Fotó: Kriska György

A vízkereső hím és nőstény bögölyök irtására egy folyadékcsapda is használható, melyhez egy kör alakú, 50 cm átmérőjű fekete műanyag tálcára van szükség. Ebbe 2 liter csapvizet, majd 1 liter étolajat kell tölteni, mely utóbbi alacsonyabb sűrűsége miatt vékony réteget alkot a vízen. A földre helyezendő tálcát egy fém túlfolyócsővel is célszerű ellátni, mert ha a tálcába eső esik, az átszüremlik az olajon, lesüllyed és túlfolyó hiányában a víz felszínén lévő olaj ömlene ki a belehulló esőmennyiség helyett. A túlfolyócsőn át azonban a felesleges esővíz távozni tud, az olajréteg pedig ilyen esetekben is a felszínen marad (ezzel a víz párolgását is akadályozva).

A TabaNOid® polarizációs folyadékcsapda (A) és túlfolyócsövének közeli fényképe (B), amin keresztül ki tud folyni a felesleges víz, miközben az olaj a tálcában marad (Fotó: Horváth Gábor)

A folyadéktálcás bögölycsapda vázlatrajza

A folyadékcsapda vízszintes fekete felületéről visszaverődő fény minden meteorológiai helyzetben (árnyékos és napsütötte esetben is, napsütésben a Naphoz képesti látóiránytól függetlenül) erősen és vízszintesen poláros, ami tehát minden körülmény között vonzza a polarotaktikus, vízkereső hím és nőstény bögölyöket. A bögölyök megfogását a víz felszínén úszó vékony olajréteg biztosítja, ami nedvesíti a bögölyök kitines testét, így megakadályozza, hogy a rovarok felrepüljenek róla. A folyadékcsapda elhelyezésénél ügyelni kell arra, hogy a védeni kívánt gazdaállatok ne juthassanak a közelükbe, nehogy kiborítsák, illetve megigyák az étolajos vizet.

A TabaNOid® polarizációs folyadékcsapdáról készült fényképek, polarizációs mintázatok, és a bögölyök által azon vizuálisan víznek érzékelt területek különböző irányokból nézve napos (A, B, C) és borult (D, E) időben a Naphoz képesti különböző irányokból nézve. SzM: a polariméter a szoláris meridián irányába nézett, ASzM: a polariméter az antiszoláris meridián irányába nézett, SzM-ra merőlegesen: a polariméter a szoláris meridiánra merőleges irányba nézett. Az árnyékos esetekben (D, E) a csapdát az égbolt minden irányából érkező, a felhőzeten szóródó fény világította meg (Fotó: Horváth Gábor)

A folyadékcsapda bögölyfogó-képességét gödi és szokolyai lovastanyákon vizsgáltuk. Egy magassági kísérletben azt tanulmányoztuk, hogy az egymástól 2 méter távolságra kihelyezett 3, illetve 4 folyadékcsapda talajszint feletti 0, 0,5, 1, 1,5 m-es magassága miként befolyásolja a bögölyökre gyakorolt vonzást. A folyadékcsapdák közül kizárólag csak a földre helyezett tálca fogott hím és nőstény bögölyöket, míg a magasabban lévők egyet sem csapdáztak. A kívánt eredmény érdekében tehát a csapdákat a földre kell elhelyezni, hiszen emelvényre téve nem fognak bögölyt.

Blahó Miklós és Horváth Gábor a különböző magasságba elhelyezett folyadéktálcás bögölycsapdákkal (Fotó: Kriska György)

A 2. magassági kísérletben az egyik folyadékcsapdát a földre helyeztük, míg a másikat ettől 10 m-re egy 20 cm magas, csonkakúp alakú, erősen és vízszintesen poláros fényt visszaverő emelvényre, amit beragasztózott fekete műanyag fólia borított. Mivel a földből kiemelkedő emelvény messziről jobban látszott, azt reméltük, hogy a megemelt folyadékcsapda több bögölyt fog a földön lévőnél. Ehhez képest a földön lévő folyadékcsapda a bögölyök 94,3 %-át, míg a fekete ragacsos emelvényre helyezett csapda a bögölyök 5,7 %-át fogta. A ragacsos emelvény szignifikánsan kevesebb bögölyt fogott (0,7 %), mint a rajta lévő folyadékcsapda (5 %).

Folyadékcsapdás bögölykísérletek

Megemelt folyadéktálcás bögölycsapda (Fotó: Kriska György)

Folyadéktálcával begyűjtött bögölyök

Forrás

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

Száz D., Herczeg T. (2013) A bögölyök (Tabanidae) polarotaktikus viselkedésével kapcsolatos tudományos ismeretek összefoglalása (review). Tájökológiai Lapok 11(1): 183-192

Bivalyok előtérben egy vizuális alapon működő H-trap bögölycsapdával (Fotó. Kriska György)

A kétszárnyúak (Diptera) közé tartozó bögölyök (Tabanidae) igencsak meg tudják keseríteni a legelő állatok életét. Nemcsak a vérszívás okozta gyötrődés és a szüntelen zaklatás okozhat zavart számukra, de a bögölyök által terjesztett kórokozók is a szervezetükbe juthatnak a szúráskor , ami főleg a melegebb égöveken okoz tömeges megfertőződést. A bögölyök vérszívó nőstényei a gyomortartalmuk egy részének sebbe ürítésével olyan betegségek kórokozóit terjesztik, mint a nyúlpestis, az anaplazmózis, a birka kolera, a filariazis, a lépfene vagy a Lyme-kór. A bögölyök terjesztik emellett a sertések kolerájának, valamint száj- és körömfájásának kórokozóit is. Az egysejtűek által okozott betegségek közül Afrikában például a nyugat- és kelet-afrikai álomkór (Tripanosoma gambiense, Tripanosoma rhodesiense) bögölyök általi terjesztése okozza a legtöbb problémát. Közegészségügyi szempontból a bögölyök fonálféreg átvitele a legjelentősebb: Az általuk is terjesztett Filariidae fonálféreg családba sorolt élősködők (például a vándorfilária, azaz Loa loa) több mint 200 millió ember életét keserítik meg évről évre, főként Afrikában. A különféle fertőző betegségek kórokozóinak gyors és nagy területre való elterjesztésében különösen az a tény fokozza a bögölyök veszélyességét, hogy igen jó repülők, és akár 100 km-t megközelítő távolságokat is képesek repülve megtenni.

(A) Bögölytámadást jelző fehér nyilak. (B) vérszívó bögöly és körülötte táplálkozó egyéb legyek (fotó: Kriska György)

A lovak a bögölyök állandó zaklatásától lefogyhatnak, és idejük tetemes részét azzal tölthetik, hogy testfelületükről megpróbálják elzavarni a vérszívó bögölyöket. Ráadásul lovaglás alatt a folyamatos bögölycsípések által keltett fájdalom miatt a ló viselkedése annyira megváltozhat, hogy akár le is dobhatja a nem kellően gyakorlott lovasát. A szarvasmarháknál, ha sok bögöly lepi el a csordát, gyakran tapasztalható az állatok súlygyarapodási ütemének mérséklődése és tejhozamuk csökkenése is, napi vérveszteségük pedig akár 200-300 cm³ is lehet. Emellett a bögölyök csípései maradandó hegeket is okoznak a gazdaállatok bőrén, amelyek csökkentik a levágásra kerülő állat cserzendő bőrének értékét. A bögölyök gyakran szívnak vért friss vagy már bomlásnak indult állattetemekből is. A mindezek miatt felmerülő egészségügyi és gazdasági károk okán a bögölyöket elpusztító csapdákra nagy a kereslet, különösen az állattartók körében.

Lovak lóruhában (Fotó: Kriska Ferenc)

A lovasboltokban speciális, könnyű anyagból, például neccből készült lótakarókat ajánlanak a bögölycsípések ellen, aminek le- és felvétele azonban sok időt igényel, különösen népesebb ménesek esetén. Emellett rengetegféle lóra fújható és kenhető folyadékkeverék is kapható, amelyek a fokhagymától kezdve a citromfüvön át az almaecetig a legkülönbözőbb összetevőkből állhatnak. Csakhogy egy idő után a ló a leghatásosabb szereket is leizzadja, illetve annak hatóanyagai előbb-utóbb elpárologhatnak.

Egy másik megközelítés szerint nem magát az állatot kell kevésbé vonzóvá tenni, hanem a bögölyök számára kell a lovakhoz, marhákhoz képest még hívogatóbb célpontot találni. A bögölyök csapdázására például az egyik leggyakoribb hagyományos módszer az úgynevezett Manitoba-csapda, melyet itthon kevesen használnak, de külföldön meglehetősen elterjedt. Az eszközt a kanadai Manitoba államban találták fel mintegy száz évvel ezelőtt, amikor észrevették, hogy sok nőstény bögöly telepszik a felbocsátás előtti fekete meteorológiai léggömbökre. A Manitoba-csapda ezért egy hasonló, fényes fekete gömbből és egy felette elhelyezett, tölcsérszerűen szűkülő, világos színű sátortetőből áll. A fekete gömb feladata, hogy optikai tulajdonságaival (a visszavert fény intenzitásával és színével, a tárgy mozgásával) nagy távolságból odavonzza a bögölyöket. Amikor ezután a rovarok észreveszik, hogy becsapták őket, mert még sincs ott melegvérű állat, ahol azt korábban sejteni vélték, akkor felfelé szállva megpróbálják elhagyni a helyszínt. Ekkor azonban felfelé terelődnek a vászontölcsérbe, amelynek végén egy műanyag tároló megfogja őket, jellemzően csak a nőstényeket. A csapdák hatékonysága bögölycsalogató vegyszerekkel (szén-dioxid, ammónia, fenol vagy aceton) növelhető.

Más területeken az Nzi-csapdát alkalmazzák széles körben, melynek csalitárgya egy nagy, sötétkék, fekete és fehér részekből összeálló sátor, ami szintén a terelés eszközével ejti foglyul a rovarokat. Ez elsősorban cecelegyek ellen vethető be, de bögölyök ellen is hatásos. E sátras csapdák közös tulajdonsága, hogy szinte kizárólag olyan nőstény bögölyöket fognak, amelyek vérszívásra alkalmas gazdaállatot keresnek, hiszen a fényes fekete csaligömb ezen állatokat imitálja számukra. Az alábbi ábrán néhány jellegzetes bögölycsapdát láthatunk 3 fő típusba sorolva.

Különböző bögölycsapdák. 1. sor: Terelőfelületes csapdák. (A) A Malaise-csapda a különböző alakú fekete tárgyakhoz vonzott repülő bögölyöket ejti csapdába terelőfelületei segítségével. (B) E csapdánál a fekete terelőlapok által odavonzott és azoknak nekirepülő bögölyöket vízzel teli edények ejtik foglyul. 2. sor: Kémiailag vonzó sátoros csapdák. (C) Egy szürke-fekete sátoros csapda. (D) Egy fehér-kék sátoros csapda. (E) Egy fehér-fekete sátoros csapda. 3. sor: Optikailag vonzó sátoros csapdák. (F) A Manitoba-csapda egy áttetsző műanyag fóliából készült sátorból és egy fölfüggesztett fekete gömbből áll. (G) A Manning-csapda egy fölfüggesztett fehér hálóból készült tölcsérből és egy fekete gömbből áll. (H) A Manning csapdához hasonló H-csapda. (I) A HorsePal-csapda egy fekete gömbből és a fölötte lévő szögletes sátorból áll. (J) Egy fehér-fekete doboz-csapda fölfüggesztett fekete gömbbel

Az első típus csapdái úgy fogják meg a bögölyöket, hogy azok repülésük során véletlenül belerepülnek. E csapdák vagy egy sátorszerűen kifeszített hálóból és a megfogott bögölyöket tároló edényből állnak (A ábra), vagy pedig függőleges merev lapokból, melyekhez folyadékkal töltött edények csatlakoznak. Ez utóbbiak szerepe a terelőlapoknak nekirepülő és leeső bögölyök csapdába ejtése (B ábra). E csapdák vonzóképességét kifejlesztőik általában valamilyen csalitárggyal igyekeznek megnövelni. A csalitárgy lehet egy fényes fekete (általában gömbölyű) forma (A ábra), vagy a fényes fekete függőleges csalifelület egyben bögölyterelő lapként is működhet (B ábra).

A különböző vegyi anyagokkal csábító bögölycsapdák (C, D, E ábrák) sátorszerű szerkezetek egy kis tárolóedénnyel fölszerelve, mely utóbbiban a bögölyöket vonzó vegyszert (pl. széndioxidot, ammóniát, acetont, oktanolt, szarvasmarha vagy ló vizeletét) helyeznek el. A csalifelületet a sátor külső felszíne képezi, aminek felső része többnyire világos (fehér vagy világos szürke), az alsó része pedig sötét színű (általában sötét szürke vagy fekete, ritkábban kék). A sátor messziről vizuálisan odavonzza a bögölyöket, aztán a vegyi anyag a sátor alá csalja őket. Mivel a sátor felső része világosabb, a sátor alá repült bögölyök fölfelé repülnek, vagy másznak a pozitív fototaxisuknak köszönhetően. A sátor alakja tölcsérszerűen bevezeti a bögölyöket a csapda tetején lévő üveg vagy műanyag dobozba, amiben a vegyszer található.

Az optikailag vonzó sátoros csapdák (F, G, H, I, J ábrák) egy sátorból és az alája fölfüggesztett csalitárgyból állnak. Az optikai tulajdonságai (a visszavert fény intenzitása és színe, a csali mozgása) miatt a csali nagy távolságból is magához vonzza a bögölyöket. Mikor az odavonzott bögölyök rászállnak a csalira és érzékelik, hogy az nem egy lehetséges gazdaállat, fölfelé kezdenek repülni, miközben a sátor tölcsérszerű csúcsa bevezeti őket egy üveg vagy műanyag tárolóba, ahol csapdába esnek. Csalitárgyként általában egy nagy fényes fekete golyót használnak, amit a szél szabadon lengethet.

E csapdák közös vonása, hogy a bögölyöket egy fényes fekete tárggyal és/vagy felülettel vizuálisan vonzzák. Általánosan elfogadott, hogy e fekete tárgy (i) a gazdaállatoknak az égbolt világos háttere előtti sötét körvonalát utánozza, (ii) a szélben való lengése pedig a gazdaállat mozgását utánozza. A bögölycsapdákban leggyakrabban használt csalitárgy egy fényes fekete gömb (pl. egy feketére festett strandlabda).

A fényes fekete csalitárgyak vonzó hatásának elterjedt magyarázata több szempontból is megkérdőjelezhető: Egyrészt a természetes gazdaállatok (elsősorban nagytestű növényevők) külső testfelszíne általában nem fényes fekete. Másrészt pedig a csalitárgy vonzóképessége szélcsendben is megmarad, mikor a tárgy mozdulatlan. Nem világos az sem, hogy a csalitárgynak miért kell fényesnek lennie. Habár a fényes fekete labda vonzóképessége egyértelmű kísérleti tény, a vonzó hatás igazi oka nem tisztázott. Ha sikerül e vonzó hatás pontos okát feltárni, lehetőség nyílhat a bögölycsapdák vizuálisan vonzó elemének a hatékonyságát is megnövelni.

A hím és nőstény bögölyök vízszintesen poláros fényhez való vonzódása (pozitív polarotaxis) alapján azt feltételeztük, hogy a fényes fekete labdához, a csalitárgyhoz azért vonzódnak a bögölyök, mert ez vízszintesen poláros fényt ver vissza. Különböző alakú fényes fekete objektumok polarizációs mintázatát kimérve viszont azt tapasztaltuk, hogy a fényes fekete labdának csak egy kisebb alsó és felső része tükröz vízszintesen poláros fényt.

Bögölycsapdák különböző csalifelületeinek tükröződési polarizációs mintázata. (A) Egy hagyományos sátoros csapda fényes fekete gömbből álló csalival. (B-D) Három eltérő száraz, fényes fekete csalifelület (B: gömb, C: tórusz, D: lapos csonkakúp). (E) A 2. kísérletben használt három száraz, fényes fekete tesztfelület (gömb, tórusz, vízszintes négyzet). A polarizációs mintázatokat képalkotó polarimetriával mértük a spektrum zöld (550 nm) tartományában. A csapdafelületeket közvetlen napfény és a tiszta égbolt fénye világította meg. 1. sor: színes képek. 2. sor: a lineáris polarizációfok. 3. sor: polarizációirány. 4. sor: a piros vonalak a különböző felületekről visszavert fény elektromos térerősségvektorának (E-vektorának) irányát jelzik. 5. sor: piros szín jelöli a csalifelületek azon részeit, melyek vizuálisan vonzóak a polarotaktikus bögölyök számára. Az e részekről tükröződő fény polarizációfoka (p) nagyobb a polarizácós ingerküszöbnél (20%), és a polarizációirány 10o-nál kisebb szöggel tér el a vízszintestől (Fotó: Horváth Gábor)

A fenti egy hagyományos fényes fekete labdával ellátott sátoros bögölycsapda és három különböző fényes fekete csalitárgy (golyó, tórusz, vízszintes lap) polarizációs mintázatai hasonlíthatók össze. Az ábra 2. sorában azt láthatjuk, hogy a csalitárgyak mely részei (egy kis terület a golyó alsó és felső részén, egy keskeny gyűrű a tórusz tetején, és a vízszintes lemez teljes területe) vernek vissza erősen poláros fényt (az ábrán sötét szürkével kódolva), ami a polarotaktikus bögölyök vonzásának egyik feltétele. A vonzás másik feltétele, hogy a visszavert fény polarizációiránya ne térjen el jelentősen a vízszintestől. Az ábra 3. sorában ezek a területek világos zöld és világos lila színekkel vannak kódolva. Látszik, hogy a golyónak csak az alsó és felső részén lévő kicsiny terület, a tórusznak a tetején lévő keskeny gyűrű alakú terület, míg a vízszintes lemez teljes területe vízszintes vagy ahhoz közeli polarizációjú fényt ver vissza. Mivel éppen e régiók vernek vissza nagy polarizációfokú fényt, ezért ezek azok a területek, melyek vonzóak a polarotaktikus bögölyök számára. A 3. ábra 5. sorában pirossal vannak jelölve azon területek, ahol a polarizációfok meghalad egy küszöbértéket (20%) és a polarizációirány vízszintestől való eltérése nem halad meg egy másik küszöbértéket (10^o).

Mindezek alapján úgy gondoltuk, hogy jelentős mértékben javíthatjuk az optikailag vonzó sátras csapdák (Manitoba-, Manning-, H-, HorsePal-csapdák) hatékonyságát, ha nagy felületű vízszintesen poláros fényt tükröző csalitárgyra cseréljük le a bennük található fényes fekete labdát.

Horváth Gábor a továbbfejlesztett sátras bögölycsapdával (fotó: Kriska György)

A csalitárgyról felröppenő bögölyöket a sátor falai felfelé terelik a csúcson elhelyezett gyűjtőedény alsó nyílásai felé (Fotó: Kriska György)

Továbbfejlesztett csapdánk kipróbálására Balatonfenyvesen egy lovastanyán került sor. Az első napon két sátras bögölycsapdát  állítottunk itt fel 15 órakkor. A sátrakat négy órával később 19 órakkor bontottuk le. Az egyiket a bögölyök támadásának leginkább kitett karámtól 3 méterre, a másikat pedig ettől a helytől mintegy 100 méterre helyeztük el a telep kerítése mellett. A csapdákat árnyékos helyen állítottuk fel, de bizonyos időszakokban a csapdákat napsütés érte. Mindkét csapdától 20-30 méterre magaskóróssal sűrűn benőtt ingoványos terület helyezkedett el a birtok területén kívül.

(A) A felállított bögölycsapda. (B-C) A bögölycsapda felső, gyűjtő része  közelről és a csapda belsejéből nézve. (D-E) A háló belső részén ülő bögölyök. (F-G) A vászonszegélyen ülő bögölyök. (H) Bögölyök és legyek a csapda gyűjtőrészében. (I) Fénypolarizátor nélküli kontrollcsapda (Fotó: Kriska György)

Mindkét csapda a felállítás után 10-15 perccel már sikeresen csapdázott bögölyöket. A rovarok a csapda tüllsátra alatt vízszintesen elhelyezett fényes fekete koronghoz repültek, amelynél vízérintő viselkedést mutattak – repülés közben többször érintették a felületet, majd leszálltak rá. A felszínt 0,5-2 perc múlva hagyták el és ha ekkor nem túlságosan alacsony szögben repültek el, akkor beleütköztek a tüllsátor belső falába. A rovarok a háló különböző oldalainak repülve próbáltak szabadulni, miközben egyre inkább a sátor felső szűkülő részébe emelkedtek. Repkedésük során gyakran leszálltak a hálóra, illetve a hálós részek között elhelyezkedő vászon szegélyekre. A tüllsátor által befogott bögölyök többnyire 10-20 perc elteltével a csapda felső gyűjtőrészébe kerültek, ahonnan már nem tudtak kiszabadulni. A két csapda a 4 órás periódus alatt 20-30 bögölyt fogott. Alkonyatkor 18:30-után borússá vált az idő és ekkor jelentősen megnőtt a bögölyök száma amelyekből a csapda is többet (6-8) fogott be rövid idő alatt. Megfigyeléseink szerint a csapdázó képességet nem befolyásolta az, hogy a csapda az árnyékban, vagy napon helyezkedett-e el.

A második napon egy bögölycsapdát állítottunk fel a korábban már említett karám mellett és ettől 20 m-re szintén a karám mellett egy olyan csapdát állítottunk fel kontroll kísérletként, amely nem tartalmazta a csapda fénypolarizátorát, a fényes fekete korongot. A csapdákat 10 órakor helyeztük ki és 20 órakor bontottuk le. A teljes bögölycsapda 46 db bögölyt fogott a nap végére, míg a kontrollként felállított fénypolarizátor nélküli csapda egyet sem. Ez utóbbiban legyek és hártyásszárnyúak voltak nem túl nagy mennyiségben (15-20 db).

A kísérleti eredmények igen kecsegtetők, új típusú rovarcsapdánk nagyszámú hím és nőstény bögölyt fogott be. Az eredményeken felbuzdulva új módszerekkel csapdázó, folyadéktálcás és napelemes bögölycsapdák kifejlesztését kezdtük meg.

Forrás

Száz D., Herczeg T. (2013) A bögölyök (Tabanidae) polarotaktikus viselkedésével kapcsolatos tudományos ismeretek összefoglalása (review). Tájökológiai Lapok 11(1): 183-192

Terepkísérlet ember makettekkel Szokolyán (Fotó: Kriska György)

A testfestés igen elterjedt az afrikai, ausztrál, pápua új guineai és észak-amerikai bennszülött közösségekben. A barna bőrre fölvitt festésdíszítés zömére jellemző a fehér, sárga, szürke vagy drapp csíkokból álló mintázat. Ahol a testfestést alkalmazó emberek többsége él, ott bőségesen fordulnak elő bögölyök is, amelyek vérszívás céljából gyakran támadják meg az emberek fedetlen barna bőrét, miáltal súlyos betegségek kórokozóit terjeszthetik.

Afrikában élő bennszülött törzsek jellemző testfestési mintázatai. E törzsek földrajzi élőhelyét és a testfestések képének sorszámát az alábbi táblázat tartalmazza

Ausztráliában (21-37), Pápua Új Guineában (38-40) és Észak Amerikában (41-42) élő bennszülött törzsek tipikus testfestési mintázatai. E törzsek földrajzi élőhelyét és a testfestések képének sorszámát az alábbi táblázat tartalmazza

A testfestést alkalmazó emberi törzsek földrajzi élőhelyei (kontinens/sziget, régió), valamint a fenti ábrákon látható testfestési motívumok sorszámai

Mivel a zebrák és a bennszülött emberi törzsek testfestésének csíkjai hasonlóak, ezért föltételeztük, hogy a testfestés csökkenti a bögölytámadásokat. E hipotézist egy magyarországi terepkísérletben ellenőriztük, amiben eltérő testtartású, valamint különböző színű és mintázatú, ragasztóval bekent embermodellek (bábuk) bögölyvonzását vizsgáltuk.

Kriska György a beragacsozott ember makettekkel (Fotó: Horváth Gábor)

A testfestés során a bennszülöttek olyan könnyen hozzáférhető természetes anyagokat használnak, mint például agyagot, porított mészkövet és más világos színű ásványokat, hamut, állati zsírokat vagy növényi olajokat, tehéntrágyát és vizeletet, valamint különféle növényeket. Manapság e hagyományos anyagok közül néhányat mesterséges festékekkel és olajokkal helyettesítenek. A festéket kézzel, ággal vagy fűcsomóval viszik föl a testre. Habár e hozzávalók különböző színűek lehetnek, a mészkő, agyag, hamu és más világos színű ásványok magas arányának köszönhetően a testfestésre leggyakrabban használt színek a fehér, világos sárga, barna vagy szürke. Fehér festéket gyakran használnak például fiúk és lányok beavatási szertartásakor. Ezért a terepkísérletünkben egy sötét barna bábun fehér csíkos festett mintát használtunk.

Terepkísérletünket 2015. június 22. és augusztus 16. között végeztük Szokolya mellett egy réten, ahol végig számos bögölyfaj röpködött. A kísérletben homogén sötét barna, fehér csíkos sötét barna és drapp műanyag, ember alakú és nagyságú bábukat használtunk. A 4 cm széles, 10-50 cm hosszú, egymástól 4-5 cm-re lévő fehér csíkokat fehér olajfestékkel festettük az egyik sötét barna bábura, mely mintázat jól modellezte az afrikai és ausztrál csíkos testfestést.

A réten, egy facsoporttól 10 méterre egy hónapig a bábuk álló helyzetben voltak kihelyezve, majd 2-2 hétig a talajon hasonfekve, végül hanyattfekve. Napközben, derült időben a bábukat sok óráig közvetlen napfény érte, míg dél körül néhány órára egy közeli facsoport árnyékot vetett rájuk.

A terepkísérletben használt homogén barna, drapp és fehér csíkos barna embermodellek álló (A), hason fekvő (B) és hanyatt fekvő (C) helyzetben. (D-F) A bábuk ragadós felszíne számos rovart fogott, különösen legyeket, amelyek nagy hányada bögöly volt. (G-I) Csapdába esett bögölyök a fehér csíkos barna (G), drapp (H) és homogén barna (I) modellek ragadós felületén (Fotó: Kriska György)

A bábuk felszínét a kísérlet teljes ideje alatt átlátszó, színtelen és szagtalan ragasztóréteg fedte, amit hetente frissítettünk. Mivel a ragadós bábuk számos más rovarfajt (főként legyeket) is fogtak, ezért minden második nap begyűjtöttük róluk a csapdázot bögölyök tetemeit, majd az 1 mm-nél nem kisebb összes többi rovartetemet eltávolítottuk. A csapdázott bögölyök (Atylotus loewianus, Tabanus tergestinus, T. bovinus, T. maculicornis, T. bromius, Haematopota pluvialis) ivarát az alapján határoztuk meg, hogy összeér (hím), vagy nem ér össze (nőstény) a két összetett szem a fej tetején. A helyhatás kiküszöbölése érdekében a bábuk sorrendjét minden második nap véletlenszerűen fölcseréltük. Miután a ragasztó napsütésben megfogta a bögölyöket, a fölmelegedett ragasztó viszkozitáscsökkenése miatt néhány rovartetem lecsúszott a napsütötte, meleg bábukról. Ezért az alattuk a talajon talált bögölytetemek számát is hozzáadtuk a megfelelő bábukon gyűjtöttekéhez.

Horváth Gábor kiméri az ember makettek polarizációs mintázatait (Fotó: Kriska György) 

Mivel a bögölyök polarotaktikus rovarok, vagyis vonzódnak a lineárisan poláros fényhez, ezért képalkotó polarimetriával mértük a bábuk polarizációs mintázatait a spektrum vörös (650 nm), zöld (550 nm) és kék (450 nm) tartományában.

A terepkísérletben használt álló embermodelleknek a spektrum kék (450 nm) tartományában képalkotó polarimetriával mért polarizációs mintázatai. A napsütötte ragadós fehér csíkos barna (A), drapp (B) és barna (C) álló bábuk fényképe, valamint d polarizációfokának és a függőlegestől az óramutató járásával megegyező irányban mért a polarizációszögének mintázatai, amikor a polariméter optikai tengelye vízszintes volt (Fotó: Horváth Gábor)

Képalkotó polarimetriai méréseinkkel megállapítottuk, hogy a barna bábu és a fehér csíkos bábu barna felületrészei voltak a legpolárosabbak. A drapp báburól visszavert fény kevéssé volt poláros, míg a fehér csíkokról visszaverődő fény lényegében polarizálatlan volt. A visszavert fény polarizációfoka a spektrum kék (450 nm) tartományában volt legnagyobb, legkisebb pedig a vörösben (650 nm). A visszavert fény polarizációiránya folyamatosan változott a bábuk felületének görbületével, mindig merőleges volt a megfigyelő, a fényvisszaverő pont és a legnagyobb intenzitású fényforrás (nap, ég) által alkotott visszaverődési síkra. A polarizációfok mintázatával ellentétben a polarizációirányé a fény hullámhosszával alig változott.

A fekvő embermodellek polarizációs mintázatai. Mint az előző ábra, de most a füves földön hason fekvő ragadós árnyékos bábuk esetén, amikor a polariméter optikai tengelyének vízszintessel bezárt szöge -35^o volt és párhuzamos a modellek hossztengelyével (Fotó: Horváth Gábor)

Amikor a bábuk álltak, kizárólag nőstény bögölyöket fogtak. E pózban a barna bábu csapdázta a legtöbb bögölyt, a teljes fogásszám 72 %-át, a drapp bábu 18,5 %-ot fogott, és a legkevésbé vonzó a fehér csíkos barna bábu volt, ami a bögölyöknek csak 9,5 %-át csapdázta. A barna bábu 8-szor volt szignifikánsan vonzóbb a bögölyök számára, mint a fehér csíkos. A drapp bábu 2-szer volt vonzóbb a fehér csíkos barna bábunál (ami nem szignifikáns különbség), míg a barna bábu 4-szer volt vonzóbb a drappnál (szignifikáns különbség).

A fehér maketten csapdázódott nőstény bögölyök (Fotó: Kriska György)

Amikor a bábuk a földön hason vagy hanyatt feküdtek, hím és nőstény bögölyöket egyaránt fogtak. Fekvő pózban szintén a barna bábu volt a legvonzóbb: a teljes fogás 83 %-át (hasonfekve), illetve 90,4 %-át (hanyatt fekve) csapdázta. A legkevésbé vonzó a fehér csíkos bábu volt (2,6, illetve 5,8 %), míg a drapp a kettő között, 7, illetve 11,2 %-ot fogott. A barna bábu 14-szer (hason fekve) és 35-ször (hanyatt fekve) több bögölyt fogott, mint a csíkos (szignifikáns különbség). A drapp bábu 2-szer (hasonfekve) és 3-szor (hanyatt fekve) fogott több bögölyt a csíkosnál (nem szignifikáns). A barna bábu 7-szer (hasonfekve) és 13-szor (hanyatt fekve) volt vonzóbb a drappnál (szignifikáns különbség). A nőstény:hím arány a hason/hanyatt fekvő barna bábu esetén 1,8/2,1 volt, míg ugyanezen arányok a drappnál 2,5/3,5 és a fehér csíkosnál 2,5/3,5 voltak.

Az egyes bábuk által fogott bögölyök számának összegét tekintve, a homogén barna, drapp és fehér csíkos barna bábu 77,1, 15,2 és 7,7 %-át fogta a bögölyöknek, míg a nőstény:hím arány 6, 14 és 15 volt. Mindent összevéve, a barna bábu 10-szer vonzóbb volt a bögölyök számára, mint a fehér csíkos (szignifikáns különbség). A drapp bábu 2-szer olyan vonzó volt, mint a fehér csíkos (nem szignifikáns), míg a barna modell 5-ször több bögölyt vonzott, mint a drapp (szignifikáns).

Ezen eredményekből megállapítható, hogy a barna emberi bőr fehér csíkos festésének egyik pozitív hatása, hogy jelentős vizuális védelmet nyújt a vérszívó bögölyök ellen, mivel szignifikánsan kevesebb bögöly támadja meg az ilyen testfestésű barna bőrű embereket, mint a homogén sötét barnákat. A barna emberek fehér csíkos testfestése feleannyi bögölyt vonz, mint a homogén drapp test.

Beragacsozott ember makettek Szokolyán (Fotó: Kriska György)

Forrás

Horváth Gábor, Pereszlényi Ádám, Susanne Åkesson, Kriska György (2019) Csíkos védelem a vérszívók ellen: bennszülöttek testfestésének áldásos parazitaellenes hatása. Természet Világa 150 (9): 390-396

Tarka tehén és pej ló (Fotó: Kriska György)

A szarvasmarhák kültakarójának mintázata változatos, kezdve a homogén fekete vagy barna színűtől, a barna-fehér, illetve fekete-fehér foltoson át, az egységesen fehér vagy szürke színűig. Az állattenyésztők elsődleges célja a marhafajták gazdaságilag fontos tulajdonságainak, mint például a tej- és húshozam vagy a parazitákkal, valamint az időjárással szembeni ellenálló-képesség maximalizálása, miáltal a szőrzet színe és foltossága csak másodlagos szempont.

Ahogyan azt korábban bemutattuk, az egyszínű lovak kültakarójának világossága összefüggésben van bögölyvonzó-képességükkel: A fehér lovak kevesebb vérszívó bögölyt vonzzanak, mint a feketék vagy barnák. E jelenség részben a lószőrök fénypolarizáló-képességével és a bögölyök pozitív polarotaxisával magyarázható.

A bögölyök támadásai a szarvasmarhákat is erősen zavarhatják, minek eredményeként kevesebbet legelnek a nap folyamán, így testtömegük és tejtermelésük erősen lecsökken. Egy bögölyök számára nem vonzó kültakaró tehát megfelelő világossággal, színnel és mintázattal minimalizálhatja a bögölyvonzó-képességet, ami előnyös lenne ezen gazdaállatok számára.

A böglyök gazdaállathoz való vonzódása nemcsak a világos (szürke vagy fehér) kültakaróval csökkenthető, hanem a kültakaró megfelelő mintázatával is. Kiderült például, hogy a zebrák fekete-fehér csíkos mintázata hatékony védelmet nyújt a bögölyök támadásai ellen, mert a bögölyvonzó-képesség drasztikusan csökken a csíkszélesség csökkenésével.

A szarvasmarhák kültakarójának mintázata sokféle, kezdve a homogén fekete (A) vagy barna színűtől (B), a barna-fehér (C), illetve fekete-fehér foltoson (D, E) át, az egységesen fehér vagy szürke színűig (F). Foltos kültakarójú emlősök. (G) Amerikai foltos ló. (H) Magyar foltos ló. (I) Pöttyös őz (Axis axis). (J) Zsiráf (Giraffa camelopardalis). (K) Mexikói földimókus (Spermophilus mexicanus). (L) Tigris quoll (Dasyurus maculates). (M) Közönséges petymeg (Genetta genetta). (N) Foltos hiéna (Crocuta crocuta). (O) Gepárd (Acinonyx jubatus)

A kültakaró foltos mintázata szintén elterjedt az emlősök között, melyek közül emblematikus például a „magyar tarka” szarvasmarha fogalma, de említhetnénk az északon előforduló egyik legrégebbi svéd marhafajtát is, melynek fekete foltokkal tarkított fehér szőre van. A foltos emlősök nagy változatossága és a zebrák csíkos mintázatának bögölyökre kifejtett kicsi vizuális vonzóképessége adta az ötletet, hogy tanulmányozzuk a kültakaró foltjainak mérete s száma és a bögölyvonzó-képesség közti összefüggést is.

Horváth Gábor foltos borjúbőr bögölyvonzóképességét vizsgálja (Fotó: Kriska György)

2010 és 2011 nyarán egy szokolyai lovastanya melletti mezőn négy, hónapokig tartó terepkísérletet végeztünk el, melyek során foltos tesztfelületek polarotaktikus bögölyökre kifejtett vonzó hatását vizsgáltuk, továbbá képalkotó polarimetriával mértük e felületek, valamint élő szarvasmarhák és foltos marhabőrök polarizációs mintázatait.

Kriska György a foltos tesztfelületekkel (Fotó: Horváth Gábor)

Az 1. kísérletben négy fehér műanyag lapot (1 m × 1 m) állítottunk fel függőlegesen a mezőn, egymástól 5 m-re. E fehér lapokra 1, 4, 16 és 64 darab, közel 8-as formájú, barna foltot ragasztottunk úgy, hogy a fehér és barna felületek nagysága azonos volt. E foltos felületeket átlátszó, szagtalan, színtelen és időjárásálló ragasztóval kentük be, ami csapdába ejtette a rájuk szálló rovarokat, melyek közül a böglyöket (Tabanus tergestinus, T. bromius, T. bovinus, T. autumnalis, Atylotus fulvus, A. loewianus, A. rusticus, Haematopota italica) rendszeres időközönként leszámoltuk. A ragasztóréteget hetente frissítettük, mikor a foglyul ejtett összes rovart eltávolítottuk, és a tesztfelületek sorrendjét véletlenszerűen változtattuk.

Horváth Gábor a vízszintesen kihelyezett tarka tesztfelületekkel (Fotó: Kriska György)

A 2. kísérletben szintén a ragadós tesztfelületek által csapdába ejtett böglyöket számoltuk, itt azonban a tesztfelületeket a felszínen vízszintesen helyeztük el, 100 m-re az 1. kísérlettől.

Az 1. és 2. kísérletben a ragadós barna foltok 1,4-3,7-szer annyi böglyöt fogtak, mint a tesztfelületek fehér részei. Úgy a vízszintes, mint a függőleges tesztfelületeknél a fogott böglyök száma rohamosan csökkent a barna foltok számának növekedésével és méretük csökkenésével: Az 1-foltos függőleges V1 tesztfelület 2,1-szer annyi böglyöt fogott, mint a 4-foltos függőleges V4 felület, ami 28-szor annyi böglyöt csapdázott, mint a 16-foltos V16, mely 3,5-szer annyi böglyöt fogott, mint a 64-foltos V64 felület. A vízszintes foltos tesztfelületek által fogott böglyök számaránya a következő volt: H1/H4 = 1,2, H4/H16 = 5, H16/H64 = 1,3. Az 1-foltos és 64-foltos felületek által csapdázott böglyök számaránya V1/V64 = 208,9 és H1/H64 = 8,2 volt. Tehát a 64-foltos V64 és H64 felületek voltak a legkevésbé vonzóak a böglyök számára.

Báhidszki Lea és Blahó Miklós megtisztítja a ragacsos tesztfelületet a bögölytetemektől (Fotó: Kriska György)

Ebből az a következtetés vonható le, hogy minél foltosabb a célpont (gazdaállat), annál kevésbé vonzó a böglyöknek. Ez egy korábban nem ismert előnye a kültakaró foltos mintázatának olyan helyeken, ahol a böglyök nagy számban fordulnak elő.

Az 1. és 2. kísérletben használt barnafoltos fehér ragadós tesztfelületek fehér részei gyengén és gyakran függőleges vagy ferdén poláros fényt vertek vissza, míg a barna foltok erősen és többnyire vízszintesen poláros fényt tükröztek. Habár a barna foltok összterülete azonos volt mindegyik tesztfelületnél, az erősen polarizáló barna részek növekvő feldarabolódásának eredményeként a bögölyvonzó-képesség drasztikusan csökkent.

Horváth Gábor és Egri Ádám tehénmakettek helyez ki Szokolyán (Fotó: Kriska György)

Egri Ádám Blahó Miklós és Kriska György a kihelyezett tehénmakettekkel  (Fotó: Horváth Gábor)

A 3. kísérletben öt borjú nagyságú műanyag marhamakettet helyeztünk ki a mezőre, egymástól 5 m távolságra. Az egyik makett fehér, a másik barna, a többi három pedig fehér alapon barna foltos volt úgy, hogy a fehér és barna felületek nagysága megegyezett. Az első foltos maketten 8, a másodikon 16, a harmadikon pedig 64 folt volt. E maketteket rovarfogó ragasztóval kentük be, hetente leszámoltuk az általuk csapdázott böglyöket, eltávolítottuk a rájuk ragadt rovarokat, frissítettük a ragasztót és véletlenszerűen módosítottunk a sorrendjükön.

8 foltos tehénmakett  (Fotó: Kriska György)

A 3. kísérletben a homogén barna marhamakett volt a legvonzóbb, a bögölyök 55,6 %-át csapdázva. A 8-foltos, a homogén fehér, a 16-foltos és a 64-foltos makett rendre a bögölyök 25,8 %-át, 9,2 %-át, 7,8 %-át és 1,6 %-át fogta. A 8-, 16- és 64-foltos makettek barna foltjaira 2,3-, 1,6- és 2,3-szor több bögöly ragadt, mint a fehér felületrészekre. Ezen eredmények tovább erősítették a következtetésünket, miszerint kisebb és számosabb foltokkal rendelkező, foltosabb gazdaállatok kevésbé vonzzák a bögölyöket.

A tehénmaketteken csapdázódott bögölyök  (Fotó: Kriska György)

A 4. kísérletben alkalmazott, emberi szemmel nézve homogén sötétszürke tesztfelületek polarizációs mintázatát láthatóvá tehetjük a fényképezőgép objektívje elé helyezett lineáris polárszűrővel (Fotó: Kriska György) 

A 4. kísérletben fehérre festett falapokra (43 cm × 43 cm) lineáris polárszűrő fóliákat szegecseltünk. Két tesztfelületnél a fehér falapot fedő (43 cm × 43 cm) polárszűrőbe 16 darab kis ablakot vágtunk, az elsőnél 90°-kal elfordítva, a másodiknál pedig változatlan irányítással szegecseltük vissza ezen ablakokat. A harmadik tesztfelületnél a fedő polárszűrőbe 4 nagyobb ablakot vágtunk, melyeket 90°-kal elfordítva szegecseltünk vissza. Ily módon olyan tesztfelületekhez jutottunk, amelyekről visszaverődő fénynek homogén volt az intenzitás- és színmintázata (egységesen sötét szürke), valamint a polarizációfok-mintázata (egységesen 100 % körüli). Az elsőnél és a harmadiknál azonban a polarizációirány-mintázat foltos volt, amennyiben a 16, illetve 4 ablakban a polarizációirány merőleges volt a polárszűrő többi részének polarizációirányára. A második tesztfelületnél a polarizációirány-mintázat homogén volt, mert a 16 ablak polarizációiránya párhuzamos volt a polárszűrő többi részének polarizációirányával.

A 4. kísérletben használt tesztfelületek polarizációs mintázatai a spektrum kék (450 nm) tartományában képalkotó polarimetriával mérve. S16-: 16-foltos poláros felület, ahol a foltok polarizációiránya párhuzamos a lineáris polárszűrő többi részének polarizációirányára. S16+: 16-foltos poláros felület, ahol a foltok polarizációiránya merőleges a lineáris polárszűrő többi részének polarizációirányára. S4+: 4-foltos poláros felület, ahol a foltok polarizációiránya merőleges a lineáris polárszűrő többi részének polarizációirányára (Fotó: Horváth Gábor)

E három különböző tesztfelületből két csoportot gyártottunk. Az egyik csoportot vízszintesen a talajra helyeztük, tagjait egymástól 1 m-re, a másikat pedig függőlegesen rögzítettük a talaj felett 1 m magasságban, tagjait 1 m-re egymástól. A vízszintes és függőleges csoport között 1 m volt a vízszintes távolság. Mindegyik felületet rovarfogó ragasztóval kentük be, hetente leszámoltuk az általuk csapdába ejtett böglyöket, eltávolítottuk a rájuk ragadt rovarokat, frissítettük a ragasztót, s véletlenszerűen változtattuk a sorrendjüket.

Horváth Gábor és Kriska György a 4. terepkísérlet során, Szokolyán kihelyezett poláros tesztfelületekkel  (Fotó: Kriska György és Horváth Gábor)

A 4. kísérletben a homogén intenzitás-, szín-, polarizációfok- és polarizációirány-mintázattal bíró, vízszintes és függőleges H-S16- és V-S16- tesztfelületek voltak a legvonzóbbak, a bögölyök 51,4 %-át, illetve 54 %-át csapdázva. A polarizációirány-mintázatban 4-folttal rendelkező, máskülönben pedig homogén vízszintes H-S4+ és függőleges V-S4+ tesztfelületek a bögölyök 31,5, illetve 29,5 %-át fogták, míg a polarizációirányban 16-foltos H-S16+ és V-S16+ felületek 17,1 %-ot, illetve 16,5 %-ot. A vízszintes H-S16-, H-S4+ és H-S16+ tesztfelületek vonzóbbak voltak a bögölyöknek, mint a megfelelő függőleges V-S16+, V-S16- és V-S4+ felületek.

A 4. kísérletben használt függőleges és vízszintes ragadós tesztfelületek által csapdázott böglyök N száma. S16+: 16-foltos poláros felület, ahol a foltok polarizációiránya merőleges a lineáris polárszűrő többi részének polarizációirányára. S4+: 4-foltos poláros felület, ahol a foltok polarizációiránya merőleges a lineáris polárszűrő többi részének polarizációirányára. S16-: 16-foltos poláros felület, ahol a foltok polarizációiránya párhuzamos a lineáris polárszűrő többi részének polarizációirányára

Ezen eredményekből kiderült, hogy egy, a polarizációirányban foltos, de máskülönben homogén céltárgy annál kevésbé vonzó a polarotaktikus bögölyök számára, minél kisebb és több folttal rendelkezik. Mindez jól mutatja, milyen fontos szerepet játszik a fénypolarizáció is a foltos kültakarójú gazdaállatok bögölyvonzó-képességében.

Egy napsütötte fekete tehén képalkotó polarimetriával a spektrum kék (450 nm) tartományában mért polarizációs mintázatai, mikor a polariméter optikai tengelye vízszintes volt, a Nap pedig a bal felső sarok irányából sütött. A kettősfejű nyilak a visszavert fény polarizációirányát mutatják az állat néhány testtáján (Fotó: Horváth Gábor)

A terepkísérletekben használt tesztfelületek optikai sajátságainak a szarvasmarhák hasonló mintázataival való összehasonlítása érdekében mértük marhabőrök és élő marhák polarizációs mintázatait. A fekete szarvasmarhák kültakarója polarizálta legerősebben a visszavert fényt, míg a barna, illetve világos szőrűeké csak mérsékelten, illetve gyengén. A szarvasmarhák nyaki, háti és fari részei vertek vissza vízszintesen poláros fényt, a többi testrészeik pedig függőlegesen vagy ferdén polárosat. A kültakaró barna részei sokkal jobban polarizálták a visszavert fényt, mint a fehérek. Polarizációs méréseinkből arra következtettünk, hogy a bögölyök gazdaállatainak különböző testrészei eltérő polarizációirányú fényt vernek vissza, és minél sötétebb a kültakaró, annál nagyobb a visszavert fény d polarizációfoka.

Tarkatehenek  (Fotó: Kriska György)

Terepkísérleteinkben megmutattuk, hogy a kültakaró optikai jellemzői közül a foltosság nem elhanyagolható tényező, mivel erős hatással van az emlősök bögölyvonzó-képességére, ami nagyban befolyásolja a betegségek kórokozóinak átvitelét, és csökkenti a tejtermelést, valamint a súlyt a kevesebb legelés miatt. Eredményeink szerint a kültakaró világosságbeli, színbeli és/vagy polarizációbeli foltossága szelekciós előnyt jelenthet az emlősök számára, mivel jelentősen lecsökkenti a bögölyökre kifejtett vonzást. Ugyanakkor nyilvánvaló, hogy nem ez az egyedüli evolúciós előnye a kültakaró foltjainak. Egy megfelelően foltos kültakaró szolgálhatja a rejtőzést is egy strukturált optikai környezetben, ami egyaránt fontos a ragadozóknak és zsákmányállatoknak.

Tarkatehenek  (Fotó: Kriska György)

ELLENŐRIZD A TUDÁSOD!

Forrás

Blahó M., Egri Á., Báhidszki L., Kriska Gy., Hegedüs R., S. Åkesson, Horváth G. (2012) A foltos kültakaró előnye. Természet Világa 143: 265-268

Kísérleti beállítás Szokolyán (Fotó: Kriska György)

A nőstény csípő szúnyogokhoz hasonlóan a vérszívó nőstény bögölyök is vizuális és szaglási jelek alapján keresik az emlős gazdákat. A bögölyök számára csíkos mintázatú objektumok (csalitárgyak) kevésbé vonzók, mint a homogén fehérek, barnák vagy feketék. Így a lecsökkent bögölyvonzó képesség lehet az egyik oka a patás állatok csíkos vagy foltos szőrzetének. A patás állatok leheletük révén szén-dioxidot bocsátanak ki, míg ammónia származik bomló vizeletüktől. Mivel a gazdakereső nőstény bögölyöket erősen vonzza a szén-dioxid és az ammónia is felmerül a kérdés, hogy a csíkok és foltok bögölytaszító hatását ellensúlyozhatják-e a bizonyos szagingerek.

Az 1. kísérletben használt ragacsos fehér (A, D), fekete-fehér csíkos (B, E) és fekete (C, F) gömbök (A-C) és hengerek (D-F). A ragadós tesztcélok elrendezése (G) ammóniával és (H) ammónia nélkül. (I) Műanyag palack, amelynek dugójában öt kis lyuk van, és ammóniaoldatot tartalmaz ammóniaforrásként (Fotó: Kriska György)

A kérdés megválaszolásához két terepi kísérletet végeztünk, amelyekben homogén fehér, fekete és fekete-fehér csíkos háromdimenziós tárgyak (gömbök és hengerek) és lómodellek bögölyvonzását tanulmányoztuk. Az 1. kísérletben különböző tárgyak vizuális bögöly vonzóhatását vizsgáltuk.

Ammóniaforrással kiegészített csalitárgyak (Fotó: Kriska György)

Az eredmények azt mutatták hogy a csíkos objektumok sokkal kevésbé voltak vonzóak a gazdát kereső nőstény bögölyök számára mint a homogén fehér vagy fekete célpontok, még akkor is, ha bögölycsábító szén-dioxidot és ammóniát bocsátottak ki. Bár a szén-dioxid és az ammónia növelte a vonzott bögölyök számát, ezek a vegyszerek nem győzték le a csíkos mintázat bögölytaszító hatását. Ez a kísérleti eredmény jól mutatja, hogy a csíkos testszőrzet mennyire erős vizuális védelmet jelent a vérszívó bögölyök támadásai ellen.

Homogén fekete, fekete-fehér csíkos és fehér háromdimenziós tárgyak Szokolyán (Fotó: Kriska György)

Csapdázott bögölyök a fekete csalitárgyakon (Fotó: Kriska György)

A fehér, fekete-fehér csíkos és fekete ragadós csalitárgyak által befogott nőstény bögölyök száma ammóniával és anélkül az 1. kísérletben. A hím bögölyök nem kerültek csapdába

 A 2. terepkísérletet július 2012-ben végeztük 10. és szeptember 12. között Szokolyán. A kísérletben két pár lómodellt használtunk. Mindegyik párban a fekete-fehér csíkos lómodellt, az úgynevezett álzebrát és a fekete lovat álló testtartásban helyeztük el a füves talajon és ezeket rovarfogó ragaccsal kentük be. Az egyik párost szén-dioxid és ammónia forrással is elláttuk, míg a másik páros közelében csak szén-dioxid forrás volt.

Fekete-fehér csíkos (A) és fekete (B) ragacsos lómodellek szén-dioxiddal és ammóniával a 2. kísérletben. (C) Az ammóniaforrás egy műanyag palack volt, a dugójában öt kis lyukkal, feltöltve ammónia oldattal. (D) A szén-dioxid egy gáztartályból származik. (E) A folyamatos szén-dioxis kibocsátást gázbuborékokkal ellenőriztük, amelyek akkor látszottak, amikor a gumicső végét egy palack vízbe helyeztük. (F) Szén-dioxiddal és ammóniával csalizott ragadós lómodellek elrendezése. (G) Csali nélküli ragadós lómodellek elrendezése (Fotó: Kriska György)

Horváth Gábor, Egri Ádám és Blahó Miklós felcsalizzák a fekete lómodellt (Fotó: Kriska György)

Az 1. és 2. kísérletben a ragadós csalitárgyak (gömbök és hengerek, lovak és álzebrák) csak nőstény bögölyöket fogtak be. Ebből és az optikai méréseinkből arra a következtetésre jutottunk hogy ezek a tárgyak vizuálisan jól utánozták a bögölyök gazdaállatait.

Az 1. kísérletben a legtöbb bögölyt a ragadós fekete csalitárgyak csapdázták: 89% (N = 622) ammóniával, és 90% (N = 773) ammónia nélkül. A fehér objektumok csak 7,4%-ot értek el (N = 52) ammóniával és 7,2%-ot (N = 62) ammónia nélkül. A kísérlet eredményei azt mutatják, hogy az ammónia jelenlétében is megmaradt a csalitárgyakra jellemző bögölyvonzóképesség.

A 2. kísérletben a ragacsos fekete lómakettek sokkal több bögölyt fogtak be, mint az álzebrák, függetlenül az ammóniától és a szén-dioxid ellátástól. Az ammóniával ellátott fekete ló modell 200 (88,5%), míg a szagtalan fekete ló modell 100 (95,2%) bögölyt csapdázott. Az ammóniával ellátott és szagtalan álzebrák viszont csak 26 (11,5%), illetve 5 (4,8%) bögölyt fogtak be. Az ammóniaforrás közelében álló álzebra lényegesen több bögölyt ejtett csapdába (26 db), mint a szagtalan álzebra (5 db). A 2. kísérletből arra a következtetésre jutunk, hogy bár az ammónia kibocsátás és a szén-dioxid növelte a fekete ló modellek vonzerejét az álzebrák továbbra is megőrizték bögölytaszító képességüket.

A fekete-fehér csíkos és fekete ragadós lómodellek által befogott nőstény bögölyök száma ammóniával és szén-dioxiddal vagy anélkül a 2. kísérletben. A hím bögölyök nem kerültek csapdába

Az 1. kísérletben használt ragacsos fehér csalitárgyak (gömbök és hengerek) gyakorlatilag polarizálatlan fényt vertek vissza, függetlenül a fényviszonyoktól (árnyékos vagy napsütötte). Ugyanez igaz volt a ragacsos csíkos csalitárgyak fehér csíkjaira is. Másrészt a ragacsos fekete csalitárgyak erősen lineárisan polarizált fényt tükröződtek Brewster-szögben. Ugyanez igaz a ragadós csíkos tárgyak fekete csíkjaira is. A 2. kísérletben használt ragacsos fekete és zebracsíkos lómodellek polarizációs jellemzői a csalitárgyakéhoz hasonlóak voltak. 

A 2. kísérletben használt napsütötte ragacsos fekete és fekete-fehér csíkos lómodellek képalkotó polariméterrel mért polarizációs mintázatai (Fotó: Horváth Gábor)

Kriska György, Horváth Gábor és Egri Ádám a felcsalizott álzebrával (Fotó: Blahó Miklós)

ELLENŐRIZD A TUDÁSOD!

Forrás

Blahó, M.; Egri, Á.; Száz, D.; Kriska, G.; Åkesson, S.; Horváth, G. (2013) Stripes disrupt odour attractiveness to biting horseflies: Battle between ammonia, CO2, and colour pattern for dominance in the sensory systems of host-seeking tabanids. Physiology and Behavior 119: 168-174

A zebrák legfeltűnőbb jegye a fekete-fehér csíkmintázatuk. A zebrák fején, nyakán és törzsén a csíkok nagyjából függőleges lefutásúak, míg megközelítőleg vízszintesek a hátoldalon és a lábakon. A leggyakoribb faj az alföldi zebra (Equus burchelli, 12 alfajjal), amely Afrika déli és keleti részén egyaránt elterjedt. Az állat farán kétoldalt 26 széles csík látható, amelyek közül néhány a has irányába elhajlik. A Grévy-zebra (E. grevyi) a legtermetesebb faj, amely mindkét oldalán közel 80, a test hossztengelyére merőleges lefutású csíkkal rendelkezik, és Etiópia és Kenya nyugati részének félsivatagos füvespusztáin él. A hegyi zebrának (E. zebra) két alfaja él Afrika dél-nyugati részén. E faj hasa fehér, és annak mindkét oldalán 55 csík található, amelyek közül három vízszintesen fut a hátsó combokon. Az 1800-as évek végén kipusztult kvagga (E. quagga) rendelkezett még részben csíkozott kültakaróval, amely a legkifejezettebben a fejen, a nyakon és a test elülső részén alakult ki, míg a hátulsó testfél és a hátsó lábak sötétbarnák voltak.

A zebrák csíkos mintázatának szerepe régóta vitatott kérdés. Wallace (1867) azt föltételezte, hogy a csíkoknak a magas fűben való rejtőzködésben van szerepe. Charles Darwin (1871), aki intenzíven foglalkozott a lovak és zebrák színének öröklődésével is, bírálta e magyarázatot, mivel a zebrák nem a növényzettel sűrűn benőtt területeken élnek, hanem inkább a nyílt szavannákon, ahol alacsony a fű. Számos további elmélet látott még napvilágot arra vonatkozóan, hogy milyen funkciói és esetleges evolúciós előnyei lehetnek a zebrák fekete-fehér csíkmintázatának. Az egyes hipotéziseket Ruxton (2002) és Caro (2009) alapján foglaljuk össze:

Látszólagos méretnövekedés: A csíkok, egy vizuális illúzió révén, nagyobbnak láttathatják a zebrát a valóságos méreténél. Ez az illúzió előnyt jelenthet a zebrák számára a ragadozóikkal szembeni védekezés során.
Láthatóság csökkenése gyér fényviszonyok mellett: Gyengébb megvilágítási körülmények között (alkonyatkor, hajnalban, holdfényben) a csíkok megnehezíthetik a zebrák ragadozók általi fölismerését, különösen akkor, ha egyedeik elég közel állnak egymáshoz.
A mozgó csíkok látványa elkápráztathatja a ragadozókat: A csordában menekülő fürge zebrák ide-oda mozgó csíkjai megnehezíthetik a ragadozók számára a zebraegyedek elkülönítését. Akár egyetlen zebra csíkos testmintázata is elég lehet ahhoz, hogy vizuálisan megtévessze, elkápráztassa a ragadozót.
Rejtőzködés: A csíkos kültakaró lehetővé teheti a zebrák számára, hogy észrevétlenek maradjanak természetes környezetükben a test határvonalának nehezebb fölismerhetősége miatt. A csíkos kültakaróval nem rendelkező patás fajok többségénél a sebezhetőbb fiatal és a kifejlett nőstény egyedeknél is megfigyelhető a hatékonyabb álcázást biztosító csíkos testmintázat.
Szociális előnyök: Mivel a csíkos kültakaró egyedi jellegzetességeket mutat, akár csak az emberi ujjlenyomat, a zebrák esetleg azonosítani tudják egymást a csíkmintázatuk alapján. E képesség különösen fontos lehet az anyaállat és csikójának kapcsolattartásában vagy udvarláskor a hímek és nőstények közti kommunikációban. A csíkok vizuális csoportjegyeket is hordozhatnak, és információt szolgáltathatnak az egyedek ápoltságáról.
A fizikai állapot jelzése: A sebesülések, sérülések vagy valamilyen kóros elváltozás miatt kialakuló szabálytalanságok a csíkos mintázatban vizuálisan jelezhetik az egyed leromlottabb fizikai állapotát (fitneszét), ami hatással lehet a párválasztásra.
Hőszabályozás: A bőr alatti zsírszövet és a fekete csíkok elhelyezkedése összhangban áll egymással, miáltal e zsírszövetcsíkok egyfajta hőtároló szervként működhetnek, ami szerepet játszhat a test hőszabályozásában. Másrészt pedig a fekete és fehér csíkok eltérő mértékű fölmelegedése miatt a kültakaró fölött apró föl- és leszálló légáramok alakulhatnak ki, amelyek fokozhatják a hőleadást.
Védelem a cecelegyek ellen: Egyes megfigyelések szerint a zebrákat kevésbé támadják a vérszívó cecelegyek, mint más egyszínű patás állatokat. A csíkos kültakarónak egyik lehetséges célja, hogy a zebra védett legyen a cecelegyek támadásával szemben, amelyek vérszívásukkal súlyos betegségek, többek között az afrikai álomkór kórokozóit terjesztik.

Ruxton és Caro arra a következtetésre jutottak, hogy e hipotézisek többségét semmiféle kísérleti adatok sem támasztják alá, miáltal még ma sem tudjuk, hogy miért alakult ki a zebrák csíkos mintázata. Mindazonáltal, a legelfogadottabb magyarázat szerint a csíkok védhetnek a cecelegyek ellen (Waage 1981). Emellett attól függően, hogy a különböző bögölyfajoknak milyen a földrajzi eloszlása Afrika-szerte, e vérszívó legyek súlyos állategészségügyi problémákat jelenthetnek a zebráknak is.

Mint azonban korábban bemutattuk, a bögölyök kevésbé vonzódnak a fehér, mint a sötét (fekete, barna) szőrű emlősökhöz. Mivel a zebracsíkos kültakaró átmenetet képez az egyszínű fekete és fehér között, ezért az lenne várható, hogy a zebrák bögölyvonzó-képessége a fehér és fekete lovaké közé esik. E hipotézisünket négy terepkísérletben vizsgáltuk meg.

Az 1., 2. és 3. terepkísérletben használt fekete-fehér csíkos vízszintes csapdafelületek. Az 1. és 2. kísérletben étolajjal voltak töltve a tálcák, míg a 3. kísérletben átlátszó, színtelen ragacsos anyag fedte a tesztfelületeket (Fotó: Kriska György)

Az 1. és 2. kísérletben egy szokolyai és egy gödi lovastanya közelében három, étolajjal töltött, fekete és csíkozott tálcákat helyeztünk a földre, melyekből több héten keresztül, naponta begyűjtöttük a csapdázott bögölyöket.

Képalkotó polarimetria iránt érdeklődő pej a Szálender tanyán Horváth Gábor társaságában (Fotó: Kriska György)

Az 1. kísérletben azt tapasztaltuk, hogy minél sűrűbb volt a fehér színű rács az étolajjal töltött fehér keretes fekete tálcán, annál kevesebb bögölyt vonzott. A fehér keretes rács nélküli fekete tálca nagyobb hányadát (53,1 %) fogta meg a bögölyöknek, mint a 2, illetve 6 egymásra merőleges fehér csíkot viselő tálcák (39,8 %, illetve 7,1 %). A csapdázott bögölyök felületi sűrűsége 1167,3, 955,6 és 206,3 darab/m2 volt a rács nélküli, és a 2, illetve 6 fehér merőleges csíkkal borított tálcáknál. A fehér csíkok polarizálatlan fényt vertek vissza, míg a tálcák fekete tartományai erősen vízszintesen polárosat, ami nagyon vonzó a polarotaktikus bögölyök számára. E kísérlet azt demonstrálta, hogy a vízszintesen poláros fényt visszaverő fekete felületek egyre kevésbé vonzóak a bögölyöknek, ha a depolarizáló fehér csíkok száma nő.

Az 1. terepkísérlet Szokolyán (Fotó: Kriska György)

A 2. kísérletben az étolajjal töltött fehér és fekete tálca volt a legkevésbé, illetve leginkább vonzó a bögölyöknek, rendre 3 és 145 megfogott egyeddel. Minél kisebb volt a fekete/fehér csíkok száma, annál több bögöly esett csapdába: a 12, 6, illetve 2 csíkkal rendelkező tálca rendre 24, 66, illetve 138 bögölyt fogott. A tálcák fekete csíkjai erősen és vízszintesen poláros fényt vertek vissza, ami a polarotaktikus bögölyöket vonzotta. Másrészről a fehér csíkok nem voltak vonzóak, mert nagyon alacsony polarizációfokú, és nem mindig vízszintesen poláros fényt vertek vissza.

A 2. terepkísérlet a gödi Szálender tanyán (Fotó: Kriska György)

A 3. kísérletben a 2 csíkot tartalmazó ragadós tesztfelület vonzotta a legtöbb bögölyt (321 db), a 4-csíkos felület kevésbé volt vonzó (290 db), míg a 8-csíkos volt a legkevésbé vonzó (19 db). A ragadósságnak köszönhetően a leszálló bögölyök azonnal hozzáragadtak a tesztfelületekhez, így a landolás után már nem mozdulhattak el. Azt figyeltük meg, hogy az erősen és vízszintesen polarizáló fényes fekete csíkok 3-szor (8-csíkos tesztfelület), 3.5-szer (4-csíkos tesztfelület), illetve 5-ször (2-csíkos tesztfelület) több bögölyt vonzottak magukhoz, mint a gyengén, és nem mindig vízszintesen polarizáló fényes fehér csíkok.

A 3. kísérleti beállítás Szokolyán (Fotó: Kriska György)

A 4. kísérletben a fekete lómakett 562 db és a barna 334 db bögölyt csapdázott, a fehér sokkal kevésebbet, 22 db-ot, és meglepő módon a legkevésbé a fekete-fehér csíkos zebramodell vonzotta a bögölyöket, csupán 8 db-ot fogott be.

A 4. terepkísérletben ragacsos anyaggal bekent zebramodell (A), valamint a fehér (B), barna (C), és fekete (D) lómodellek képe. A fehér lómodellen jól látszanak a ragacsos felületre tapadt rovarok tetemei. (E–H) A ragacsos felületű zebramodell (E), valamint a fehér (F), barna (G), és fekete (H) lómodelleken talált bögölyök (Fotó: Kriska György)

A fekete és barna lómodell erősen poláros fényt vert vissza a Brewster-szög környékén, míg a fehér lómodell gyakorlatilag polarizálatlan fényt vert vissza. A zebramodell fekete és fehér csíkjairól visszaverődő fény polarizációfoka nagy, illetve kicsi volt. E polarizációs mintázatok részben magyarázzák a 4. kísérletben szereplő lómodellek bögölyvonzó-képességét. Méréseink szerint egy valódi, kitömött zebra (E. burchelli) polarizációs mintázatai gyakorlatilag megegyeztek a 4. kísérletben használt zebramodelléivel.

A 4. kísérletben használt zebracsíkos (A), fehér (B), barna (C), és fekete (D) ragacsos felületű lómodellek fényképei, valamint a róluk visszaverődő fény d lineáris polarizációfokának és függőlegestől mért a polarizációszögének a mintázatai oldalról és hátulról a spektrum kék (450 nm) tartományában képalkotó polarimetriával mérve, valamint a polarotaktikus bögölyök által víznek érzékelt területek (Fotó: Horváth Gábor)

A budapesti és a stockholmi Természettudományi Múzeumokban őrzött számos zebrabőr és kitömött zebra (Equus burchelli, Equus grevyi és Equus zebra) különböző testtájain (fej, nyak, törzs, far, farok felett, mellső láb, hátsó láb), ahol viszonylag egyenletesek a csíkok, hosszabb-rövidebb egyenesek mentén mértük a fekete és fehér csíkok szélességének átlagát és szórását.

Horváth Gábor és Kriska György csíkvastagság mérés közben (Fotó: Kriska György és Horváth Gábor)

Zebrabőr (A, Equus grevyi) és kitömött zebra (B, E. burchelli) testfelületének azon részei (1: fej, 2: nyak, 3: törzs, 4a: far, 4b: farok fölött, 5: mellső láb, 6: hátsó láb), ahol a fekete és fehér csíkok szélességét mértük (Fotó: Kriska György)

Az alábbi grafikon foglalja össze a négy terepkísérletünkben használt zebracsíkos tesztfelületek mért A vonzóképességét a fekete-fehér csíkok w szélességének függvényében. Az A(w) vonzóképességek bögölyökre nézve monoton csökkennek, ahogy a w csíkvastagság csökken, s e csökkenés mértéke egyre rohamosabb w < 15 cm esetén. Az átlagolt pontozott vonalú görbe szerint a vízszintes zebracsíkos felület elveszíti a bögölyvonzó-képességét (A = 0) 0 cm £ w £ 4,5 cm csíkvastagságok mellett. A leginkább figyelemre méltó, hogy az Equus burchelli, E. grevyi és E. zebra zebrafajok átlagos csíkvastagságai (0,23 cm < w < 7,47 cm, mely tartományt a függőleges szürke sáv szemlélteti) alig lépik túl e „bögölymentes tartományt”. Ez az oka a 4. kísérletben a zebramodell igen csekély bögölyvonzó-képességének. Arra a következtetésre jutottunk tehát, hogy a zebrák fekete-fehér csíkjai megfelelően keskenyek ahhoz, hogy minimalizálják a bögölyökre kifejtett vonzást. 

Mindhárom zebrafajnak a fején és a lábain a legkeskenyebbek a csíkok, ahol a csíkszélesség annyira kicsi, hogy már gyakorlatilag nem is vonzza a bögölyöket. E jelenség az evolúciós alkalmazkodás egy szép példája. Számos érzékszerv a fejen található (szemek, fül, nyelv, orr, száj), amelyeknek a kifogástalan működése elengedhetetlen a zebrák túléléséhez. A lábaknak is a lehető legjobb állapotban kell lenniük, hiszen csak így tudnak elmenekülni a zebrák a ragadozóktól. Ezek miatt a fejet és a lábakat kell a legjobban védeni a vérszívó rovaroktól (például a bögölyöktől és a cecelegyektől), mert ezek bármelyikének sérülése nagyban lerontja a zebrák túlélési esélyeit. Továbbá a fejen és a lábakon vékonyabb a bőr, miáltal a vérszívó rovarok számára könnyebben hozzáférhetőek a vérerek, ezért itt fokozottabb „csíkos védelemre” van szükség, mint a többi testrészen.

A zebracsíkok megnehezíthetik a bögölyök rejtőzködését is, amelyek általában sötétbarnák vagy szürkék, különböző mintázatokkal. E tulajdonság előnyös, ha homogén sötét szőrű gazdaállatokra szállnak le, mert így nehezen veszik őket észre a rovarevő madarak, amelyek sokszor követik a nagytestű növényevő emlősöket, a bögölyök elsődleges gazdaállatait. Azonban mindez már csak részben igaz a csíkos zebraszőr esetében a térben gyorsan váltakozó sötét és világos területek és a bögölytest közötti nagy intenzitás- és színkontraszt miatt.

A terepkísérleteinkben használt zebracsíkos tesztfelületek A bögölyvonzó-képessége (%) a fekete-fehér csíkok w (cm) szélességének függvényében. A folytonos exponenciális görbék az 1., 2. és 3. kísérletben mért három eltérő An(wn), (n = 1, 2, 3) átlagértékre illeszkednek, míg a pontozott exponenciális görbe a 9 egyesített mérési pontra van illesztve. A három vízszintes szaggatott egyenes vonal a 4. kísérletbeli fekete, fehér és zebracsíkos lómodellek átlagos bögölyvonzó-képességét mutatja. A függőleges szürke oszlop (átlag minimuma – szórás = 0,23 cm < w < 7,47 cm = átlag maximuma + szórás) a zebrák csíkvastagságának mért tartományát öleli át

Egy későbbi terepkísérlet során azt is sikerült kimutatnunk, hogy a csíkos felület bögölytaszító hatása akkor is megjelenik, ha a csíkozottság csak a fénypolarizációs mintázatban jelenik meg. Ezt olyan lineáris polárszűrőkből összerakott beragacsozott tesztfelületekkel tudtuk bizonyítani, amelyek emberi szemmel nézve homogének és sötét szürkék voltak, ugyanakkor polarizációirány mintázatukat tekintve csíkosak voltak. Tereptapasztalataink szerint ez utóbbiak a fekete-fehér csíkos tesztfelületekhez hasonlóan taszították a bögölyöket.

Lineáris polárszűrő csíkokból összeállított tesztfelületek lineáris polárszűrő nélkül és ezen keresztül fényképezve (Fotó: Kriska György)

Korábban azt hitték, hogy a zebrák eredetileg fehérszőrű állatok voltak, melyek csak később fejlesztettek fekete csíkokat. Embriológiai bizonyítékok szerint a zebrák eredeti alapszíne fekete, a fehér csíkok (ahol a sötét pigment termelése gátlódik) csak az embrionális fejlődés későbbi szakaszában jelennek meg. A sötét pigmentek csak a szőrzetben fordulnak elő, a zebrák bőre színtelen. A zebrák eredetileg sötét szőrűek voltak, s a fehér csíkjaik csak később fejlődtek ki.

Forrás:

Egri Á., Horváth G., Kriska Gy., Farkas R., S. Åkesson (2010) Miért csíkos a zebra? A poláros fényszennyezés csökkentésének trükkje. Természet Világa 141: 498-502

Szürke és pej lovak fekete és fehér olajtálcával (Fotó: Kriska György)

Meleg napsütéses napon, egy szokolyai legelőn figyeltük meg egy barna (lovas szaknyelven pej) és két fehér (szürke) ló bögölytámadásokkal szembeni viselkedését. A bögölyök mindkét lovat folyamatosan zaklatták, a lovakat valóságos bögölyfelhő vette körül.

Egy pej és két szürke ló a szokolyai legelőn (Fotó: Kriska György)

A lovak jellemző védekező reakciói a bögölyökkel szemben a következők voltak: legyezés (farokkal történő ide-oda csapkodás), dobbantás, hempergés a földön, hirtelen megrázkódás, fej himbálása, a vérszívó bögölyök harapással és nyalással történő eltávolítása a kültakaróról. E viselkedési elemekkel próbálták elhajtani a lovak a rájuk szálló bögölyöket.

(A-C) A vizsgált lovak vérét szívó nőstény bögölyök (b) és más (nem-bögöly) legyek (ℓ). A legyek a bögöly által ejtett sebből kibuggyanó vért nyalogatták. (D-I) A vizsgált fehér és barna lovak bögölyzaklatásokkal szembeni tipikus védekező reakciói: farokcsapkodás, dobbantás a mellső vagy hátsó lábbal, hempergés a földön, a vérszívó bögölyök harapással és/vagy nyalással történő eltávolítása a kültakaróról (Fotó: Kriska György)

A terepen azt is megfigyeltük, hogy a nyílt legelőn és a közeli árnyékos erdőben nem azonos a bögölytámadások intenzitása, miáltal a lovak a két terület között folyamatosan ingáztak. Bizonyos, legeléssel töltött idő után a lovak az árnyékos erdőbe menekültek a bögölyök elől, ahová a bögölyök csak ritkán követték őket, így a lovak nyugodtan tudtak pihenni.

Pihenőhely az erdőben (Fotó: Kriska György)

Egy idő elteltével a lovak újra előmerészkedtek a napos mezőre legelni, ahonnan azonban hamarosan megint visszakényszerültek az árnyékba a bögölyök miatt. Ezt az ingázó viselkedést ismételgették periodikusan a nap közepéig (13:00), mikortól a bögölyök általi zaklatás oly mértékű lett, hogy a lovak már egyáltalán nem tudtak a mezőn legelni.

Bögölytámadás elöl az erdőbe menekülő pej (Fotó: Kriska György)

A napos legelőről elsőként mindig a barna ló menekült az erdőbe. A barna ló 82 perc / 38 perc = 2,2-szer több időt töltött a bögölymentes, árnyékos erdőben, mint a napos legelőn, míg a fehér ló 54 perc /65 perc = 1,2-szer több időt töltött a legelőn, mint az árnyékban.

Hogy a bögölyfelhő méretét dokumentáljuk, 70-70 fényképet készítettünk a legelő barna és fehér lóról és leszámoltuk a vizuálisan fölismert bögölyöket. A barna lovon 405/110 = 3,7-szer annyi bögölyt számoltunk, mint a fehéren.

Két jellemző kép a bögölyök által zaklatott pej (barna) és szürke (fehér) lovakról. A lovak körül szálló és azokra rászállt bögölyöket vizuálisan ismertük föl és a képeken karikával jelöltük. 70 képpárt értékeltünk így ki, és az összes fényképen megszámoltuk a bekarikázott bögölyöket. Az itteni képpárokon is jól látható, hogy a barna lovat a bögölyök sokkal inkább támadták, mint a fehéret (Fotó: Kriska György)

A pej a szürke közelébe "visz" egy nagy bögölyfelhőt (Fotó: Kriska György)

Mivel számos bögölyfaj vonzódik a lineárisan poláros fényhez, föltételezhető volt, hogy a sötétebb (barna) ló nagyobb vonzóképessége részben magyarázható az állat szőrzetének fénypolarizáló-képességével, ami erősen függ annak színétől és világosságától. E föltevést négy különböző választásos kísérlettel ellenőriztük.

Horváth Gábor bögölyöket számol az 1. terepkísérlet során (Fotó: Kriska György)

Az 1. kísérletben két azonos méretű (150 cm × 150 cm) és minőségű, száraz, matt, barna vásznat fektettünk vízszintes deszkákra, egymástól 1 m távolságra. Az egyik vásznat egy színtelen, átlátszó, 3 mm vastag műanyag lappal fedtük le. Mindkét tesztfelületnél számoltuk az odavonzott bögölyöket és tesztfelületre való leszállásaikat. A második napon is elvégeztük e kísérletet azzal a különbséggel, hogy a műanyag lappal borított barna vásznat egy azonos méretű matt fehér vászonra cseréltük.

Az 1. kísérletből kiderült, hogy a matt barna vászon, amely a lovak barna szőrét utánozta, a bögölyök számára nem volt vonzó, míg az átlátszó, színtelen műanyaglappal letakart matt barna vászon számos bögölyt vonzott (Szokolyán 44 bögölyt 174 leszállással, Gödön 47 bögölyt 157 leszállással). A bögölyök a barna tesztfelületeknél ugyanazt a viselkedést mutatták, mint a bögölyök pozitív polarotaxisának kimutatásakor korábban lefolytatott választásos kísérletekben. Mikor az 1. kísérletet matt barna és matt fehér felületekkel ismételtük meg, azok egyáltalán nem vonzottak bögölyöket.

Hogy az 1. kísérletben elkerülhetetlenül föllépő pszeudoreplikációt kizárjuk (azaz, hogy ugyanazt a bögölyt többször is megszámoljuk annak többszöri visszatérésekor), elvégeztük a 2. kísérletet, amiben a bögölyök többségét egy ragasztó megfogta.

A 2. kísérletben a tesztfelületek elrendezése az 1. kísérlettel megegyező volt, csak a vízszintes átlátszó, színtelen műanyag lapot színtelen, szagtalan ragasztóval vontuk be, ami a felületre szálló minden rovart megfogott. Számoltuk a matt barna felületre szálló és a csillogó ragadós felülettel csapdába ejtett bögölyöket. A kísérletet később megismételtük azzal a különbséggel, hogy a műanyag lappal borított matt barna vásznat egy azonos méretű matt fehér vászonra cseréltük. Megint számoltuk a két tesztfelületre szálló bögölyöket.

Az 1. és 2. kísérletben használt fényes barna (bal oldalt) és matt barna (jobb oldalt) napos tesztfelületeknek a szoláris meridiánhoz képest három különböző irányból képalkotó polarimetriával mért polarizációs mintázatai a spektrum kék (450 nm) tartományában. A jellemző polarizációirányokat fehér kettősfejű nyilak is mutatják. Mikor a tesztfelületek árnyékban voltak, a polarizációs mintázatuk teljesen hasonlónak adódott, azzal a különbséggel, hogy a visszavert fény polarizációiránya mindig vízszintes volt (Fotó: Horváth Gábor)

A képalkotó polarimetriai mérések szerint, míg a vízszintes fényes (száraz vagy ragadós) barna tesztfelületek, a szoláris meridiánhoz képesti nézőiránytól függetlenül mindig erősen és vízszintesen poláros fényt vernek vissza, addig a vízszintes matt száraz barna és fehér felületekről mindig csak gyengén poláros fény verődik vissza, aminek polarizációiránya függ a Naphoz képesti nézőiránytól. Így a felületek bögölyökre kifejtett vonzását nem okozhatja önmagában a barna szín, a visszavert fény polarizációs tulajdonságai is számítanak.

A 3. kísérletben használt ragadós barna (A), fekete (B) és fehér (C) lómakettek. A barna (D), fekete (E) és fehér (F) lómakettre ragadt bögölyök és más rovarok. (G) A barna lómakettre ragadt egyik bögöly. (H) A fekete lómakettre ragadt egyik bögöly. (I) Egy fehér lómakettre ragadt boglárkalepke (Fotó: Kriska György)

3. kísérletünkben egy barna, egy fekete és egy fehér lómakettet (mindhárom azonos formájú és méretű: hosszúság: 160 cm, magasság: 110 cm, szélesség: 60 cm) állítottunk a füves talajra normál testtartásban. A három lómakettet 5 m távolságra helyeztük el egymástól egy egyenes mentén. A felületüket minden második napon színtelen, szagtalan ragasztóval kentük be. A lómakettek ragadós felületeivel csapdába ejtett bögölyöket kétnaponta leszedtük és megszámoltuk. Eredményeink szerint a fekete lómakett 562, a barna lómakett 334 és a fehér csupán 22 db bögölyt csapdázott a július 17-től szeptember 13-ig tartó időszakban. A fényes ragadós barna és fekete lómakettek 334/22 = 15,2-szer, illetve 562/22 = 25,5-ször annyi bögölyt fogtak, mint a ragadós fényes fehér lómakett. A megfogott bögölyök eloszlása a lómakettek testfelületén véletlenszerű volt, egyik részük sem volt kitüntetett a bögölyök számára. A barna és a fekete lómakett egyes részei nagyon erősen poláros fényt tükröznek, míg a fehér lómakett gyakorlatilag polarizálatlan fényt ver vissza.

A 2. kísérlet eredménye tovább erősítette az 1. kísérletét. Az átlátszó, színtelen, ragacsos műanyag lappal letakart barna felület 21 bögölyt fogott, míg a matt barna és matt fehér felületekre csak egyetlen bögöly szállt le. E kísérletet még tízszer megismételve, a következő eredmény adódott: a fényes, ragacsos barna felület 189 bögölyt fogott, míg a matt, száraz barna mindössze 4-et.

Az 1. és 2. kísérletekből az a következtetés vonható le, hogy a bögölyök nem vonzódnak a vízszintes matt barna (kevésbé poláros) és matt fehér (depolarizáló) tesztfelületekhez, viszont erősen vonzódnak a vízszintes fényes barna (vízszintesen poláros fényt visszaverő) felületekhez. Tehát a barna lovak bögölyökre kifejtett nagyobb vonzóképessége nem magyarázható pusztán a lovak szőrének színével és fényességével.

A 3. kísérletben használt barna (A), fekete (B) és fehér (C) ragadós lómakettek színes képei, polarizációfok-mintázatai két különböző nézőpontból képalkotó polarimetriával mérve a spektrum kék (450 nm) tartományában. A lómaketteken jól láthatók a csapdába esett rovarok tetemei is (Fotó: Horváth Gábor)

A 4. kísérletben öt (fehér, világosszürke, középszürke, sötétszürke, fekete) étolajjal töltött tálcát tettünk a földre, sorrendjüket naponta, véletlenszerűen változtatva. A tálcák által csapdába ejtett bögölyöket begyűjtöttük.

A 4. kísérlet eredményei szerint minél sötétebb egy színtelen, vízszintesen polarizáló tesztfelület, annál vonzóbb a bögölyök számára: a fehér, világosszürke és középszürke olajtálcák a teljes fogásnak csak 0,9-2,7 %-át adták, a sötétszürke tálca a bögölyök 19,8 %-át fogta meg, míg a fekete tálca 74,8 %-ot. Ez az eredmény azzal magyarázható, hogy minél sötétebb egy színtelen felület, annál nagyobb a róla visszavert fény polarizációfoka a hullámhossztól függetlenül.

(A) A 4. kísérletben használt, étolajjal töltött öt színtelen (fekete, szürke, fehér) tálca elrendezése egy gödi lovastanyán. (B-F) A fehér, világosszürke, szürke, sötétszürke és fekete olajtálcák képalkotó polarimetriával árnyékban mért polarizációs mintázatai a spektrum kék (450 nm) tartományában. A jellemző polarizációirányokat fehér kettősfejű nyilak is mutatják (Fotó: Kriska György és Horváth Gábor)

A választásos terepkísérleteinkből és polarizációs méréseinkből az a következtetés vonható le, hogy a nemfémes (szigetelő) felületek közül - függetlenül attól, hogy naposak vagy árnyékosak, barnák vagy színtelenek (feketék, szürkék, fehérek) - a bögölyök számára az a legvonzóbb, aminek felületéről visszavert fény vízszintesen poláros és polarizációfoka a legnagyobb. Ez alapján logikus föltételezni, hogy a sötét színű lovak erősen polarizáló testfelületei a bögölyök számára sokkal vonzóbbak, mint a világos színű lovak ugyanazon testrészei.

Fekete (A), pej (barna, B) és szürke (fehér, C) lovak, valamint egy fekete (D) és egy fehér (E) szarvasmarha képalkotó polarimetriával mért polarizációs mintázatai a spektrum kék (450 nm) tartományában. A D ás E képeken a Nap a bal felső sarok irányából sütött. Az állatok testének néhány helyén a jellemző polarizációirányokat fehér kettősfejű nyilak jelölik. Az E képen látható bika a polarizációs mérés közben elfordította fejét, s az emiatti mozgási műtermék okozta a fej látszólag magas polarizációfokait. Valójában a bika feje is a testéhez hasonlóan polarizálatlan, illetve gyengén poláros fényt ver vissza (Fotó: Horváth Gábor)

Minél sötétebb a testfelület, annál nagyobb a róla visszavert fény polarizációfoka. A fekete, barna, illetve fehér testfelszín erősen, közepesen, illetve gyengén poláros vagy polarizálatlan fényt ver vissza. A nézőiránytól és a megvilágítási körülményektől függően a normál, álló testtartású lovak nyaka, háta és fara általában vízszintesen poláros fényt ver vissza polarizációirány-mintázatain (világoszölddel és világoslilával jelölve), míg a test többi részéről ferdén vagy függőlegesen poláros fény verődik vissza polarizációirány-mintázatain világosvörössel és világossárgával jelölve). E polarizációs sajátságok általánosak és a bögölyök minden gazdaállatára egyaránt érvényesek.

Napsütésben a sötétebb lovak szőre jobban fölmelegszik, mint a világosabbaké, mert a sötétebb testfelület több fényt nyel el. Ez részben magyarázhatná, hogy a sötétebb lovak miért vonzanak több bögölyt, ha a bögölyök egyértelműen vonzódnának a melegebb helyekhez. Habár a bögölyöknél a gazdaállat kiválasztásában a testhőmérséklet is szerepet játszik, a gazdaállat testfelületének hőmérsékletét csak akkor tudják érzékelni, ha már rászálltak, mert nagyobb távolságból a különböző színű gazdaállatok testfelszíni hőmérséklete a repülő bögölyök számára észlelhetetlen, mivel nincsen infravörös látásuk.

A fentiekben részletezett eredmények publikálását követően egy további kutatás során sikerült bizonyítanunk, hogy a bögölyök polarotaktikus gazdatekciója során a poláros jel a polarizáció iránytól függetlenül is képes kiváltani a bögölyök vonzását (Egri et al. 2012). Tehát sikerült fölfedeznünk a bögölyök esetében egy újfajta polarotaxist, ami eltér a korábban leírt polarotaktikus vízdetekciótól (Kriska et al. 2007), amelynek kiváltó ingere csak a vízszintesen poláros fény lehet. Ez az eredmény utólag jobban értelmezhetővé teszi a 3. kísérlet tapasztalatait is, miszerint a lómaketteken csapdázódott bögölyök eloszlása véletlenszerű volt, a rovarok nem csak a vízszintesen poláros fényt reflektáló felületeken voltak fellelhetők.

ELLENŐRIZD A TUDÁSOD!

Forrás

Blahó M., Horváth G., Hegedüs R., Kriska Gy., Gerics B., Farkas R., S. Åkesson (2010) A lovak fehérségének egy nem várt előnye: A leginkább ”bögölyálló” ló depolarizáló fehér szőrű, a fekete ló pedig szenvedi a polarizáló szőrét. Fizikai Szemle 60: 145-155

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

Kéköves légivadász (Ischnura elegans, Coenagrionidae) – 35 mm (Fotó: Kriska György)

Ma már általános elvnek tekinthető, hogy a fejlődésükben vízhez kötött rovarok polarotaktikus vízdetekcióval rendelkeznek, a vízfelszínt a róla visszavert vízszintesen poláros fény alapján ismerik fel. Azt is számos kutatás igazolja, hogy a pozitív polarotaxissal rendelkező vízirovarokat megtéveszthetik az erősen és vízszintesen poláros fényt tükröző mesterséges felületek, mint például a kőolajtavak, az aszfaltutak, a fényes fekete agrofóliák, a fekete, vörös és más sötét színárnyalatú gépkocsik. Ezek a mesterséges felületek poláros ökológiai csapdái lehetnek a vízirovaroknak, mert alkalmatlan helyei a megtévesztett rovarok által azokra lerakott tojások kifejlődésének.   

A fénypolarizáló mesterséges tárgyak vízirovarokra kifejtett hatásának mértéke függ a tárgyfelület érdességétől, megvilágításától, a megfigyelés irányától és az adott vízirovarfaj p* polarizációs ingerküszöbétől. A fajspecifikus és hullámhosszfüggő p* a p lineáris polarizációfok azon minimális értékét jelenti, ami még képes pozitív polarotaxist kiváltani.

A fajspecifikus p* értékek a természetes élőhelyválasztásban is fontosak lehetnek. A víz zavarossága, a vízi növényzet sűrűsége jelentős befolyással lehet a ragadozó-préda interakciókra. Egy vízirovarfaj magasabb p*-értéke azt valószínűsíti, hogy e faj a sötétebb, mélyebb vagy tisztább (kevesebb lebegőanyagot tartalmazó) vizeket részesíti előnyben, és elkerüli a világosabb, sekélyebb, zavaros és eutrofizálódott víztesteket.

A szakirodalom nem tartalmazza a vízirovarok megbízható, p* értékeit, ugyanakkor Schwind (1995) föltételezte, hogy az általa vizsgált vízibogarak és poloskák ventrális, polarizációérzékeny szemrészének p* értéke magasabb lehet (p* » 35%), a mezei tücsök (Gryllus campestris) (p* » 5% a spektrum kék tartományában) és a háziméh (Apis mellifera) (p* » 11% a spektrum ultraibolya tartományában) szemének polarizációérzékeny dorzális szegélyéhez képest.

A kutatásunk fő célja az volt, hogy adatokat szolgáltassunk a szitakötők, a kérészek és a bögölyök p* értékeiről. A spektrum vörös, zöld és kék tartományában elvégzett képalkotó polarimetriai mérésekkel és választásos terepkísérletekkel sikerült kimérni olyan szitakötők, kérészek és bögölyök ventrális szemrészének p* értékét, amelyek pozitív polarotaxisának igazolása már korábban megtörtént. Ez a munka nyújtott először kísérleti alapon p* értékeket a kérészek, szitakötők és bögölyök esetében. A vízirovarok p* értékeinek ismerete lehetőséget ad arra, hogy az ember alkotta optikai környezetben mérjük és monitorozzuk azokat a mesterséges felületeket, amelyek vízszintesen poláros fényt visszaverve megtéveszthetik a vizet kereső különböző vízirovar fajokat.

A kérészek, szitakötők és bögölyök befogására színtelen (fehér, világosszürke, középszürke, sötétszürke és fekete) folyadékcsapdákat alkalmaztunk, amelyek különböző polarizációfokú vízszintesen poláros fényt tükröztek. A csapdázott rovarok száma alapján meghatároztuk a legalacsonyabb (pmin) és felső (pmax) értékeit a p*-nak a vizsgált polarotaktikus rovarfajok esetében.

A terepkísérletben használt, árnyékban elhelyezett fehér (A), világosszürke (B), középszürke (C), sötétszürke (D) és fekete (E) étolajtálcák a spektrum kék (450 nm) tartományában képalkotó polarimetriával kimért polarizációs mintázatai. A fehér kettősfejű nyilak a visszavert fény helyi polarizációirányát mutatják a 3. sorban. A képalkotó polariméter az antiszoláris meridián felé tekintett, optikai tengelyének magassági szöge a vízszintestől –56,3° (Brewster szög) volt, amely az étolaj törésmutatója n » 1,5 alapján lett meghatározva. A napsütötte tesztfelületek polarizációs mintázatai hasonlók voltak, mint az ábrán láthatók

A kérészek, szitakötők és bögölyök befogására színtelen (fehér, világosszürke, középszürke, sötétszürke és fekete) folyadékcsapdákat alkalmaztunk, amelyek különböző polarizációfokú vízszintesen poláros fényt tükröztek. A csapdázott rovarok száma alapján meghatároztuk a legalacsonyabb (pmin) és felső (pmax) értékeit a p*-nak a vizsgált polarotaktikus rovarfajok esetében.

A szitakötőkkel elvégzett 1. terepkísérlet 1997. július 24. és augusztus 8. között folyt, 500 m-re egy kisebb szikes állóvíztől Kunfehértónál. A folyamatosan kihelyezett csapdák fogásait naponta ellenőriztük. A csapdákat éjszakára és az esős időszakok idejére deszkalapokkal fedtük le. A tálcák 50 cm távolságban voltak egymástól, a helyzetüket pedig minden napnyugtakor véletlenszerűen megváltoztattuk. Ezzel a közvetlen környezet egyenetlenségeinek esetleges hatásait kívántuk megszüntetni. E kísérletben csak négy szürke olajtálcát (fehér, világosszürke, sötétszürke, fekete) használtunk, az 5. kontroll olajtálca alját alumínium fóliával vontuk be, miáltal gyengén és nem vízszintesen poláros fényt vert vissza.

A 2. választásos terepkísérletet kérészekkel végeztük a Pilis hegységi Dömörkapunál 2008. május 11. és június 3. között minden nap. Az öt étolajtálcát (fehér, világosszürke, középszürke, sötétszürke, fekete) a kérészlárvák élőhelyén, a Bükkös-patak mellett futó aszfaltútra helyeztük ki. A tálcák alá 70 cm x 300 cm-es fényes fekete műanyag fóliát terítettünk, ami erősen és vízszintesen poláros fényt vert vissza, miáltal már nagyobb távolságokból is a kísérleti helyszínhez vonzotta a kérészeket. A tálcák sorrendjét a rajzási idő alatt 19:00-től 21:00-ig óránként véletlenszerűen megváltoztattuk. Mivel a tálcák mindvégig a fák árnyékában voltak, a hőmérsékletük ugyanaz volt. A tálcák által befogott kérészeket alkoholban tartósítottuk és később azonosítottuk.

Horváth Gábor az olajtálcák fogásait tanulmányozza Dömörkapunál (Fotó: Kriska György)

A fekete tálca kérészfogása (Fotó: Kriska György)

A szürke tálcák fogásai és az üres fehértálca (Fotó: Kriska György)

A 3. terepkísérlet egy gödi lovastanyán zajlott 2008. július 11. és szeptember 7. között. Öt (fehér, világosszürke, középszürke, sötétszürke, fekete) étolajjal töltött tálcát tettünk a földre, sorrendjüket naponta, véletlenszerűen változtatva. Éjszakára, valamint esős időben a tálcákat letakartuk. A tálcák által csapdába ejtett bögölyöket begyűjtöttük és etil-alkoholban tartósítottuk a későbbi határozás céljából.

A gödi lovastanyán kihelyezett öt (fehér, világosszürke, középszürke, sötétszürke, fekete) étolajjal töltött tálca a 3. kísérletben (Fotó: Kriska György)

A kísérleti eredmények azt mutatták, hogy minél sötétebb volt a színtelen fényes poláros tesztfelszín, annál magasabb volt a róla visszavert fény polarizációfoka és jobban vonzotta a szitakötőket, a kérészeket és a bögölyöket.

A terepkísérlet során csapdázott szitakötő fajok egyedszámai

A terepkísérlet során csapdázott kérész fajok egyedszámai

A terepkísérlet  során csapdázott bögöly fajok egyedszámai

A víztest fényessége (a vízből érkező fény intenzitása) nem érzékelhető a vízfelszínhez viszonyított alacsony látószög esetében, mert a vízből érkező fényt elnyomja a vízfelszínről tükröződő fény. Ekképpen a víztestek világosságának távérzékelésében a vízből érkező fény polarizációfokának lehet jelentősége. A vízfelszínről tükröződő fény jellegzetes polarizációfoka korrelál a vízmélységgel és a zavarossággal, ami meghatározó lehet a préda-predátor interakciókban, és szorosan kapcsolódhat a víztest tápanyag- és oxigénforgalmához. Ezért a polarizációfok érzékelése előnyös lehet azon vizet kereső repülő rovarok számára, amelyek lárvái vízben fejlődnek. Az erősen és vízszintesen poláros fény alapvetően stabil optikai ingere a sötét/mély víztesteknek, ezért a magas p* értékkel jellemzett polarotaxissal rendelkező vízirovarokat képes a sötét/mély vizekhez vezetni az esetek többségében. Másrészről viszont a sekély és világos (pl. egyes szikes) víztestek gyengén poláros fényt tükröznek, mert a fénynek jelentős része érkezik a vízből (a vízfenékről és a lebegő részecskékről visszavert), amely függőlegesen poláros a vízfelszíni fénytörés miatt és lecsökkenti a hatását a vízfelszínről tükröződő vízszintesen poláros fénynek. Az ilyen világos vizeket kereső vízirovarok p* értéke alacsonyabb lehet és/vagy napnyugta és napkelte körül repülnek, kihasználandó a víztestből ekkor visszaverődött, depolarizáló fénykomponens lecsökkenését. Ez utóbbi állítást erősíti meg az a kutatásunk, amely számos vízibogár és vízipoloska faj esetében igazolta a vízkeresési időszak és a polarotaktikus vízdetektálhatóság legmegfelelőbb időszakainak átfedését.

A világos vizekbe tojást rakó szitakötők polarizációérzékenységének küszöbértéke alacsonyabb. A kisebb, világos szikes vizekbe tojást rakó kéksávos légivadász (Enallagma cyanthigerum) és a kéköves légivadász (Ischnura elegans) fajoknak alacsony a p* küszöbe. A kéköves légivadász polarotaxisának p* ingerküszöbe 6.8 és 23.5% közötti, míg a kéksávos légivadász esetében a 0% < p* ≤ 6.8 – 17.0% érték attól függően, hogy  polarizációérzékelés milyen hullámhossztartományban történik.

A kéksávos légivadász szitakötő alacsony p* küszöbe különösen figyelemreméltó. Ez majdnem olyan alacsony, mint az elektrofiziológiai módszerrel meghatározott p* küszöb a mezei tücsök (p* » 5%, kék fényben) és a háziméh (p* » 11%, ultraibolya fényben) dorzális szemrészének ommatídiumai esetében.

Az alacsonyabb p* küszöbérték egyik hátránya, hogy megnöveli a fogékonyságát az adott taxonnak a vízszintesen poláros fényt visszaverő mesterséges felületek poláros fényszennyezésére.

Ha az alumínium fóliával bélelt olajtálcák nagy intenzitású és változó polarizációirányú visszavert fénye legalább annyi kéksávos légivadász egyedet vonzott volna, mint a sötétebb olajtálcák vízszintesen poláros visszavert fénye, akkor lehetett volna realitása annak, hogy a kéksávos légivadász vonzásában a fényintenzitásnak van szerepe a fénypolarizáció helyett. Mivel az alumínium tálcák nem vonzották a kéksávos légivadászt, ezért ez a faj is pozitív polarotaxissal rendelkezik.

A kéköves légivadász lárváival szemben a kéksávos légivadász lárvái képesek megélni az igen sekély, gyorsan fölmelegedő szikes vizekben. Mivel ezen élőhelyek magas albedójúak és alacsony p polarizációfokú fényt vernek vissza ezért a kéksávos légivadász imágók igen alacsony p* küszöbe módot ad ezen élőhelyek észlelésére. Ezzel ellentétben a p* küszöb 6.8 és 23% közötti értéke lehetővé teszi a kéköves légivadász számára az ilyen sekély és világos vizek elkerülését.

A vizsgált kérész és bögöly fajok esetében a hullámhossztól függő 20.7% ≤ p* ≤ 91.9% küszöbértékek szignifikánsan magasabbak, mint a vizsgált, világos szikes vizeknél élő szitakötőké. A kérészlárvák élőhelye egy gyorsfolyású hegyipatak, a vizsgált bögölyfajok lárváinak élőhelye pedig sötét, kis víztest. Mindkét vizes élőhelynél a vízfelszínről visszatükröződő fénynek nagy a p polarizációfoka. Ekképpen nem meglepő, hogy e fajoknak magasak a 20.7% ≤ p* ≤ 91.9% küszöbértékei, mely intervallum magában foglalja a Schwind által a sötét vizekben élő egynémely vízipoloska- és vízibogárfajra becsült p* » 35% küszöböt is.

ELLENŐRIZD A TUDÁSOD!

Forrás

Kriska, György (2020) Vízirovarok polarizációérzékelése, poláros ökológiai csapdák. Akadémiai nagydoktori thesis, ELTE TTK

(a-b) Bögöly (Tabanidae) imágó és lárva – 12 mm és 2 cm (Fotó: Kriska György)

A bögölyök (Tabanidae) az egész Földön elterjedt rovarok, amelyeknek nőstényei vérszívók, így az embernek is sok kellemetlenséget okoznak. Táplálkozásuk során vírusos, bakteriális, és fonálféreg okozta betegségeket terjesztenek. A bögölylárvák vízben, vagy nedves talajban fejlődnek. A hengeres testű, 20-30 mm-es orsó alakú állatok 1-2 éves fejlődésük során sokszor vedlenek. A bögölylárvák patakokban, tavakban, de akár egy keréknyomban összegyűlő pocsolyában is megélnek, ahol az üledékben vadásznak kisebb férgekre és rovarlárvákra. A kifejlett bögölyök petéiket nem közvetlenül a vízbe rakják, hanem zömében a víz fölé hajló levelekre, illetve a vízparti kövekre, ahonnan a lárvák a vízbe esnek, illetve a vízbe másznak.

A korszerű, intenzív és gazdaságos állattenyésztési eljárások fokozott mértékben megkövetelik azon környezeti tényezők ismeretét, amelyek jelentős befolyást gyakorolnak a termelési eredményekre. Világszerte sok helyen alkalmazzák az olcsó, szabad vagy félig szabad állattartást. A réteken, legelőkön vagy nyitott karámokban tartott állatokat gyakran zaklatják bögölyök, és ezzel a termelési eredmények jelentős csökkenését okozzák. A hatásuk nem lebecsülendő, hiszen egy szarvasmarha napi vérvesztesége akár 200-300 cm³ is lehet a bögölyök vérszívása miatt. Ennek következtében csökken a tejhozam, a hízómarhák később érik el a kívánt vágósúlyt.

A bögölyökkel foglalkozó kutatások mindig is a figyelem középpontjában álltak az említett gazdasági és közegészségügyi jelentőségük miatt. Miután a szakemberek már igen korán fölismerték, hogy e vérszívók elleni hatékony védekezést jól működő bögölycsapdák kifejlesztésével érhetik el, világszerte nagy energiákat fektettek ezek létrehozásába.

Horváth Gábor és Horváth Loránd választásos terepkísérlete

Kutatásunk célja az volt, hogy választásos viselkedési terepkísérletekkel igazoljuk a bögölyök polarizációlátását és pozitív polarotaxisát, vagyis azt, hogy e rovarok a vízszintesen poláros fényhez vonzódnak. Hipotézisünk szerint a polarotaxisnak fontos szerepe van a bögölyök életében: a polarizációérzékeny nőstény bögölyök először a vizet detektálják a róla tükröződő vízszintesen poláros fény segítségével, majd a víz fölé hajló növények leveleit, mint tojásrakó helyeket, valamint a vízparton ivó/fürdőző nagytestű emlősöket vérszívás céljából keresik föl, továbbá ott találkozhatnak a hím egyedekkel is. A polarotaxis domináns tulajdonságként való igazolása a nőstény és a hím bögölyöknél, lehetőséget ad e rovarok optikai alapon működő, nagy hatékonyságú csapdázására.

Horváth Gábor bögölyt fog be a fényes fekete tesztfelületen (Fotó: Horváth Loránd)

5 különböző típusú választásos viselkedési kísérletet végeztünk bögölyökkel. Az első választásos kísérletünkben 5 darab 1 m × 1 m-es falapot fektettünk vízszintesen a földre egymástól 1 métere, amiket különböző típusú, száraz felszínű anyagokkal borítottunk. Ezek rendre a következők, (1) fényes fekete műanyag fólia, (2) fényes fehér műanyag fólia, (3) alumínium fólia, (4) matt fekete szövet, (5) matt fehér szövet. 3 m-ről figyelve följegyeztük a különböző tesztfelületekre leszálló bögölyök viselkedését, tesztfelületekkel való érintkezéseik és az onnan történő fölröppenéseik számát, valamint az ott töltött időtartamokat.

Az első választásos terepi kísérletben 9 bögölyfaj hím és nőstény egyedeit sikerült begyűjteni a vízszintes fekete műanyag fólián. A kísérletek során 7 különböző viselkedéselemet lehetett megfigyelni a tesztfelületeknél, amelyek a következők voltak:

Mielőtt a bögölyök leszállnának egy vízszintesen poláros fényt visszaverő, sima felületű, vízszintes fekete műanyag fóliára jellegzetes "érintő röpülést" végeznek, aminek során többször is megérintik a felületet (fekete pontokkal jelölve). A röppálya a fényes fekete fólia esetén két szélsőséges esetben közel függőleges (A), illetve vízszintes (B) ívekből áll. A bögölyök a leszállás előtt egyszer (C) vagy kétszer (D) érintik meg a felületet. A repülési irányt a nyílfejek mutatják

Érintés: A vizsgált bögöly többször elrepül a tesztfelület fölött, miközben 5-30-szor röviden megérinti azt. Két jellegzetes „érintő repülési” típust különítettünk el: közel függőleges, illetve vízszintes röppályával (A-B. ábra) jellemezhető.

Leszállás: A rovar azonnal vagy az „érintő repülést” követően leszáll a tesztfelületre, és legálabb 2 másodpercig ott marad (C-D. ábra).

Helyben maradás: A bögöly leszállás után több másodpercig a tesztfelület ugyanazon pontján mozdulatlanul áll.

Járkálás: A rovar gyorsan és folyamatosan mászik a tesztfelületen, közben többször irányt változtat.

Söprögetés: A bögöly járkálás közben meg-megáll, miközben két első lábával „söprögetni” kezdi a felszínt. Ezután kissé tovább halad, majd újra kezdi az előző mozdulatot.

Fölröppenés: Az előző három tevékenység közben a rovar föl-fölszáll a tesztfelületről, majd 1-2 másodperc múlva visszatér annak más pontjára.

Elrepülés: A bögöly végleg elhagyja a tesztfelületet.

Az első vizsgálat során mért adatok alapján a fényes fekete műanyag fólia vonzóbb volt a bögölyök számára, mint a másik négy tesztfelület. Az érintések száma a fényes fekete fólia esetében sokkal magasabb, mint a többi négy esetben. Ez azzal magyarázható, hogy általában a fényes fekete fóliára való leszállást az „érintő repülés” előzte meg, míg a többi tesztfelület esetén ez a viselkedéselem ritkán volt megfigyelhető. Az alumínium fólia, a matt fehér szövet és a matt fekete szövet nem bizonyult vonzónak a bögölyök számára.

Bögöly a fényes fekete tesztfelületen

A második választásos kísérletetünkben kétféle tesztfelszínt használtunk a falapok borítására: a fényes fekete műanyag fóliát és fényes fehér műanyag fóliát. A köztük lévő távolság 1 m volt. Függőleges, illetve vízszintes helyzetüket óránként változtattuk. A tesztfelületekhez érkező bögölyök viselkedését 3 m-ről figyelve folyamatosan rögzítettük.

A második kísérletben a függőlegesen elhelyezett tesztfelületek (fényes fehér illetve fekete fólia) egyáltalán nem voltak hatással a bögölyökre. Ha mindkét fóliát vízszintesen a földre fektettük, akkor ugyanazokat a viselkedés elemeket figyeltük meg, mint az első kísérletben. A fényes fekete fólia ebben az esetben is vonzóbb, mint a fényes fehér.

A harmadik választásos kísérletben 3 pár különböző beállítású, ragasztóval bevont csapdát helyeztünk ki. A csapdák alapjait falapok képezték, melyekre fényes fekete illetve fehér műanyag fóliákat erősítettünk és színtelen, szagtalan nem beszáradó ragasztóval vontuk be őket. Az első pár csapdát (egy fekete és fehér műanyag fóliával takart) vízszintesen a földre fektettük. A második pár csapdát a lombkorona szintjén, 190 cm-es magasságban vízszintesen helyeztük el úgy, hogy fényes, ragasztós felületük a föld felé nézzen. A harmadik pár csapdát függőleges irányultsággal szintén a lombkorona szintjén, 190 cm-es magasságban, függesztettük fel, és a csapdák mindként oldalát ragasztóval bevontuk. A csapdákat egymástól 2 m-re, a kísérleti párokat pedig egymástól 20 m-re állítottuk fel. A befogott bögölyöket leszámoltuk és metil-alkoholban tartósítottuk a későbbi határozás végett.

A harmadik kísérlet eredményét összefoglaló táblázat adataiból megállapítható, hogy a bögölyökre vonzó hatást kizárólag a földre fektetett, fényes fekete felületével felfelé néző csapdák fejtettek ki. Mindezek alapján megállapítható, hogy a bögölyök érzékenyek a vízszintesen poláros fényre, ha az szemük hasoldali (ventrális) régióját éri.

A második választásos kísérletetünkben kétféle tesztfelszínt használtunk a falapok borítására: a fényes fekete műanyag fóliát és fényes fehér műanyag fóliát. A köztük lévő távolság 1 m volt. Függőleges, illetve vízszintes helyzetüket óránként változtattuk. A tesztfelületekhez érkező bögölyök viselkedését 3 m-ről figyelve folyamatosan rögzítettük.

A második kísérletben a függőlegesen elhelyezett tesztfelületek (fényes fehér illetve fekete fólia) egyáltalán nem voltak hatással a bögölyökre. Ha mindkét fóliát vízszintesen a földre fektettük, akkor ugyanazokat a viselkedés elemeket figyeltük meg, mint az első kísérletben. A fényes fekete fólia ebben az esetben is vonzóbb, mint a fényes fehér.

A harmadik kísérletben használt csapdákkal begyűjtött bögölyök egyedszáma

A negyedik választásos kísérlethez egy fehér és egy fekete, 70 cm átmérőjű kör alakú műanyag tálcát használtunk. Ezeket 4 cm-es vastagságban csapvízzel feltöltöttük, és egymástól 1 m-re, árnyékos helyen helyeztük el. A két tálca pozícióját kétóránként cseréltük. 3 m-es távolságból figyelve rögzítettük a tálcákhoz érkező bögölyök viselkedését.

Horváth Gábor és Kriska György a fehér és fekete vizestálcákkal (Fotó: Kriska György és Horváth Gábor)

A 4. kísérlet eredményei szerint a bögölyök szinte kizárólag a fekete vizes tálcát választják. Sokkal többször érintik meg a fekete vizes tálca felszínét, mint a fehérét. Míg a fekete vizes tálca erősen és vízszintesen poláros fényt, addig a fehér vizes tálca gyengén és nem vízszintesen poláros fényt reflektál. Ezen eredmények újból alátámasztják a hipotézist, amely szerint a bögölyök erősen és vízszintesen poláros fény felé vonzódnak, azaz pozitív polarotaxist mutatnak.

Az érintés, leszállás és járkálás viselkedéselemek száma a negyedik kísérletben. NT: Az „érintő repülés” során a vízfelszín megérintésének száma

Az ötödik választásos kísérlet öt különböző helyszínén ugyanazokat a műanyag tálcákat használtuk, mint a 4. terepkísérletben, csak most a csapdákba étolajat öntöttünk (4 cm-es vastagságban). A vizsgálat alapvető célja a bögölyök pozitív polarotaxisán alapuló poláros bögölycsapda prototípus tesztelése volt. Korábbi kísérletekből tudjuk, hogy az étolaj képes csapdába ejteni azokat a rovarokat, amelyek megérintik a felületét.

Az ötödik kísérlet során a fekete olajtálcák összességükben 776 darab, míg a fehér olajtálcák csak 25 darab egyedet csapdáztak. A választásos viselkedési kísérlet eredményei újfent alátámasztják az alaphipotézist, (miszerint a bögölyök pozitív polarotaxist mutatnak, és a vízszintesen poláros fény szemük ventrálisan elhelyezkedő ommatidiumaival érzékelik).

Terepkísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy a vízszintesen poláros fény egyfajta szupernormális ingerként ellenállhatatlan vonzerőt gyakorol a bögölyökre, még akkor is, mikor számos ló és/vagy szarvasmarha, azaz gazdaállat volt a közelben.

Horváth Loránd és Horváth Gábor a terepkísérleti helyszínen a kiskunhalasi temetőben

A vérszívó rovarok közül a bögölyök az elsők, melyeknél sikerült kimutatni a pozitív polarotaxist, ami lehetőséget nyújt olyan optikai alapon működő, új rovarcsapdák kifejlesztésére, amelyek a fény erős és vízszintes lineáris polarizációja révén fejtik ki jelentős vonzó és csapdázó hatásukat. A hagyományos bögölycsapdák működése alapvetően a visszavert fény erősségén, színén, a csapda alakján, méretén vagy mozgásán alapszik. Ezen csapdákban gyakran használtak vonzó hatású anyagokat, ilyenek a szén-dioxid, ammónia és aceton. Azonban eddig egyetlen bögölycsapda sem váltotta be teljesen a hozzáfűzött reményeket, sem a hatékonyság, sem pedig a szelektivitás tekintetében.

ELLENŐRIZD A TUDÁSOD!

Forrás

Kriska Gy., Horváth G., Majer J., Szivák I., Horváth L. (2007) Poláros fénnyel a bögölyök ellen. Élet és Tudomány 62: 1549-1551

(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.

ELLENŐRIZD A TUDÁSOD!

Forrás

Kriska, György (2020) Vízirovarok polarizációérzékelése, poláros ökológiai csapdák. Akadémiai nagydoktori thesis, ELTE TTK

Kriska Gy. (2022) Édesvízi gerinctelenek Közép-Európában