Kép

Megtévesztett rovaroktól az innovációig

Ki gondolná, hogy lehet bármi közös egy temetőben és egy lovastanyában? Pedig mindkét helyszínen olyan jelenségeket figyeltek meg az ELTE Környezetoptika Laboratórium munkatársai, melyek elsőre humorosnak tűnhetnek, később azonban fontos, a gyakorlatban is hasznosítható felismerésekhez vezettek. Az Annals of Improbable Research rendezésében 1991 óta átadott IgNobel-díj is épp a mosolyt fakasztó, ám egyúttal gondolatébresztő és fejtörést okozó kutatásokért jár. A 2016-os 10 díjazott között volt a fenti kutatócsoporttal dolgozó hét magyar, egy svájci és egy svéd kutató két közös cikke is. Az első tanulmányban a kiskunhalasi temetőben megfigyelt szitakötők rejtélyes viselkedésének okait keresték a kutatók. Horváth Gábor, Kriska György és kollégáik többször is figyelemmel kísérték, amint számos különböző szitakötőfaj egyedei vonzódtak a fényes fekete sírkövek vízszintes felületeihez, míg a világos sírkövektől távol maradtak. Olykor oda-vissza szálltak a sírkő felett, de gyakran meg is érintették annak felületét, néhányuk pedig sütkérezett a sírkövek melletti ágakon. Egy másik szitakötő megjelenésekor a már ott lévő egyed megtámadta a betolakodót vagy próbált párzani vele. A kifejlett szitakötők természetes körülmények között csak vizeknél mutatnak ilyen territoriális és reproduktív viselkedést. Mivel sok vízirovarhoz hasonlóan a szitakötők is képesek érzékelni a fény polarizációs tulajdonságait és a felszínéről tükröződő erősen és vízszintesen poláros fény alapján ismerik fel a vizet, a kutatók azt feltételezték, hogy a temetői példányok viselkedésében is fontos szerepe lehet a sírkövek polarizációs sajátságainak. A képalkotó polarimetriai vizsgálatok alátámasztották, hogy a vízhez hasonlóan a fényes fekete sírkövek vízszintes felületeiről is erősen és vízszintesen poláros fény tükröződik. A sírköveknél látott szitakötők viselkedése tehát azért egyezik a természetes vizeknél élő szitakötőkével, mert a sötét felületek a vízhez való optikai hasonlóság révén megtévesztőek számukra. A világos, érdes sírkövek ezzel szemben nem vonzzák őket, hisz az azokról visszaverődő fény gyengén és nem vízszintesen poláros. Később más mesterséges sötét felületekről is kiderült, hogy a polarizációs hasonlóság miatt megtévesztik a vízirovarokat, ami a poláros fényszennyezés fogalmának megszületését eredményezte. A kutatók választásos terepkísérletekben is vizsgálták a szitakötők fekete és fehér fényes fóliákhoz és matt szövetekhez való vonzódását. A talajra terített tesztfelületek közül azonban a fényes fekete a szitakötőkön kívül a közeli lovas laktanyáról oda repülő bögölyöket is feltűnően vonzotta. E megfigyelés a vizet kereső hím és nőstény bögölyök polarotaxisának, azaz vízszintesen poláros fényhez való vonzódásának felfedezéséhez vezetett. A további részletek feltárása gödi és szokolyai lovastanyákon folytatódott, ahol a kutatók megfigyelték, hogy a bögölyök jóval gyakrabban zavarják a barna és fekete lovakat, mint a fehéreket. Beragacsozott lómakettekkel végzett választásos terepkísérletekkel meghatározták, hogy egy fekete ló akár ötször annyi nőstény bögölyt is vonzhat, mint egy fehér. Mivel a bögölyök állandó zaklatása és vérszívása az olykor maradandó sebek ejtésével és számos kórokozó hordozásával nagy károkat okoz a lótartóknak, nagy az igény a bögölyök ritkítására és távol tartására. A kutatás alapján a szerzők azt javasolták, hogy a sötét szőrű lovakra védelmük érdekében érdemes fehér lóruhát húzni. Később az is kiderült, hogy a fekete-fehér csíkos (és a tarka foltos) felületek még a homogén fehéreknél is kevesebb bögölyt vonzanak, ami a zebracsíkok szerepét firtató régi rejtély egy lehetséges új magyarázatát szolgáltatta, továbbá a bögölyök ellen védő zebracsíkos lóruha piacon való megjelenését eredményezte. Az IgNobel-díjas kutatások hasznosságát az is igazolja, hogy mindebből több szabadalom is született: három különböző lineárisan poláros fénnyel csalogató bögölycsapda, illetve a poláros fényszennyező felületek vonzóképességének csíkozással való csökkentése.

A cikk az Élet és Tudomány 2016/40. számában jelent meg.

Kép

Fogyatkozó Nap – fogyatkozó méhek

A háziméh és az ember kapcsolata igen nagy múltra tekint vissza, így a méhészek már számos alkalommal megfigyelhették a méhek teljes napfogyatkozás alatti zavart viselkedését is. Igen jellegzetes például, amint ezek a rovarok a totalitás pillanatának közeledtével tömegesen repülnek vissza kaptáraikhoz, némelyikük azonban időnként elvéti a bejáratot, illetve lassan és bizonytalanul repdesve a környező tárgyakba, növényekbe is beleütközik. Rendellenes viselkedésük csak tovább fokozódik, amikor a Hold teljesen a Nap elé kúszik: a kaptárokon kívül rekedt méhek ilyenkor nagy felhőkben kavarognak, némely esetben szokatlanul erős, zúgó hangot is hallatva. Amint aztán néhány perc elteltével a Nap első sugarai újra előbukkannak, az idegen kaptárban és a szabadban rekedt méhek ismét megpróbálnak visszajutni saját kaptárukba, ezt követően azonban gyűjtésük még jó ideig szünetel.

A méhek térbeli tájékozódása az égbolt polarizációs mintázatán alapszik, amely derült, részben felhős, borult és ködös időben egyaránt biztos iránytűt jelent a rovarok számára. Ennek segítségével „ki tudják számolni” a nektárforrás és a kaptár közti repülési irányt és távolságot, de az út megtételéhez szükséges „bioüzemanyag” mennyiségére is következtetni tudnak. Utóbbit azért kell szinte tökéletes pontossággal tudniuk, hogy virágmustrájukról a lehető legtöbb pollennel vagy nektárral térhessenek vissza családjukhoz. Út közben csak annyival több mézet szívnak fel a szükségesnél, ami 100-150 méter többletút megtételéhez elegendő. Teljes napfogyatkozás totalitása idején azonban a viszonyítási alapot adó égi mintázat térben és időben olyan gyorsan és drasztikusan változik, hogy a méhek egész egyszerűen eltévednek. Számukra pedig már egy rövid kerülő is végzetes lehet, az útvesztőben kiürülő mézhólyagjukkal ugyanis nem jutnak haza. Navigációs módszerük tehát szinte mindig szilárd lábakon áll, akkor azonban már kevésbé megbízható, ha a fény elszivárgott az égből. A méhészeknek szóló javaslat tehát a következő: érdemes figyelni rá, hogy a méhek ne lássák a teljes napfogyatkozást, a fenti problémára ugyanis nincsen védőszemüveg.

Horváth Gábor, Farkas Alexandra, Kriska György (2016) A poláros fény környezetoptikai és biológiai vonatkozásai. ELTE Eötvös Kiadó, p. 485.

Cikkem a National Geographic honlapján.

Kép

Üvegcsapdák

Rajzik a dunai tömegtegzes Budapesten! Kétségtelen, hogy a faj nevével nem sokat találkozunk a mindennapokban, holott a Duna-parton sétálva április végétől június elejéig gyakran megfigyelhetjük tömeges repülésüket. Szaporodásuk természetes körülmények között a folyók mentén álló nagyobb fák vagy bokrok csúcsainál zajlik, ám a tegzesrajok gyakran feltűnnek a rakparti üvegpaloták ablakainál is. Később a párosodó tegzesek és a petézéshez készülő nőstények közül egyre több az ablakokra is rászáll, végül pedig rengeteg egyed a Duna vize helyett az üvegre petézik. A rovarok különös viselkedésének hátterében a poláros fényszennyezés áll: rajzás elején vonzóbbnak találják a poláros fényt visszaverő ablakokat, mint a természetes rajzóhelyüket jelentő magas fákat, az ablakra szállva pedig azért petéznek le, mert a vízszintesen poláros üvegfelületet az optikai hasonlóság miatt tévesen vízként azonosítják.

Az üvegnél repdeső rovarfelhő könnyen megszerezhető táplálékot jelent számos madárfajnak is: a barázdabillegetők akár röptükben vagy egy helyben lebegve is képesek elkapni a tegzeseket, az üvegre szállt példányokból pedig házi verebek, szarkák és széncinegék is lakmározhatnak. Egy új megfigyelés szerint nagy fakopáncsok is csipegettek a tegzesekből, ami azért különleges, mert korábban még nem jegyezték fel, hogy ez a faj a közismert fakopácsolás helyett vízparti üvegépületeknél táplálkozott volna.

Pereszlényi et al. (2017) Atypical feeding of woodpeckers, crows and redstarts on mass-swarming Hydropsyche pellucidula caddisflies attracted to glass panes. Urban Ecosystems doi:10.1007/s11252-017-0672-3 (Kép: Kriska György, videó: Supplementary Video Clip 1.)
Kép

“Fényes” rovartemetők

A vizes élőhelyek világnapján egy közelmúltban felfedezett, ám korántsem új keletű környezeti probléma kerül górcső alá: a poláros fényszennyezés. A főként vízirovarokat csapdázó hatás szinte minden sötét és fényes mesterséges felület esetében jelentkezik, de a legkifejezettebb károkat a vízpart közeliek okozzák. Az elsők között megfigyelt zászlóvivő áldozatok temetőben tanyát vert szitakötők voltak, amelyek furcsa módon vonzódtak a fényes fekete sírkövek vízszintes felületeihez, miközben a világosaktól távol maradtak. Olykor oda-vissza szálldostak a fekete sírkövek felett vagy azok fényes felületét érintve le is rakták petéiket, néhány esetben pedig a sírkő feletti ágakon sütkéreztek vagy párzottak. Később más mesterséges sötét felületek közelében – például aszfaltutakon, pakuratavakban, fényes fekete és piros autókon, folyóparti üvegépületeknél és napelemeken is – megfigyeltek hasonlóan viselkedő szitakötőket és kérészeket, de más vízirovarokat is. Ezek a rovarok azonban természetes körülmények között csak vizeknél mutatnak ilyen territoriális és reproduktív viselkedést.

A rovartévedések hátterében az áll, hogy a vízhez hasonlóan a vízszintes fényes fekete felületekről is erősen és vízszintesen poláros (azaz vízszintes irányban rendezetten rezgő) fény tükröződik. Mivel a vízirovarok (az emberrel ellentétben) képesek érzékelni a fény polarizációs tulajdonságait, a sötét felületek a vízhez való optikai hasonlóság révén megtévesztőek lehetnek számukra. A világos, érdes felszínek ezzel szemben nem vonzzák őket, hisz az azokról visszaverődő fény gyengén és nem vízszintesen poláros. Fontos lenne tehát a jövőben arra is figyelni, hogy a vízpartok közelében kevesebb fényes fekete felületet telepítsenek, elősegítve ezzel a vízirovarok utódainak túlélését.

Horváth Gábor, Farkas Alexandra, Kriska György (2016) A poláros fény környezetoptikai és biológiai vonatkozásai. ELTE Eötvös Kiadó, p. 485.