ide a sűrűn folyó kőolajszármazékot, időnként pedig fűtésre szállítottak el belőle. A területet mára már felszámolták. Rovartani megfigyeléseinket 1997 augusztusa és 1998 márciusa között végeztük összesen 15 alkalommal. Ezek során lejegyeztük a pakurató által odavonzott vízi rovarok viselkedését, valamint kvalitatív gyűjtéseket végeztünk a parti részeken és a hígan folyó pakurából. Ez utóbbi során fém tésztaszűrőkkel szűrtük át a kőolajszármazékot, és az így elválasztott rovartetemeket a laboratóriumba szállítottuk feldolgozás céljából.

A pakuratóból kigyűjtött szitakötő és vízibogár tetemek (Fotó: Kriska György)

Képalkotó polarimetriai módszerrel több alkalommal mértük a pakurató fénypolarizációs mintázatát is, így képet kapva a felszínéről visszaverődő fény polarizációs sajátságainak évszakos változásáról, és az időjárástól való függéséről.

A budapesti pakurató. (A) A pakurató a műholdkép jobb oldalán, a fehér nyíllal jelölt terület. (B) A hét tóból álló tórendszer vázlatos térképe. (C) A pakuratóról készült légifelvétel. (D) Nyáron a pakurató felszíne sima és fényes. (E) Ősszel a léghőmérséklet csökkenésével a tó felszíne egészen mattá válik. (F) Télen a tó felülete matt és érdes, az esővíz kisebb-nagyobb pocsolyákban gyűlik össze a felszínén

A pakurató polarizációs sajátságai jellegzetes évszakos változást mutattak. Nyáron (júniustól augusztusig) az olajfelszín sima és fényes, a róla tükröződő fény pedig erősen és vízszintesen poláros, amit nem változtatnak meg sem az időszakos esőzések, sem a levegő lehűlése. A pakura viszkozitása ebben az évszakban alacsony marad a hatalmas olajtömeg termikus tehetetlensége következtében, az olaj tehát a rövid hűvös időjárású időszakok alatt is megőrzi folyékonyságát. Ezáltal a nehezebb esővíz akadálytalanul le tud süllyedni a könnyebb olaj alá, így az olajfelszín egész nyáron át jellemzően fényes, tükörsima és erősen poláros marad. Ahogy ősszel csökkenni kezd a levegő hőmérséklete, a pakura felszíne fokozatosan mattá válik, az olaj egyre inkább viszkózussá válik, és a tükröződő fény polarizációfoka is jelentősen esni fog. A felszínen a megdermedő pakura egyre keményedő kérget alkot, és ennek matt régióiról tükröződő fény polarizációs iránya jelentősen eltér a vízszintestől. Télen (decembertől februárig) a pakurafelszín teljesen mattá és redőzötté válik, és annak felszínén esővíz vagy hó gyűlik össze. Ha nem fedi hó, akkor a felülete ragadós, aszfalthoz hasonló lesz, a róla visszaverődő fény alig poláros, polarizációs iránya pedig pontról pontra változik. Tavasszal (márciustól májusig), amikor a léghőmérséklet emelkedni kezd, az olajfelszín fokozatosan ismét simává és fényessé válik, emelkedik a róla tükröződő fény polarizációfoka, és az átlagos polarizációs irány is közelít a vízszinteshez.

A budapesti pakurató képalkotó polarimetriával mért d lineáris polarizációfok (B) és a polarizációszög mintázata az idő függvényében. (D) A levegő napi csúcshőmérséklete (T) Budapesten és az olajfelszínről tükröződő fény átlagos polarizációfoka (az egyes képek minden egyes pontjára jellemző polarizációfok-értékek átlaga) az idő függvényében (Fotó: Horváth Gábor)

Terepkísérleteink idején a pakurató közelébe kerülő vízirovarok jelentős része a felszínen landolt, légzőnyílásaik fokozatosan eltömődtek, majd az egyedek emiatt rövid idő múlva elpusztultak. Ezek a rovarok becsapódásuk után nem sokkal el is süllyedtek a pakurában. A hőmérsékletváltozások miatt a nagy mennyiségű pakura térfogata gyakran változott, ezért a visszahúzódó kőolajszármazék helyén tömegesen jelentek meg a korábban elsüllyedt rovartetemek.

Vízirovarok a pakurató szélén. Zöld óriásacsa (Anax imperator) és a kép jobb alsó részén két csíkbogár (Dytiscus) (Fotó: Kriska György)

A partot mint nagy fekete kavicsok borították a csíkbogarak (Dytiscidae) és csiborok (Hydrophilidae), amelyek közül néhányan még képesek voltak kimászni a tóból kiálló vas alkatrészeken. Hasonló módon végezték a pakuratóba csapódó vízi botpoloskák (Ranatra linearis) és a molnárkák (Gerridae) is.

A pakurató rovaráldozatai. (A) Zöld óriásacsa, vízi botpoloska és egy molnárka. (B) Bagolylepke. (C) Elevenszülő kérész. (D) Csíkbogár. (E) Közönséges óriáscsibor  (F) d: zöld óriásacsa, w: csíkbogarak (Fotó: Kriska György)

Az állóvízbe petéző elevenszülő kérészeket (Cloeon dipterum) is megtévesztette a fekete kőolajszármazék, ezért a tavaszi és az őszi rajzás után tetemeik ezrével borították a felszínt. A szitakötők közül főleg a barkós katona-szitakötő (Sympetrum vulgatum) és a zöld óriásacsa (Anax imperator) egyedeit figyeltük meg. Ezek a pakura tó felett pontosan úgy viselkedtek, mintha vízfelszín lenne alattuk. Napsütéses, meleg napokon megfigyeltük a szitakötők násztáncát, sőt peterakásukat is. A peterakáskor a nőstény a pakurába mártogatta potrohvégét, majd a ráragadó pakurától mind jobban elnehezülve belezuhant a folyadékba. A nőstény nyaki részét a potrohvégével szorító hím ilyenkor szintén a pakurába zuhant, ha nem engedte el még idejében a nőstényt. A szitakötők jellegzetes területvédő viselkedését is gyakran megfigyeltük, amellyel a pakurató bizonyos részeit őrizték, megtámadva a területükre tévedő más szitakötőket. A kőolajfelszín tulajdonképpen minden olyan vízirovarra veszélyes, amely képes elhagyni élőhelyét, hogy elrepülve új otthont keressen magának. Terepi megfigyeléseink során a szomjukat oltani vágyó lepkék és a tavat szegélyező gyomtársulásokból arra kalandozó imádkozó sáskák szintén áldozatul estek.

Közönséges óriáscsibor kátrányba ragadva (Fotó: Kiss Tamás)

A budapesti pakura tó mellett szerzett tapasztalataink megerősítették azt a feltételezésünket, hogy a vízi rovarok a felszíni szénhidrogén-előfordulások közelében hasonlóan viselkednek, mint a víz közelében. Ez a helyszínen folytatott rovartani megfigyelések és gyűjtések alapján feltárt tény a vizsgált vízirovarok polarotaxissal történő vízdetektálását támasztja alá.

Horváth Gábor és Kriska György a budapesti pakuratónál 1997-ben (Fotó: Kriska György és Horváth Gábor)

E viselkedések kutatása nemcsak a vízi rovarok látási mechanizmusának megismerése miatt fontos, hanem természetvédelmi szempontból is. Ha a tükröződő fény polarizációfokát valamilyen módon csökkentjük, és elérjük, hogy a polarizáció iránya vízszintestől eltérő legyen, akkor a mesterséges, fényes felületek sokkal kevésbé veszélyesek a polarizáció-érzékeny, vízhez kötődő rovarokra. Minél inkább világos és egyenetlen egy felület, annál kevésbé poláros, és a róla tükröződő fény polarizációs iránya is annál jobban eltér a vízszintestől. Viszonylag kis költséggel járó óvintézkedésekkel elkerülhetővé válna, hogy a különböző mesterséges olaj-, kátrány-, vagy műanyagfelületek ennyire vonzóak legyenek a vízhez kötődő rovarok számára. A különböző, nyílt felszínű olajtárolókat és kiömléseket felszámolásukig be lehetne fedni egy finomszemcsés, fehér polisztirolréteggel.

A budapesti pakuratavak 1997-ben (Fotó: Kriska György)

Forrás

Szedenics G., Horváth G., Kriska Gy. (1998) Rovarok a pakuratóban. Élet és Tudomány 53: 48-50

Kriska Gy., Bernáth B., Szedenics G., Horváth G. (2001) A budapesti pakurató, mint vízirovar csapda: Egy nyíltszínű olajtározó vizuális ökológiai hatása a vízirovar faunára. Hidrológiai Közlöny 81: 401-402

Megsemmisült iraki tank az Öböl-háború idején, 1991. március 9-én, több olajkút-tűz közelében Kuvait északi részén (Fotó: David Longstreath)

Napjainkban a kőolaj- és pakuratavak kialakulását elsősorban az ember környezetátalakító tevékenysége okozza. Az 1991-es Öböl-háborúból például több száz kőolajtó és kátránytócsa maradt vissza, miután a Kuvaitból visszavonuló iraki hadsereg több, mint 900 olajkutat robbantott fel. Az így fellángolt olajtüzeket csak több hónapos nemzetközi összefogással sikerült eloltani. E folyamat eredményeként több százezer tonna nyersolaj ömlött a sivatag homokjára és az Arab-öbölbe. A több száz kőolaj- és kátránytó nagy része évekig fellelhető volt Kuvait homoksivatagjában, és felszínük olyan állatok tömkelegét tévesztette meg, vonzotta magához és ejtette csapdába, mint számtalan vízirovar (például szitakötők, vízibogarak, vízipoloskák) és vízimadár (például vadrécék, gémek, kócsagok). Egyes olajtavakat a partvonallal párhuzamosan futó koncentrikus gyűrűk öveztek, melyekről kiderült, hogy rovartetemek tömkelege alkotta azokat.

Kisebb-nagyobb nyílt felszínű kőolajtavak Kuvaitban (A, B) és hazánkban (C-G). (B) Két nagy medence légifelvétele a kuvaiti sivatagban, a bal oldali kőolajjal, a jobb oldali vízzel töltve. (C) Vasúti tartálykocsiból kiloccsant kisebb olajtócsa. (D) Nagyobb olajtócsa egy olajkút mellett. (E) Fáradtolaj-tó egy olajfinomítónál. (F) Két tározó egy hőerőmű közelében, az alsó fáradt olajjal, a felső esővízzel telt. (G) Pakurapocsolyák néhány lyukas, rozsdás hordó mellett, egy vasútállomáson

Az évszakok váltakozását követően ráadásul a kuvaiti kőolajtavak felszíne évről évre ciklikusan megújul. A tél beálltával a csökkenő hőmérséklet hatására a kőolajfelszínek sűrűn folyóssá válnak, amiket a szélviharok homokkal szennyeznek be, a szelek redőkbe gyűrnek, az esők pedig részben vagy egészen vízzel öntenek el. Mindennek eredményeként jelentősen csökken az olajfelszín állatokra kifejtett megtévesztő és „mechanikus” csapdázó képessége. Nyáron aztán a felmelegedő olajtó új életre kel: az esővíz elpárolog, a mélyből konvekciós áramlásokkal friss kőolaj buggyan fel, a homokszennyeződés és a sűrűbb kátránykéreg elsüllyed, illetve feloldódik a hígfolyóssá váló kőolajban. Az így megtisztuló, kisimuló nyílt olajfelület ezután ismét nagyszámú állatot csábít magához.

Kőolajba ragadt és kőolaj felszíne felett territoriális viselkedést mutató szitakötők (Anisoptera) (Fotó: Jochen Zeil)

Rejtélyesnek tűnik azonban, hogy mindezen állatfajok miként vonzódnak a kátránytócsákhoz, és miért csábítóbb számukra a fekete kőolaj a víznél. Hipotézisünk szerint egy kőolajtó tükrözte fény polárosabb lehet a víztócsáról reflektált fénynél, s ez téveszti meg a vizet kereső, fénypolarizáció-érzékeny szemű rovarokat.

A Fresnel-törvényekből következően egy dielektrikumról visszaverődő fény annál polárosabb és intenzívebb, rezgéssíkja pedig annál kisebb szöget zár be a tükröző felülettel, minél nagyobb a dielektrikum törésmutatója. Márpedig a hígfolyós kőolaj levegőre vonatkoztatott törésmutatója 1,39-1,49 között változik, a kátrányé pedig elérheti az 1,57-ot is, míg a vízé csak 1,33 a látható spektrum közepén.

Különböző lineáris polárszűrő beállításokkal készült felvételek Kuvaiti olajtavakról (Fotó: Jochen Zeil)

Egy kőolaj- illetve kátránytó tehát az olaj illetve kátrány nagyobb fénytörő képessége miatt több, polárosabb és vízszinteshez közelebb eső rezgéssíkú fényt ver vissza, mint egy vízfelület. Egy víztócsa polarizációját azonban csak részben határozza meg a felületéről tükröződő fény, az eredő polarizációhoz a fenékről visszaszórt fénynek is jelentős járuléka van. A felszínről visszavert fény vízszintesen poláros, míg a fenékről reflektált fény a felszínen áthatolva függőleges polarizációjú lesz. E két ellentétes hatás lerontja egymást, ezért az eredő polarizációfok kisebb, mintha csak a felszínről verődne vissza fény. Zavaros vagy sekély és világos aljú vizeknél a spektrum látható tartományában a víztestből vagy a fenékről visszaszórt és a felszínen megtörő fény függőleges polarizációja dominál. Ez kőolajtócsák esetén nem fordul elő, mert az olajba hatoló fény teljesen elnyelődik, így csakis a felszíni fényvisszaverés horizontális polarizációja érvényesül. Az olajtócsák tehát mindig vízszintesen polarizáltak, míg a vízpocsolyák, ha zavarosak, világos fenekűek vagy sekélyek, akkor függőleges polarizációjúak is lehetnek.

Kuvaiti kőolajtavak polarizációs mintázatai 3 különböző hullámhossz tartományban (vörös, zöld és kék) mérve. A polarizációfok mintázatán a sötétebb területek jelzik az erősen poláros részeket, míg a polarizáció iránymintázatán a kék és zöld területekről verődik vissza vízszintesen poláros fény (Fotó: Horváth Gábor) 

Nagylátószögű polariméterünkkel kimértük néhány kuvaiti kőolajtó fénypolarizációs mintázatát. Eredményeink szerint a sima, tiszta olajfelszín nagy rekflektivitású és polarizációjú, s a visszavert fény rezgéssíkja többnyire vízszintes.

A vízirovarok a vízszintesen poláros területek felé vonzódnak, mert ezeket azonosítják vízként. E reakciójuk annál erősebb, minél nagyobb a polarizációfok, és minél vízszintesebb a fény rezgéssíkja. Ennek ismeretében most már érthető, hogy a polarizáció-érzékeléssel rendelkező vízirovarok számára egy kőolajfelszín miért sokkal csábítóbb, mint egy vízfelszín, hiszen a fekete kőolaj a fent kifejtett fizikai okok miatt a víznél több, polárosabb és a vízszinteshez közelebbi rezgéssíkú fényt ver vissza. A kőolajtavak tehát úgy működnek, mint egy-egy hatásos fénycsapda, ami a vizét is felülmúló, szupernormális polarizációs fénystimulusával bűvöli el a vizet kereső vízirovarokat, amelyek számára a fekete kátrány „a víznél is vizebbnek tűnik”.

Bizonyos esetekben természetes folyamatok eredményeként, a föld mélyén képződő kőolaj felszínre szivárgása nyomán is keletkeznek kátránytavak, egyes ősi aszfaltmocsarak pedig szintén nagyszámú állatfajt ejtettek csapdába. Észak-Amerika egyik leghíresebb őslénytemetője például a Rancho La Brea, mely a Los Angeles szívében lévő Hancock parkban található. Több száz ősi, mára zömében kihalt állat- és növényfaj maradványát ásták ki ezen a helyszínen.

Egy másik ősi kátránytóhoz kötődő fosszília lelőhely Nyugat-Ukrajnában, Lvov városától délkeletre levő Starunia faluban található. Az innen előkerült rovarleletek között főként a vízi bogarak domináltak, különösen a Helophorus nemzetség tagjai.

A vízibogarak jelenléte azzal magyarázható, hogy e rovarok gyakran éjszaka repültek vízi élőhelyüket keresve, s ha sütött a Hold, akkor a kátránytóról visszaverődő, fényesen csillogó holdfény vonzhatta őket az olajgödörhöz, amibe aztán beleragadtak.

A kuvaiti esettanulmány alapján valószínűnek tartjuk, hogy a csillogó, erősen poláros kátrányfelszín polarotaxissal vonzhatta magához a polarizáció-érzékelésre képes  ízeltlábúakat.

A vízirovarok nem a tükröződő fény intenzitása, hanem polarizációja alapján találják meg a vízfelszíneket, és nemcsak estefelé vagy éjszaka, hanem fényes nappal is. Nem szükséges tehát holdvilágos éjszakán a sötétből előcsillanó kátrányfelületet feltételezni ahhoz, hogy megmagyarázhassuk a staruniai vízirovarok csapdába esését. Nappal is bármikor megtéveszthette őket az olajfelszínről visszavert poláros fény.

Forrás

Horváth G., J. Zeil (1996) Állatcsapdák, avagy egy olajtócsa vizuális ökológiája. Természet Világa 127: 114-119

Horváth G., Bernáth B., Molnár G., Medgyesi D., Blaha B., Pomozi I. (1996) Kátránytó mint fénycsapda: a kuvaiti kőolajtavak állatokra gyakorolt vonzásának biofizikai okairól. Fizikai Szemle 46: 221-229

Csillagos égbolt (Fotó: Kriska Ferenc)

Az éjszakai égbolt csillagainak emberi szemmel való láthatósága a városokban és azok közelében közismerten annyira leromlik, hogy gyakorlatilag minden tudományos csillagászati megfigyelést lehetetlenné tesz. E jelenség a csillagászati fényszennyezés. Az ökológiai fényszennyezés magába foglalja a mesterséges vakító fényeket, a fokozatosan erősödő kivilágítást és a megvilágítás ideiglenes, váratlan ingadozásait. Ennek forrásai lehetnek például az utcai és biztonsági lámpák, járművek, halászhajók, tengeri kőolaj- és földgázplatformok, valamint mélytengeri búvárhajók fényei, a települések feletti éjjeli égbolt világítása, és a megvilágított építményekről visszaverődő fény. E mesterséges éjszakai fények bizonyított és lehetséges ökológiai következményeiről számos tanulmány készült. A mesterséges éjszakai fények elsődleges hatása, hogy vonzzák, vagy taszítják az állatokat a sötét környezethez képest nagyobb intenzitásukkal. E jelenség a pozitív vagy negatív fototaxis, amit a mesterséges fény erőssége és/vagy színe okoz. A közelmúltig úgy vélték, hogy az ökológiai fényszennyezés egyetlen okozója a fototaxis lehet. Az elmúlt években végzett vizuálökológiai és környezetbiofizikai kutatásainkra alapozva azonban rámutattunk az ökológiai fényszennyezés egy új formájára, a poláros fényszennyezésre. Ez alatt szűkebb értelemben a sima (fényes) mesterséges felületekről visszaverődő, erősen és vízszintesen poláros fénynek a polarotaktikus vízirovarokra (beleértve minden rovart, melynek lárvái a vízben fejlődnek) kifejtett káros hatásait értjük.

A vízfelszín (A) és poláros fényszennyezést okozó mesterséges tükröző felületek (B-G) a spektrum kék (450 nm) tartományában mért fénypolarizációs mintázatai. (A) sötét víztest, (B) kőolajtó a kuvaiti sivatagban, (C) aszfaltútra terített fekete műanyag fólia, (D) száraz aszfaltút, (E) fekete autó, (F) csiszolt fekete sírkő, (G) üvegépület függőleges fala (Fotó: Horváth Gábor)

Kutatásaink kiderítették, hogy a kérészek (Ephemeroptera), szitakötők (Odonata), álkérészek (Plecoptera), bogarak (Coleoptera), poloskák (Heteroptera), kétszárnyúak (Diptera) és tegzesek (Trichoptera) rendjébe tartozó, 300-nál is több vízirovarfaj is pozitív polarotaxissal, azaz a vízről tükröződő fény vízszintes polarizációja alapján keresi vízi élőhelyeit. E polarotaktikus rovarokat azonban könnyen becsaphatja és magához vonzhatja minden olyan mesterséges felület, amely erősen és vízszintesen poláros fényt ver vissza: az ilyen felületek „szuper víznek” tűnnek a vizet kereső vízirovaroknak, ha a róluk visszavert fény lineáris polarizációfoka nagyobb, mint a vízről visszaverté.

Különböző poláros fényszennyező forrásokhoz vonzódott polarotaktikus vízirovarok. 1. sor: A budapesti pakuratóban csapdába esett rovarok. A: Zöld óriásacsa (Anax imperator). B: Zöld óriásacsa (A. imperator) és csíkbogarak (Dytiscidae). C: Elevenszülő kérész (Cloeon dipterum). D: Óriás csibor (Hydrophilus piceus). 2. sor: Vízszintes fekete műanyag fóliákra leszállt rovarok. E: Nőstény álkérész (Perla abdominalis). F: Bögöly (Tabanidae). G: Párzó kérészek (Rhithrogena semicolorata). H: Petéző dánkérész (Ephemera danica). 3. sor: I: Függőleges ablaküvegek előtt rajzó dunai tömegtegzes (Hydropsyche pellucidula) egyedek. J: Dunai tömegtegzes (H. pellucidula) egy üvegtáblán. K: Üvegfelszínen párzó tegzesek (H. pellucidula). L: Fekete sírkő melletti ülőágon a territóriumát védő hím katona-szitakötő (Sympetrum sp.). 4. sor: Rovarok vörös autótetőn. M: Kérész nőstény (R. semicolorata). N: Búvárpoloska (Sigara striata). O: Kis csibor (Hydrochara caraboides) P: Bögöly (Tabanidae). 5. sor: Száraz aszfaltútra leszállt rovarok. Q: Hím kérész (Epeorus silvicola). R: Párzó kérészek (E. silvicola). S: Petéző álkérész (P. abdominalis) (fehér nyíl: petecsomó). T: Óriás csibor (H. piceus) (Fotó: Kriska György)

A poláros fényszennyezés fizikai (i), viselkedési (ii) és ökológiai (iii) alapjai a következők: Az Umow-szabály szerint, minél sötétebb egy felület a spektrum adott tartományában, annál nagyobb a róla visszaverődő fény lineáris polarizációfoka. Mivel a durva (matt) felületekről való visszaverődés depolarizációt eredményez, ezért minél simább egy felület, annál polárosabb a visszavert fény. Mivel a sima felszínű nem-fémes anyagokról visszavert fény polarizációiránya mindig merőleges a visszaverődés síkjára, ezért ha e sík pontosan vagy közel függőleges, akkor a visszavert fény pontosan vagy közel vízszintesen poláros. Mindebből következik: (i) Függőleges visszaverődési sík mellett a sima és fekete felületek erősen és vízszintesen poláros fényt tükröznek. Minél polárosabb a fény és minél kevésbé tér el polarizációiránya a vízszintestől, annál vonzóbb a polarotaktikus vízirovaroknak. Következésképpen: (ii) Pontosan/közel függőleges visszaverődési sík esetén a sima és fekete felületek többé/kevésbé vonzóak a polarotaktikus rovarok számára. Az erősen és vízszintesen polarizáló száraz felületekhez vonzott vízirovarok kiszáradhatnak, a felületekre rakott petéik pedig óhatatlanul elpusztulnak. Ebből következően: (iii) Az erősen és vízszintesen polarizáló mesterséges felületek poláros ökológiai csapdák lehetnek a petéző vízirovarok számára, mivel az odavonzott polarotaktikus rovaroknak e felületekre rakott petéi elpusztulnak.

Fentiek alapján a következő tézist fogalmazhatjuk meg: Sima és sötét mesterséges felületek pontosan/közel függőleges visszaverődési sík esetén többé/kevésbé vonzóak a polarotaktikus vízirovarok számára, ezért e rovarok poláros ökológiai csapdáiként működnek, miáltal a poláros fényszennyezés egyik legfőbb forrásainak számítanak. Azon felületrészek tekinthetők poláros fényszennyezőnek, amelyekről visszaverődő fény d lineáris polarizációfoka nagyobb, mint egy d* küszöbérték (d > d*), és a polarizációszöge egy Da* küszöbszögnél kisebbel tér el a vízszintestől (|90° - a| < Da*). A poláros fényszennyezés forrásai leghatékonyabban képalkotó polarimetriával térképezhetők fel, megelőzése pedig szakismereteket igényel.

A természetes optikai környezetben csak a sima vízfelület ver vissza erősen és vízszintesen poláros fényt nagyobb látószögben. Az emberi technikai fejlődés az utóbbi évtizedekben azonban egyre több poláros fényszennyező forrásnak számító mesterséges felülettel árasztotta el a korábban természetes élőhelyeket. A poláros fényszennyezés zömében az emberi építészeti, ipari és mezőgazdasági technológiák mellékterméke, ami a polarotaktikus rovarok és ragadozóik táplálkozási hálózatait működtetheti. A poláros fényszennyezés jelensége globálisan az egész világra kiterjed, és evolúciós értelemben újkeletű, hiszen csak az elmúlt évtizedekben fokozódott, követve az erősen és vízszintesen polarizáló mesterséges felületek (például nyílt olajfelszínek, aszfaltutak, műanyag fóliák, üvegtáblák, autókarosszériák) világméretű elterjedését. A poláros fényszennyezés főleg a veszélyeztetett vízirovarfajok populációit fenyegeti.

Poláros fényszennyezés nemcsak napközben fordulhat elő, hanem éjszaka is, mikor a holdfény vagy a települések fényei verődnek vissza a poláros fényszennyező felületekről. A káros hatás erősödhet a mesterséges éjszakai megvilágítások által okozott hagyományos (fototaxis által előidézett) fényszennyezéssel kombinálódva. A poláros fényszennyezést befolyásolhatja a holdciklus is, főleg vidéki környezetben, ahol a mesterséges éjszakai megvilágítás ritka, vagy hiányzik. Mivel a vízirovarok fontos tagjai a vízi ökoszisztémák táplálékláncainak, a poláros fényszennyezés ezen állatokra kifejtett káros hatásai komoly ökológiai következményekkel járhatnak. A poláros fényszennyezés ellen teendő lépések hasonlóan időszerűek és sürgetően szükségesek a vízirovar-populációk védelme érdekében, mint például az éjszaka aktív állatok védelmében a mesterséges éjszakai megvilágítások ellen tett lépések.

Forrás

Kriska Gy., Horváth G. (2008) Fényszennyező hidak a Dunán. Sötét kilátások 2009-re? Élet és Tudomány 63: 621-623

Malik P., Horváth G., Kriska Gy., B. Robertson (2008) Poláros fényszennyezés: A környezeti ártalmak egy új formája. Fizikai Szemle 58: 379-386

Átlátszó és szagtalan ragasztóval bevont homogén fehér, szürke és fekete tesztfelületek az 1. terepkísérletben (Fotó: Kriska György)

A legyek ragacsos papírral történő csapdázása régi eljárás. A hagyományos légypapírnak négy fontos tulajdonsága van: (i) világos (drapp vagy sárgás) színű, (ii) hosszúkás alakú, (iii) függőlegesen lefelé lóg, és (iv) a talajszint felett néhány méterrel függesztik fel. E klasszikus légypapír a bögölyök megfogására nem alkalmas, hiszen e tulajdonságok azok számára nem vonzóak. A bögölyök lineárisan poláros fényhez való vonzódására alapozva azonban ezt a klasszikus légypapírt tovább tudtuk fejleszteni, megalkotva ezzel az ideális ragadós bögölypapírt.

A TabaNOid® bögölypapír prototípusának kifejlesztéséhez vezető terepkísérletek (Fotó: Horváth Gábor)

Terepi vizsgálatainkat 2012 júniusa és szeptembere között végeztük egy bögölyökben gazdag szokolyai lovas tanyán. Kísérleteinkben homogén fehér, szürke és fekete tesztfelületeket használtunk, hogy az egyéb színek bögölyök vonzására gyakorolt hatását kizárjuk. Minden tesztfelületet időjárásálló, átlátszó és szagtalan ragasztóval vontunk be, az egyes tesztfelületek bögölyvonzó-képességére pedig az azokba ragadó bögölyök mennyiségéből következtettünk. Rendszeres időközönként leszámoltuk, majd eltávolítottuk a csapdákba ragadt rovarokat, a csapdák helyét pedig időnként véletlenszerűen felcseréltük, hogy az esetleges helyhatásokat kiküszöbölhessük.

Átlátszó és szagtalan ragasztóval bevont homogén fehér, szürke és fekete tesztfelületek az 1. terepkísérletben (Fotó: Kriska György)

Az 1. kísérletben azt vizsgáltuk, hogy a vízszintesen és függőlegesen kihelyezett ragacsos tesztfelületek szürkesége miként befolyásolja azok bögölyvonzó-képességét. Összesen 4 db, két műanyag lapból (50 cm × 50 cm × 0,5 cm) álló párt használtunk úgy, hogy a lappárok egyike minden esetben vízszintesen, másika pedig függőlegesen volt elhelyezve. A függőleges tesztfelületek középpontja a talajtól 1 m magasságban helyezkedett el, míg a vízszintes felületeket közvetlenül a talajra fektettük. Az első ilyen lappár fekete, a második sötétszürke, a harmadik világosszürke, a negyedik pedig fehér volt. A lappárok közül a fekete színűek fogták a legtöbb bögölyt (vízszintes: 51,2 %, függőleges: 54,1 %), a sötétszürke felületek ennél kevesebb bögölyt vonzottak (vízszintes: 46,8 %, függőleges: 34,7 %). A világosszürke (vízszintes: 1,9 %, függőleges: 1 %) és fehér (vízszintes: 0,1 %, függőleges: 10,2 %) felületek gyakorlatilag egyáltalán nem vonzották a bögölyöket. A kísérletből az is kiderült, hogy a vízszintes fekete, sötétszürke, illetve világosszürke felületek 16,7-szer, 23,8-szer, illetve 33-szor annyi bögölyt fogtak, mint az azonos színű, ám függőlegesen elhelyezett párjaik. A függőleges fehér tesztfelület viszont 10-szer annyi bögölyt csapdázott, mint a vízszintes fehér.

Az 1. kísérlet eredményei alapján a következő tanulságokat vontuk le: (i) a vízszintes vagy függőleges bögölypapír akkor a leghatékonyabb, ha fekete vagy sötétszürke színű, és (ii) egy vízszintes, fekete, ragacsos felület több mint 15-ször annyi bögölyt fog, mint egy ugyanolyan méretű, függőleges.

Miáltal a bögölyök pozitív polarotaxissal rendelkeznek, egy adott felület iránt annál nagyobb érdeklődést fognak mutatni, minél magasabb az arról tükröződő fény lineáris polarizációfoka. Az Umow-szabály következtében egy sötétebb felület mindig magasabb polarizációfokú fényt ver vissza, mint a világosabb, a legmagasabb polarizációfokú fényt tehát ennek megfelelően a fényes fekete felület tükrözi. Ezzel magyarázható az, hogy 1. kísérletünkben a bögölyök legnagyobb arányban a fényes fekete, legmagasabb polarizációfokú fényt tükröző felületre szálltak rá.

Ragacsos tesztfelületek elrendezése a 2. terepkísérletben (Fotó: Kriska György)

A 2. kísérletben azt tanulmányoztuk, hogy a kihelyezett ragadós lappárok talajszint feletti magassága miként befolyásolja a csapdák bögölyökre gyakorolt vonzóképességét. Ehhez négy fekete műanyag lapból (50 cm × 50 cm × 0,5 cm) álló felületpárost teszteltünk, melyek egyik tagja vízszintes, a másik pedig függőleges volt. Az 1. lappárt a talajra helyeztük, a 2., 3. és 4. párt pedig rendre 50, 100 és 150 cm magasan rögzítettük a talaj felett.

Ragacsos tesztfelületek elrendezése a 2. terepkísérletben (Fotó: Kriska György)

Eredményeink szerint a ragadós, fekete, vízszintes felület gyakorlatilag csak a talajszintre fektetve fogta a bögölyöket (98,9 %), az 50, 100, illetve 150 cm magasban elhelyezett vízszintes fekete felületek a teljes bögölyfogásnak csupán a 0,7 %, 0,2 %, illetve 0,2 %-át adták. A függőleges felületek esetében viszont a talajszinten lévő és az 50 cm-rel megemelt felületek kevesebbet fogtak (14,0 % és 15,4 %), mint 100 cm és 150 cm magasságban elhelyezett társaik (37,8 % és 32,7 %). A talajszinten lévő vízszintes felület 23-szor annyi bögölyt csapdázott, mint a leghatékonyabb, 100 cm-re megemelt függőleges felület. A 2. kísérletből tehát kiderült, hogy a vízszintes, ragacsos, fekete felületet a talajszintre kell helyezni, hiszen így képes a leghatékonyabban a bögölyök megfogására.

A fenti képek jól szemléltetik, hogy mekkora tömegben csapdázzák a bögölyöket a poláros fényt tükröző ragacsos felületek (Fotó: Kriska György)

Különböző méretű tesztfelületek a 3. terepkísérletben (Fotó: Kriska György)

A 3. kísérlet célja annak vizsgálata volt, hogy a ragadós csapdafelületek mérete miként befolyásolja a bögölyökre gyakorolt vizuális vonzóképességet. Ennek során négy fekete műanyag lapból álló párost tanulmányoztunk. Minden lappár egyik tagját vízszintesen a talajra fektettük, a másikat pedig függőlegesen helyeztük el 1 m magasan. Az 1., 2., 3. és 4. pár lapjainak mérete rendre a következő volt: 25 cm × 25 cm, 50 cm × 50 cm, 75 cm × 75 cm, 100 cm × 100 cm. A 3. kísérlet eredményei szerint a megfogott bögölyök száma növekszik a vízszintes és függőleges tesztfelületek méretének növelésével. A vízszintes felületek 6,3-szer, 21,7-szer, 15,3-szer és 17,6-szer több bögölyt fogtak, mint az azonos méretű függőleges csapdák. Az elejtett bögölyök r felületi sűrűsége (az 1 m²-re jutó bögölyök száma) a vízszintes (r = 3541 /m2) és a függőleges (r = 231 /m²) felületek esetében is a 75 × 75 cm² méretű csapdánál volt a legnagyobb. A r felületi sűrűség a két kisebb (25 × 25 cm² és 50 × 50 cm²), függőleges tesztfelületnél egyenlő volt, míg a vízszintes felületeknél a legkisebb (25 × 25 cm2) csapda felületi sűrűsége (r = 912 /m²) kisebb volt, mint az eggyel nagyobb (50 × 50 cm²) csapdáé (r = 3128 /m²). A vízszintes és függőleges tesztfelületek r-értékeinek különbségei nem voltak jelentősek. A 3. kísérletből tehát megtudtuk, hogy minél nagyobb egy ragadós fekete felület, annál több bögölyt képes megfogni, az optimális méret pedig (amikor a bögölyfogás felületi sűrűsége a legnagyobb) 75 × 75 cm².

A Tabanoid polarizációs bögölypapír függőleges és vízszintes csapdafelülettel (Fotó: Kriska György) 

A 4. kísérletben az általunk a fenti eredmények alapján kifejlesztett TabaNOid® polarizációs bögölypapírt teszteltük. Annak érdekében, hogy a csapdáról visszavert fény lineáris polarizációfoka a lehető legnagyobb legyen, a csapda minden eleme fényes fekete lett. A prototípus egy fekete falemezből (43 cm × 57 cm) és az azon helyet kapó ragadós fóliatekercsből állt, melyet az alaplemez két függőleges oldalán bemart csatorna rögzített. Az átlátszó fóliát használatkor a ragadós felével felfelé kellett kihúzni úgy, hogy a fekete alaplemezt teljesen befedje, majd négy csavarral a fólia nem ragadós szélét az alaplemez és a tartólécek közé rögzítettük. A csapdához két további vízszintes léc is erősíthető volt, melyek a függőlegesen felállított csapdafelszínt stabilizálták. Terepkísérletünkben három különböző elrendezésben vizsgáltuk a csapda bögölyvonzó-képességét: (i) egy vízszintesen a talajra helyezett bögölypapír, (ii) egy függőlegesen a talajra állított bögölypapír, továbbá (iii) egy vízszintes és egy függőleges bögölypapír L alakú elrendezése esetében.

A 4. kísérletben az új polarizációs bögölycsapda függőleges része sokkal kevesebb (5,4 % és 5 %) bögölyt fogott, mint a vízszintes része (38,3 % és 51,3 %). Az L alakú kombinált csapda vízszintes része több bögölyt (51,3 %) fogott, mint az egyedül álló vízszintes csapda felülete (38,3%). Az egyedül álló függőleges felület (5,4 %) és az L alakú csapda függőleges része (5 %) közti fogáskülönbség szintén nem volt számottevő. Összességében a kombinált csapda több bögölyt fogott (56,3 %), mint a különálló vízszintes és függőleges csapdák együttvéve (38,3 % + 5,4 % = 43,7 %), de e különbség nem volt jelentős. A vízszintes csapdafelületek 7-szer, illetve 10,2-szer több bögölyt fogtak, mint a függőleges felületek. A 4. kísérlet tanulsága, hogy az új, polarizációs elven működő bögölycsapda terepkörülmények között kiválóan működik, és a legjobb választás egy vízszintes és egy függőleges bögölypapírt L alakban kombinálni, melynek okait a polarizációs mintázatok is jól mutatják. Gyakorlati szempontok alapján a csapda függőleges táblája fekhet a talajon, hiszen nehéz lenne azt a talajszint felett szélállóan rögzíteni.

A TabaNOid® polarizációs bögölypapír prototípusáról készült fényképek, polarizációs mintázatok, és a bögölyök által azon vizuálisan víznek érzékelt területek különböző irányokból nézve. A fehér kettősfejű nyilak a ragadós csapdafelszínről visszaverődő fény polarizációjának irányát mutatják (Fotó: Horváth Gábor)

A bögölypapír vízszintes és függőleges felületéről visszavert fény lineáris polarizációfoka a látóiránytól függ, de a Brewster-szög közelében mindig magas. A visszavert fény polarizációiránya vízszintes, ha a visszaverődés síkja függőleges, emiatt a csapda vízszintes eleme mindig vízszintesen poláros fényt tükröz (az ábra 3. sorában világoszöld és kék színekkel ábrázolva). Ha a visszaverődési sík vízszintes vagy ferde, akkor a visszavert fény polarizációiránya függőleges vagy ferde (az ábra 3. sorában piros és sárga színekkel ábrázolva).

A csapda függőleges eleme a nézőponttól függően vízszintesen, ferdén vagy függőlegesen polarizált fényt ver vissza, a Brewster-szög közelében mindig nagy polarizációfokkal. E függőleges csapdafelület tehát csak azon gazdaállat-kereső, vért szívni akaró nőstény bögölyök számára vonzó, amelyek az α polarizációiránytól függetlenül a nagy lineáris polarizációfokú fényhez vonzódnak. Vízszintes csapdafelületeink viszont mindazon hím és nőstény bögölyöket elejtették, amelyek vizet kerestek, hogy (i) igyanak, (ii) a vízben hűtsék testüket, (iii) a víz közelében párosodjanak és (iv) a víz közelében rakják le petéiket. A csapdázódás oka, hogy vízszintes csapdafelületeink ugyanolyan polarizációs tulajdonságokkal bírnak, mint a természetes vízfelületek. A bögölyök tehát vizet keresve tévedésből csapdáink felületeire is leszálltak, melynek nagy hányadát valódi vízként érzékelték (az ábra 4. sorában kék színnel ábrázolva). Az (i) és (ii) motiváció a teljes bögölyszezon alatt jelen van, a (iii) és a (iv) azonban csak a bögölyszezon első és utolsó felében jellemző. E többé-kevésbé folyamatosan jelenlévő motivációknak köszönhetően a vízszintes csapdafelületek a bögölyszezon teljes ideje alatt végig nagyon vonzóak voltak, így jóval több bögölyt fogtak, mint a függőleges bögölypapírok, hiszen a gazdaállat-keresés főleg a bögölyszezon elején jelentős.

Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy egy vízszintes, fényes, fekete, ragadós felület csak a talajra helyezve csapdázza a bögölyöket. Ez azzal magyarázható, hogy a bögölyök csak a talajszinten lévő felületeket érzékelik víznek.

Azt tapasztaltuk, hogy az L alakban kombinált bögölypapír vízszintes és függőleges felületének is közel 75 cm × 75 cm az ideális mérete, hiszen az ennél kisebb vagy nagyobb csapdafelületeknek kisebb volt a felületi bögölyfogó sűrűsége. Ez a méret ráadásul a csapda kezelhetősége szempontjából is előnyös, hiszen egy ekkora csapda könnyen kezelhető, szállítható, a terepen felállítható és cserélhető. Egy ennél nagyobb méretű csapda kezelése már nehézkes lenne, egy ennél kisebb pedig veszítene hatékonyságából.

Terepkísérletekben igazoltuk tehát, hogy az optimális bögölypapír (i) fényes fekete színű, (ii) kellően nagyméretű (75 cm × 75 cm), (iii) egy-egy ragadós vízszintes és függőleges elemből áll L alakban elrendezve úgy, hogy (iv) a vízszintes rész a talajon fekszik, a függőleges rész pedig 1–1,5 méterrel a talaj felett van elhelyezve. Tehát ha a hagyományos légypapír világos színét feketére változtatjuk, a keskeny csík alakját 75 cm élhosszúságú négyzetre cseréljük, a kihelyezés magasságát a talajszintre szállítjuk le, és a függőleges helyzetét vízszintesre módosítjuk, akkor megkapjuk az ideális bögölypapírt, ami hatékony eszköze a polarotaktikus bögölyök csapdázásának.

A folyadékcsapdákkal ellentétben a ragacsos csapdák veszélyt jelenthetnek a rovarevő madarakra, amelyeket a gazdag bögölyzsákmány a ragacsos felületek közelébe csalhat. A ragacsos felületeken néhányszor madártollakat találtunk ami ilyen nemkívánatos eseményre utal. Ezt megelőzendő a csapdák körül célszerű madárriasztó eszközöket elhelyezni, mint ahogy ez az alábbi ábrán is látható.

ELLENŐRIZD A TUDÁSOD!

Forrás

Egri, Á.; Blahó, M.; Száz, D.; Barta, A.; Kriska, G.; Antoni, G.; Horváth, G. (2013) A new tabanid trap applying a modified concept of the old flypaper: Linearly polarising sticky black surfaces as an effective tool to catch polarotactic horseflies. International Journal for Parasitology 43: 555-563

Horváth Gábor, Blahó Miklós, Száz Dénes, Barta András, Farkas Róbert, Gyurkovszky Mónika (2014) Bögölycsapda poláros fénnyel. I. rész: A bögölypapír. Természet Világa 145: 115-119

Bögöly piros gépkocsi karosszérián (Fotó: Kriska György)

Korábbi kutatásaink nyomán kiderült, hogy a bögölyök polarotaktikus vízdetekcióval és polarotaktikus gazdadetekcióval is rendelkeznek. Ez azt jelenti, hogy a vizet kereső rovarokat a vízszintesen poláros fény, míg a vérszívó nőstényeket rezgéssíktól függetlenül vonz bármilyen poláros fény. Mindezek alapján elvileg azok a bögölycsapdák a leghatékonyabbak, amelyek optikai sajátságaik révén a vízkereső és a gazdakereső bögölyöket is képesek magukhoz vonzani.

A hagyományos sátras csapdák polarotaktikus gazdadetekción alapulnak, ezért a hatékonyságnövelés érdekében ezeket olyan csapdaelemmel érdemes kiegészíteni, amely vízszintesen poláros fénnyel csalja magához a vízkereső bögölyöket.

A gazdadetekciót és a vízdetekciót kiváltó kétféle csapdaelem (fényes fekete gömb és lap) térbeli elhelyezésére vonatkozóan választásos terepkísérletet végeztünk Dinnyés térségében. Ennek során megállapítottuk, hogy fényes fekete gömb a talajszint felett, míg a fényes fekete lap a talajfelszínen elhelyezve csapdázza a legtöbb bögölyt.

Horváth Gábor feketére festi a kísérletben használt felfújt strandlabdákat (fotó: Kriska György)

Horváth Gábor és Sándor András párosával helyezik ki a beragacsozott csalitárgyakat talajszintre és 70 cm-es magasságba (Fotó: Kriska György)

A teljes kísérleti beállítás képe (Fotó: Kriska György)

A bögölyfogási adatok grafikus megjelenítése 

Miután egyértelművé vált, hogy a folyadékcsapdát a talajfelszínen a fényes fekete gömböt pedig magasabban kell elhelyezni, a további kombinációs kísérletekben azt is tanulmányoztuk, hogy a folyadékcsapda mennyire növeli meg a klasszikus sátorcsapda hatékonyságát. A helyhatás kiküszöbölése érdekében a csapdák sorrendjét véletlenszerűen változtattuk, a csapdázott bögölyöket pedig rendszeresen begyűjtöttük, leszámoltuk és későbbi azonosításhoz etilalkoholban konzerváltuk.

A kombinációs kísérletekben használt hagyományos sátorcsapda egy piramis alakú fehér tüllvászonból készült, fémvázra erősített sátorból és az alatta, a föld felett 1 m magasan lógó, fényes fekete gömbből (50 cm átmérőjű strandlabdából) állt. A sátorcsapda fehér vászna gyakorlatilag polarizálatlan fényt vert vissza, aminek rezgéssíkja a vízszintestől eltért. A fényes fekete gömb széléről erősen poláros fény tükröződött, különösen akkor, ha a visszaverődés szöge a Brewster-szöghöz volt közeli.

Horváth Gábor az 1. kombinációs terepkísérleti apparátussal (Fotó: Kriska György)

Az 1. kombinációs kísérletben egy sátorcsapdát hasonlítottuk össze egy tőle 10 m-re elhelyezett, egy sátorcsapdából és egy folyadékcsapdából álló kombinált csapdával. A kombinált csapda a bögölyök 71 %-át (sátor: 37,6 %, csak nőstény, folyadék: 33,4 %, nőstény és hím) fogta, míg a sátorcsapda folyadéktálca nélkül a bögölyök 29 %-át (csak nőstény), ami szignifikáns különbség. Bár a kombinált csapda sátra több (37,6 %) bögölyt fogott, mint az alatta elhelyezett folyadéktálca (33,4 %), ez nem jelentős különbség.

2. kombinációs terepkísérleti beállítás (Fotó: Kriska György)

A 2. kombinációs kísérletben egy sátorcsapda, egy folyadékcsapda és egy kettő kombinálásából adódó csapda bögölyfogó-képességét vizsgáltuk, melyek egymástól 7 m-re voltak elhelyezve.

A hagyományos sátorcsapdákkal és az új polarizációs folyadékcsapdával folytatott bögölykísérletek

A sátorcsapdák kizárólag nőstény bögölyöket fogtak, a folyadékcsapdák hímeket és nőstényeket egyaránt. A kombinált csapda a bögölyök 49,3 %-át fogta meg, az egyedülálló folyadékcsapda 44,7 %-ot, míg az egyedüli sátorcsapda csak 6 %-ot, mely különbségek számottevőek. A kombinált csapda folyadéktálcája sokkal több (39,3 %) bögölyt fogott, mint a sátras része (10 %).

Horváth Gábor szemlélteti, hogy a folyadékcsapda nagy mennyiségű hím és nőstény bögölyt csapdázott (Fotó: Kriska György)

Eredményeink szerint tehát a kombinált csapda akár 8-szor hatékonyabb is lehet, hiszen egyszerre vonzza a gazdaállatokat kereső nőstény, és a vízkereső hím és nőstény bögölyöket. A klasszikus sátorcsapdát így érdemes kiegészíteni a hozzá képest egy nagyságrenddel olcsóbb polarizációs folyadékcsapdával. Vizsgálataink szerint a sátorcsapda fekete gömbjének sima, fényes felületűnek kell lennie a hatékonyság érdekében, hiszen ekkor verhet vissza olyan erősen poláros fényt, mint a bögölyök sötétszőrű gazdaállatai. Ha a sátorcsapda csaligömbjét matt fekete gömbbel helyettesítjük, akkor a csapda hatékonysága drasztikusan lecsökkenne.

A sátorcsapda hatékonyságát jól mutatja a gyűjtőüvegben látható sok elpusztult bögöly (Fotó: Kriska György)

Nem minden állattartó engedheti meg magának drága sátras csapdákat beszerzését. Számukra jó megoldás lehet a folyadékcsapdák alkalmazása. Ezek kialakítására két lehetőségünk adódik. Vagy egy fekete tálcába öntünk színtelen csapdázófolyadékot, például étolajat, vagy pedig egy bármilyen színű tálcát fekete olajjal, akár fáradtolajjal is feltölthetünk. Persze ez utóbbi esetben tekintettel kell lennünk a környezet- és természetvédelmi szempontokra. Tapasztalataink szerint egy bögölyfertőzött területen, évről évre elvégezve a folyadéktálcás bögölygyérítést, jelentősen le lehet csökkenteni a helyi bögölyállományt, ami kedvező hatással van a haszonállatok életminőségére.

Fekete folyadékkal feltöltött bögölycsapda és fogása (Fotó: Kriska György)

A sötétbarna virágláda alátétek is jó alanyai a folyadékos bögölycsapdának (Fotó: Kriska György)

Forrás

Egri, Á.; Blahó, M.; Száz, D.; Kriska, G.; Majer, J.; Herczeg, T.; Gyurkovszky, M.; Farkas, R.; Horváth, G. (2013) A horizontally polarizing liquid trap enhances the tabanid-capturing efficiency of the classic canopy trap. Bulletin of Entomological Research 103: 665-674

Horváth Gábor, Egri Ádám, Herczeg Tamás, Antoni Györgyi, Majer József, Kriska György (2014) Polarizációs bögölycsapdák. II. rész: Folyadékcsapda. Természet Világa 145: 169-171

Nőstény bögöly a H-csapda csalitárgyán (Fotó: Kriska György)

A vízszintesen poláros fényt reflektáló csalitárgyakkal operáló bögölycsapdáink diadalútja hirtelen torpant meg egy különös eset kapcsán. Egy nyáreleji esős időszakban, egy bivalykarám közelében éppen különleges rovarfogó tenzidoldatokat teszteltünk folyadéktálcás bögölycsapdáinkban, mikor megdöbbentő dolog történt.

Havasi András új típusú tenzidoldattal tölti fel a folyadéktálcás bögölycsapdákat (Fotó: Kriska György)

Nagyreményű folyadéktálcás bögölycsapdáink szinte egyetlen bögölyt sem fogtak. Annak ellenére mondtak csődöt, hogy a terület igen fertőzött volt bögölyökkel, amit egyértelműen jelzett a bivalykarám mellett felállított H csapda bögölyökkel telt gyűjtőedénye.

A H-csapda megvédte a bivalyokat a bögölyöktől (Fotó: Kriska György)

Az eredményekből úgy tűnt, hogy adott viszonyok között nem működnek a vízfelszínt utánzó bögölycsapdáink. Persze, ha jobban belegondolunk érthető a dolog, hiszen csapadékos időszakban sokfelé találhatnak vizet a bögölyök, így sokkal kevésbé lesznek vonzók vizet imitáló csapdáink. Az viszont nem volt világos, hogy a H-csapda miért fogott sok bögölyt, mikor a benne lévő csalitárgynak, a fényes fekete gömbnek csak a felső és alsó része vert vissza a bögölyök számára vonzó vízszintesen poláros fényt. Ám volt még egy különös, megmagyarázásra váró jelenség. Folyadéktálcás csapdáinkkal ellentétben a H-csapda csak nőstény bögölyöket csapdázott. Nemüket a fejük anatómiai jellemzői alapján lehetett meghatározni a hímeknél a bal és a jobb összetett szem felső részei érintkeznek, míg a nőstényeknél egy keskeny sáv választja el ezeket.

A hím bögölyöknél a bal és a jobb összetett szem felső részei érintkeznek egymással (Fotó. Kriska György)

A nőstény bögölyök összetett szemei között keskeny sáv látható a fej tetején (Fotó. Kriska György)

A rejtélyes jelenségnek csak egy magyarázata lehetett. A H-csapda által befogott bögölynőstények nem víznek, hanem gazdaállatnak látták a csalitárgyat, a fényes fekete gömböt. Valójában azért szálltak rá, mert vért akartak szívni. Miután belátták, hogy ez nem lehetséges felröppentek a gömbről és a sátras csapdába kerültek.

Bögölynőstény a fekete gömb felszínén (Fotó: Kriska György)

Most már tudtuk, hogy a bögölynőstények támadását a fekete gömb látványa váltotta ki. Már csak az volt a kérdés, hogy a fekete gömb alacsony fényintenzitása, tehát hogy fekete, vagy pedig az, hogy poláros fényt tükrözött, tehát a fényessége volt-e a kulcsinger. Szerencsére terepkísérletekkel meg lehetett válaszolni a kérdést.

Sátras csapdák matt fekete és fényes fekete csalitárggyal (Fotó: Kriska György)

Az 1. kísérletünkben egy lovastanyán vizsgáltuk fekete gömb alakú csalitárgyak felületi érdességének/fényességének hatását a sátorcsapdák vonzerejére. Az egyik csapdában a csalitárgy egy matt fekete gömb, míg a másikban egy fényes fekete gömb volt.

A sátras csapda csalitárgyai: matt fekete és fényes fekete gömbök (Fotó: Kriska György)

A fényes gömb egy közönséges strandlabda volt, amelyet feketére festettünk. A matt gömb pedig egy matt fekete filccel bevont strandlabda volt. A két csapdát egymástól 20 m-re állítottuk fel egy nagy karám közelében, ahol lovakat tartottak. A csapdához vonzódó bögölyök a csalitárgyon landoltak, és miután felrepültek innen csapdázódtak a sátor csúcsán található áttetsző műanyag tartályban.

A 2. terepkísérletben alkalmazott sátorcsapdák (Fotó: Kriska György)

Egy 2. kísérletetben az egyik sátorcsapdában matt fekete hengert, míg a másikban egy fényes fekete hengert alkalmaztunk csalitárgyként. A fényes henger egy fekete műanyag vödör volt, a matt henger pedig egy matt fekete filccel borított vödör.

Fekete filccel bevont vödör, mint csalitáárgy a sátras csapdában (Fotó: Kriska György)

Az 1-2. kísérletben a fényes fekete gömb- vagy hengeres csalitárgyakkal ellátott sátorcsapdák sokkal több bögölyt fogtak be, mint a matt fekete csalitárgyakkal felszereltek. Ez a fogási különbség csak azzal magyarázható, hogy az azonos alakú (gömb vagy henger) matt és fényes vizuális csalitárgyak eltérőek a bögölyök számára. Mivel a matt és fényes csalitárgyak fényereje és színe hasonló (fekete) volt, ezek eltérő vonzereje csak a csalitárgyról visszavert fény eltérő polarizációs jellemzőivel magyarázható.

Fényes fekete és matt fekete csalitárgyakkal ellátott sátrascsapdák és a csalitárgyak polarizációs mintázatai (Fotó: Horváth Gábor)

A csalitárgyakról tükröződő fény polarizáció iránymintázatában nem volt különbség, viszont a matt feketék gyengén, míg a fényes fekete csalitárgyak erősen poláros fényt vertek vissza. Ezért megállapíthatjuk, hogy a bögölyök vizuális vonzódását a csalitárgyról visszavert fény polarizációjának mértéke, a polarizációfok szabályozta, nem pedig a polarizáció iránya. A bögölyök ilyen viselkedése egy újfajta polarotaxis, amely a visszavert fény polarizációfokán alapul.

A 3. kísérletben kihelyezett polárszűrős tesztfelületek

A 3. kísérlet során a polarizáció irányának bögölyvonzásra gyakorolt hatását vizsgáltuk vízszintes és függőleges tesztfelületek esetében. A 6 db homogén sötétszürke csalitárgy úgy készült, hogy matt fehérre festett falapokra lineárisan polarizáló lapokat, polárszűrőket rögzítettünk.

3 tesztfelületet egy vonal mentén, egymástól 5 m-re helyeztünk el függőlegesen, 1 m-rel a talaj felett. A másik 3 tesztfelületet vízszintesen fektettük le a talajra, egymástól 5 m-re. A vízszintes és függőleges vizsgálati felületek vonalai közötti vízszintes távolság 1 m volt. Mind a 6 vizsgálati felületet átlátszó rovarfogó ragasztóval vontuk be. A tesztfelületek fényessége, színe (sötétszürke) és polarizációs foka (100%) megegyezett, de a polarizáció iránya eltérő volt a polárszűrők eltérő fényáteresztési irányai miatt.

A 3. kísérlet tesztfelületeiről készült polárszűrős fotók (Fotó: Kriska György) 

A 3. kísérlet eredményei azt mutatták, hogy az erősen poláros függőleges tesztfelületek vonzereje a bögölyök számára azonos volt, függetlenül a visszavert fény polarizáció irányától. Ugyanez igaz a 3. kísérletben használt vízszintes tesztfelületekre is. A függőleges tesztfelületek csak nőstény bögölyöket, míg a vízszintesek nőstény és hím egyedeket is befogtak. Ez azzal magyarázható, hogy a függőleges tesztfelületek gazdaállatokat imitáltak, amelyeket csak azok a nőstény bögölyök támadtak meg, akik vért akartak szívni.

A vízszintes tesztfelületek megfelelő látószögből nézve vízszintesen poláros fényt reflektáltak, így vízfelületet utánozva hím és nőstény bögölyöket is vonzottak.

Egy kék vashordó is megtéveszthet polarizációs sajátságai révén egy gazdaállatot kereső nőstény bögölyt (Fotó: Kriska György)

Forrás

Egri, Á.; Blahó, M.; Sándor, A.; Kriska, G.; Gyurkovszky, M.; Farkas, R.; Horváth, G. (2012) New kind of polarotaxis governed by degree of polarization: attraction of tabanid flies to differently polarizing host animals and water surfaces. Naturwissenschaften 99: 407-416

Horváth Gábor beüzemeli a napelemes bögölycsapdát (Fotó: Kriska György)

A jelenleg legmodernebb bögölyirtó szerkezet, a napelemes elektromotorral kombinált bögölykasza kifejlesztéséhez elvégzett terepkísérleteinkben használt bögölycsapda csalifelülete egy vízszintes, köralakú, sima, fekete műanyag lap (sugár = 30 cm, vastagság = 5 mm) volt, amit egy 15 cm magas és 25 cm sugarú alumínium keretre erősítettünk. A fekete körlap alatt egy elektromotort helyeztünk el úgy, hogy annak függőleges forgó tengelye a vízszintes körlap közepét szúrta át. A motortengelyhez vízszintesen egy vékony (0,5 mm vastag), 60 cm hosszú fém drótot erősítettünk a közepénél fogva. Így a drót a fekete körlap felett (3 cm) foroghatott, annak közepe körül, a felülettel párhuzamosan. Az elektromotort egy 12 V egyenfeszültségű autó akkumulátor táplálta úgy, hogy az egyenáramot egy potenciométerrel lehetett változtatni, amivel egyúttal a drót forgásának szögsebességét is be lehetett állítani.

Az 1. kísérletben alkalmazott akkumulátoros bögölykasza vázlatos rajza. (B) A csapda keresztmetszeti képe. (C) A csapda terepen készült fényképe

Horváth Gábor a bögölykasza polarizációs mintázatát méri (Fotó: Kriska György)

A vízszintes csapdafelületről visszavert fény d polarizációfoka közel 100 % volt (a d-mintázatokon feketével jelölve), mivel a műanyag felület sima és fekete volt, s a mérés a függőlegeshez képest 56,3° szögben. A visszavert fény polarizációiránya a függőlegeshez képest a » 90° volt, ami vízszintes polarizációnak felel meg (a polarizációirány mintázatain világos zöld és kék színárnyalatokkal jelölve). A csapda vízszintes, sima, fekete felülete tehát erősen (nagy d-értékű) és vízszintesen poláros fényt vert vissza, ami a polarotaktikus bögölyöket erősen vonzza. E polarizációs tulajdonságok a fény hullámhosszától lényegében függetlenek voltak, mivel a csapdafelület fekete volt.

Az 1. kísérletben alkalmazott akkumulátoros bögölykasza fényképe (A), valamint a róla visszaverődő fény d polarizációfokának (B) és a polarizációszögének (C) a spektrum vörös (650 nm), zöld (550 nm) és kék (450 nm) tartományában képalkotó polarimetriával mért mintázatai. A kettősfejű nyilak a vízszintes csalifelszínről visszavert fény vízszintes polarizációirányát jelzik. A csapda árnyékban lévő vízszintes, sima, fekete, köralakú felszínét a tiszta égbolt fénye világította meg

A bögölykasza tesztelését 5 napon át folytattuk Szokolyán, egy lovastanyán. A csapda hím és nőstény bögölyöket egyaránt vonzott, a forgó drót pedig olyan súlyos ütéseket és sérüléseket okozott a csapdát megközelítő egyedeknek, hogy azok el is pusztultak, ami jól mutatja az új technológia bögölyirtási hatékonyságát.

Kriska György a bögölykaszát teszteli Szokolyán. A fehér lepedőt és kerítést azért kellett elhelyezni a csapda körül, hogy minden lecsapott bögölyt be tudjunk gyűjteni (Fotó: Horváth Gábor) 

A forgó drót mozgása és/vagy zaja és/vagy az általa keltett légmozgás által a poláros csapdafelülettől elijesztett bögölyök becsült aránya a kísérlet napjain 4,8–9,1 % között változott, ami átlagosan a bögölyök 6,7 %-át jelentette.

Lekaszabolt bögölyök (Fotó. Kriska György)

Az 1. kísérlet eredményei alapján érdemes volt az akkumulátoros bögölykaszát továbbfejlesztve a 2. csapdát is összeállítani, melyben a drótot forgató elektromotort napelem táplálta, aminek vízszintes, sima, fekete felülete a bögölyöket vonzó, vízszintesen fénypolarizáló csalifelületként is működött.

A 2-4. terepkísérletekben használt 2. bögölycsapda. Jobbra: a két vízszintes napelemtáblából és e napelemek felszíne felett forgó vékony drótból álló csapda. Balra: ferde síkú két kiegészítő napelemtábla. (B-E) A csapda vízszintes napelem felszínére leszálló bögölyök

A 2. bögölycsapda két téglalap alakú (30 cm × 60 cm) vízszintes napelemtáblából állt, melyeket egy alumínium vázra (60 cm × 60 cm × 20 cm) erősítettünk. A vízszintes, négyzet alakú (60 cm × 60 cm) felületet egy alumínium sáv (1 cm × 2 cm × 60 cm) osztotta ketté. E sávot metszette át egy elektromotor függőleges forgástengelye. E tengely hengeres (átmérő = 2 cm, magasság = 1 cm) fejrészébe egy 60 cm hosszú (0.5 mm vastag) drótot erősítettünk úgy, hogy az a napelem felületével párhuzamosan, afelett 3 cm magasan foroghatott. A két napelemtábla közti alumínium sávot, és a napelemtáblák kereteit feketére festettük. Így a csapda teljes vízszintes felülete fényes fekete lett, miáltal erősen (nagy polarizációfokú) és vízszintesen poláros fényt vert vissza, ezzel vonzva magához a polarotaktikus bögölyöket.

A napelemes bögölykasza kipróbálása

Az elektromotort egy szabályzó elektronikán keresztül a napelemtáblák termelte egyenáram hajtotta. Az elektronika biztosította például, hogy bekapcsolás után az elektromotor tengelyforgása csak fokozatosan érte el a maximális szögsebességet, ami nélkül a felpörgő drót feltekeredhetett volna az elektromotor forgástengelyére. Kikapcsolásnál e feltekeredés nem jelentkezett, így ilyenkor az elektronika nem avatkozott be a forgás tengelysúrlódás miatti lassulásába. Napos időben a két napelemtábla által termelt villamos energia elegendő volt az elektromotor tengelyének akkora szögsebességgel történő forgatásához, hogy a forgó drót minden odavonzott bögölyt elkaszáljon. Mikor a Nap elevációja alacsonyabb volt, mint 29°, két további, kiegészítő napelemtáblára volt szükség, hogy a drót kellően gyorsan pöröghessen.

A napelemes bögölykasza és a kiegészítő napelemtáblák fényképe (A), valamint a róluk visszaverődő fény d polarizációfokának (B) és a polarizációszögének (C) a spektrum vörös (650 nm), zöld (550 nm) és kék (450 nm) tartományában képalkotó polarimetriával mért mintázatai. A kettősfejű nyilak a vízszintes csalifelszínről visszavert fény vízszintes polarizációirányát jelzik. A napelemeket közvetlen napfény és a tiszta égbolt fénye világította meg

A napelemes csapda vízszintes felületének, valamint a kiegészítő napelemeknek a vörös, zöld és kék színtartományban képalkotó polarimetriával mért polarizációs mintázatait a fenti ábra mutatja. A vízszintes csapdafelületről visszavert fény d polarizációfoka közel 100 % volt, míg polarizációjának iránya vízszintes (a függőlegeshez képest a » 90°) volt Brewster-szögből mérve. A 2. csapda vízszintes, sima, fekete felülete tehát erősen és vízszintesen poláros fényt vert vissza, ami a polarotaktikus bögölyöket nagymértékben vonzotta. Ugyanakkor, a ferde síkú kiegészítő napelemtábla nem mindig tükrözött vízszintesen poláros fényt.

A 2. kísérletben tesztelt napelemes csapda is igen hatékonynak bizonyult. A forgó drót ez esetben is olyan súlyos sérüléseket okozott a bevonzott Tabanus bovinus, T. tergestinus, T. quatuornotatus, T. bromius, T. miki, Haematopota pluvialis, H. pluvialis és Silvius vituli bögölyöknek, hogy azok el is pusztultak. A drót forgása által távoltartott vagy elijesztett bögölyök hányada 4,2 % és 7,3 % között változott, átlagosan 5,6 % volt.

Terepkísérleteink során kimutattuk, hogy a vizet kereső, polarotaktikus hím és nőstény bögölyök vonzódnak az erősen és vízszintesen poláros fényt tükröző napelemfelszínhez, ahol elpusztulnak a napelemmel táplált elektromotor által megfelelően nagy szögsebességgel forgatott drót mechanikai ütése által. E terepi tapasztalat az alapja az új bögölycsapdánk koncepciójának, amiben a napelem kettős szereppel bír: (i) a felszínéről tükröződő vízszintesen poláros fény vonzza a vizet kereső polarotaktikus bögölyöket, és (ii) elektromos áramot termel a bögölyöket elpusztító drót forgatásához. Az új csapda napsütésben 92 %-os hatékonysággal képes befogni (lecsapni és elpusztítani) a bögölyöket. Egy ferde kiegészítő napelemmel e hatékonyság 94 %-ra nőhet, és a csapdázási időszak is meghosszabbodhat néhány órával.

Napelemes bögölykasza napon és árnyékban

A napelemes bögölycsapda egyik hátránya, hogy a bögölyökön kívül elvileg magához vonzhat és elpusztíthat más polarotaktikus rovarokat, például vízibogarakat, vízipoloskákat vagy szitakötőket is. A vízszintes napelem felszíne azonban mindössze 60 cm × 60 cm, ami túl kicsi ahhoz, hogy számottevő mértékben vonzzon magához vízirovarokat.

Forrás

Blahó M., Egri Á., Horváth G., Barta A., Antoni Gy., Kriska Gy. (2013) Hogyan fogható napelemmel bögöly? Fénypolarizációra és fotoelektromosságra épülő új rovarcsapda, avagy alapkutatásból gyakorlati haszon. I. rész. Fizikai Szemle 63: 145-149

Egri Á., Blahó M., Horváth G., Barta A., Antoni Gy., Kriska Gy. (2013) Hogyan fogható napelemmel bögöly? Fénypolarizációra és fotoelektromosságra épülő új rovarcsapda, avagy alapkutatásból gyakorlati haszon. II. rész. Fizikai Szemle 63: 181-187