Előfizetés a lapra

Életmentő fénycsapdák

biológia, csapda, dunavirág, fényszennyezés, kérész, polarizáció, rovar

2016/10/06

Késő nyári alkony a Dunánál. Fehér kérészek sora tűnik fel a víz felett, kezdődik a dunavirágzás. A szárnyas rovarok légtánca igazi kuriózum, kérészéletükre azonban egy közelmúltban felfedezett „fényes” probléma vet árnyékot: a kivilágított hidak összetett ökológiai fénycsapdaként működnek, e hatás csökkentésére azonban vannak erőfeszítések. Kutyaharapást szőrével, azaz a fénysorompó segíthet a dunavirágok védelmében.

 (POTYÓ IMRE FELVÉTELE)

Közismert, hogy a nem megfelelő időben vagy módon használt lámpák csillagászati fényszennyezést okoznak, és azt is sokan tudják, hogy a mesterséges éjszakai fények a sötét környezethez képest nagyobb intenzitásukkal számtalan faj egyedeit vonzzák vagy éppen taszítják. Ez a hagyományos ökológiai fényszennyezés jelensége, a különböző állatok fényre adott helyváltoztató válaszreakciója pedig a pozitív vagy negatív fototaxis.

 Számos ízeltlábú, fejlábú és gerinces fajról tudjuk, hogy a fénypolarizáció érzékelésére alkalmas látórendszere van, amely alkalmas az égboltfény polarizációs mintázatát alapul vevő tájékozódásra vagy a vizes élőhelyek felkutatására. E fajok poláros fényre adott helyváltoztató ingermozgása a pozitív vagy negatív polarotaxis. Az ELTE Környezetoptika Laboratórium elmúlt évtizedbeli kutatásai révén ismertté vált a poláros fényszennyezés is, ami alatt a sötét és fényes mesterséges felületekről visszaverődő erősen és vízszintesen poláros fény káros hatásait értjük. E szemfényvesztő felületek ugyanis számtalan vízirovart megtévesztenek, amelyek a természetes víztesteket a felszínükről tükröződő vízszintesen poláros fény alapján ismerik fel. A poláros fényszennyezés „tetten érhető” például, amikor szitakötők végeznek járőröző repülést fényes fekete márvány sírköveknél vagy amikor tömegesen rajzó és petéző dunai tömegtegzesek (Hydropsyche pellucidula) figyelhetők meg a folyóparti üvegpaloták függőleges ablakainál. Olyan összetett ökológiai csapdát ez idáig nem ismertünk, ahol a hagyományos ökológiai fényszennyezés és a poláros fényszennyezés együtt van jelen.

 A víz felett rajzó kérészfajok, mint a tiszavirág (Palingenia longicauda) és a dunavirág (Ephoron virgo) esetében a pozitív polarotaxisnak abban van meghatározó szerepe, hogy rajzáskor e rovarok mindvégig a vízfelszín felett repüljenek. Más kérészfajok akár több mint egy kilométerre is eltávolodhatnak a víztől, esetükben a pozitív polarotaxis a nőstények vízhez való visszatérését segíti a petézés végett. Mivel számos kérészfajnál bizonyított tehát a polarotaktikus vízdetekció, e szárnyas rovarok is ki vannak téve a poláros fényszennyező felületek negatív hatásainak. Ennek korábbról ismert két példája, amikor párzó és petéző kérészek lepik el a sötét aszfaltutakat, illetve a fekete vagy piros autók vízszintes karosszériáját.

 

Csúcsforgalom a hídnál

A dunavirágok 19:30–20:00 körül, sötétedés után jelennek meg a víz felett, majd a nőstények rajokba rendeződve megkezdik a folyó folyásirányával szemben haladó kompenzációs repülésüket. E viselkedéssel a vízbe kerülő peték adott folyószakaszból való elsodródását ellensúlyozzák, továbbá elérik, hogy a petecsomók megközelítőleg azon a helyen érjék el a mederaljzatot, ahol az éppen rajzó kérészek korábban sikeresen kifejlődtek.

Fényporszívó: kérészcsóva a tahitótfalui Duna-hídnál (POTYÓ IMRE FELVÉTELE)

 A néhány kilométeres kompenzációs repülés során a nőstények végig a középvonal felett haladnak, amiben a víztükörről visszavert fény erősen és vízszintesen poláros optikai jele vezeti őket. Amint azonban a víz felett repülő nőstények egy folyón átívelő hídhoz érnek, nem folytatják útjukat, hanem a híd előtt feltorlódva egyfajta örvénylő mozgásba kezdenek. Terepi mérések alapján megállapítottuk, hogy a kérészrepülést ilyen esetekben a hídról és a híd képét tükröző vízfelszínről visszaverődő kisebb polarizációfokú és függőlegesen vagy ferdén poláros fény állítja meg, ami a folyó korábban vezérfonalat nyújtó (erősen és vízszintesen poláros) optikai jelét megszakítja. Vizsgálataink szerint a kérészek visszafordulnak az olyan természetes vízpartoktól is, amelyek a parti növényzet tükröződése miatt függőlegesen vagy ferdén poláros fényt vernek vissza. E viselkedés folytán nem jutnak el és nem rakják le petecsomóikat azokra a szintén vízszintesen poláros fényt tükröző iszapos partrészekre, ahol a lárvák nem tudnak kifejlődni.

 Csóvákban csüngő csellengők

A híd előtt feltorlódó dunavirágok – a pozitív fototaxisuk révén – a közeli mesterséges fényforrások vonzó hatásának is ki vannak téve. Többször láttuk, ahogy az összegyűlt kérésztömegből rajok váltak ki, melyek egy része a híd fölé érve rögtön a híd aszfaltútjára szállt és petézett le, míg a többség a hidat bevilágító lámpatestekhez repült. A fényforrások körül egyre növekvő és hajladozó kérészcsóvákhoz a később érkező egyedek is csatlakoztak, így a tömegrajzások csúcspontján több tízezer dunavirág csüngött a lámpákon. A zizegő kérészfelhő megfigyelőinek olyan érzésük támadhatott, mintha „nyári hóviharba” kerültek volna. Hasonlóról számolt be Pongrácz Sándor is 1936-ban: a Duna kérésze „akkor jelenik meg, amikor már besötétedik, akkor lepi el az éjjeli lámpákat”.

 Összetett ökológiai fénycsapda: a hídlámpák a hagyományos ökológiai fényszennyezés által, a hidak aszfaltfelszínei  pedig a poláros fényszennyezés által hatnak a nőstény dunavirágokra

A folyó felett a peték vízbe rakásával legkésőbb 21:30 körül befejeződik a dunavirágzás, a hídlámpák körüli rajzás azonban 23:30-ig is folytatódhat. Végül a fénycsapdába esett kérészek is végkimerülésben az útra hullanak és az aszfalt vízszintesen poláros optikai jelét tévesen vízfelszínként azonosítva, a száraz útburkolatra rakják 6–9 ezer petét tartalmazó petecsomóikat. Emiatt késő estére az érintett útszakasz nagy részét fehér kérésztetemek és sárga petecsomók borítják. A kérésztakaró alsó rétegeiben a már lepetézett és elpusztult, míg felül a szárnyaikkal egyre gyengébben verdeső egyedek vannak. A kiszáradt kérésztakaróból vett mintegy 1500 egyedet tartalmazó mintában mikroszkópos vizsgálataink szerint 99 százalékban nőstények voltak, ami arra utal, hogy a hídra főként a kompenzációs repülésben részt vevő nőstények jutottak fel.

 Mindez tehát azt jelenti, hogy a nőstény dunavirágokra a közvilágítás fényei a hagyományos ökológiai fényszennyezés által, a hidak vízszintes aszfaltfelszíne pedig a poláros fényszennyezés által együttesen hatnak. Ilyen összetett ökológiai fénycsapdát elsőként nekünk sikerült leírnunk és megmagyaráznunk.

 

Lámpás kísérletek a védelemért

A természetvédelmi oltalom alatt álló dunavirág megmentésére kézenfekvő lenne az érintett hídlámpák rajzás idejére történő lekapcsolása, ám ez közlekedésbiztonsági okokból nem kivitelezhető. A dunavirág látásáról terepkísérleteken szerzett új ismeretek azonban lehetővé tehetik egy megfelelő védelmi rendszer kidolgozását

A polarizációs mintázatok szerint a folyó középvonalában erősen és vízszintesen poláros, a parti növényzet tükörképénél gyengén és függőlegesen poláros fény tükröződik (A); a híd tükörképénél visszaverődő gyengén és függőlegesen poláros fény megszakítja a folyó erősen és vízszintesen poláros optikai jelét (B); a híd erősen és vízszintesen poláros aszfaltútját a kérészek tévesen vízként azonosítják (C).

 Első terepkísérletünkben a függőlegesen poláros, polarizálatlan és vízszintesen poláros fényű, de azonos fényerősségű és spektrális tulajdonságú lámpák dunavirágokra gyakorolt hatását vizsgáltuk Tahitótfalunál 2013-ban. A lámpafényt a folyó közepén repülő kérészekre irányítottuk, majd mindhárom fenti szűrőállásnál 7 fotót készítettünk a lámpához vonzott egyedekről. A 46 ismétlésben készített 966 fotón saját fejlesztésű kiértékelő programunkkal 108 ezer dunavirágot azonosítottunk. Eredményeink szerint a vízszintesen poláros fény 7,9-szer több egyedet vonzott, mint a függőlegesen poláros, és 4,3-szer többet, mint a polarizálatlan párja. Ez alapján úgy véltük, hogy ha a hidakról vízszintesen poláros reflektorokat lógatnánk a víz fölé, akkor a kérészek ezeket előbb megpillantva és vonzóbbnak találva, képeznének csóvákat, és nem kerülnének a (polarizálatlan) hídlámpák bűvkörébe.

 2015-ben, második terepkísérletünk során e feltételezésünket vizsgáltuk meg. Arra kerestük a választ, hogy a dunavirágok mozgásának irányításában a fototaxis vagy a polarotaxis számít-e elsődlegesnek. Valóban szükségesek-e tehát egy kérészvédő fénysorompó kiépítéséhez a poláros reflektorok, vagy elegendő az egyszerűbb hagyományos, polarizálatlan változat használata? A nagyobb intenzitású polarizálatlan és (a polárszűrő használata miatt) 60 százalékkal kisebb fényerősségű vízszintesen poláros fényforrásokat ez esetben farúdon lógattuk a vízfelszín fölé a híd folyásirányú oldaláról, ahonnan a kompenzációs repülésüket végző nőstény dunavirágok a hídhoz érkeztek. A fénysorompó lámpáihoz vonzott kérészekről 549 képet készítettünk, melyeken mintegy 100 ezer dunavirágot azonosítottunk. Eredményeink azt mutatják, hogy a nagyobb intenzitású polarizálatlan fényű reflektor 2,5–2,7-szer több dunavirágot vonzott, mint a (polárszűrő révén) kisebb fényerejű, vízszintesen poláros párja.

  Dunavirág-védő fénysorompó tesztje Rábahídvégen  (KRISKA GYÖRGY FELVÉTELEI)

 

 

 

Mivel tehát a nagyobb fényintenzitás miatt a polarizálatlan reflektorok erősebb reakciót válthatnak ki a dunavirágokból, mint polárszűrős változatuk, ezért egy hagyományos reflektorokból álló védő fénysorompó önmagában hatékonyabb lehet. Ennek használatával a hagyományos ökológiai fényszennyezés – a bámészkodni vágyók örömére – továbbra is elkerülhetetlenül fennállna, viszont a kérészek a fénysorompót vonzóbbnak találva nem repülnének fel az aszfaltút feletti hídlámpákhoz. Ennél fogva nem láthatnák a híd aszfaltútját sem, így a kimerülő kérészek nem arra, hanem petéikkel együtt a folyó vizébe hullanának, az utódgeneráció tehát megmenekülhetne. A kecske is jól lakik,  a káposzta is megmarad.

 FARKAS ALEXANDRA,

 EGRI ÁDÁM, HORVÁTH GÁBOR, KRISKA GYÖRGY

 

 

 

 

 KERETES:

 


Keretes írásunk:

Virágzó Duna

 A kérész szó hallatán a hazánkban előforduló mintegy 90 faj közül legtöbben a tiszavirágra gondolunk. Kisebb testű rokonáról, a dunavirágról is egyre többet lehet azonban hallani, mivel az utóbbi években többször is magára vonta a figyelmet tömeges megjelenésével. A Duna folyamatosan tisztuló vizének hála, néhány éve újra százezerszámra lehetett megfigyelni e törékeny rovarok nászrepülését például a Szentendrei-sziget környékén vagy a főváros északi részén. Örvendetes hír ez, mivel a faj a korábbi évtizedekben egész Európában megritkult, valószínűleg a vízszennyezés miatt.

A dunavirág petékből kikelő lárvái 4-5 hónapig fejlődnek a folyó medrében. Járatokat furkálnak az aljzatban, moszatokkal és szerves törmelékkel táplálkoznak. Folyómedri rejtett élőhelyükről július végétől szeptember elejéig emelkednek a vízfelszínre, majd szárnyas rovarrá alakulnak. A hímeknél ez a nem ivarérett szubimágó, amely vedléssel alakul át ivarérett imágóvá, míg a nőstényeknél a lárvabőrből rögtön az ivarérett szárnyas rovar kel ki. A frissen kikelt egyedek egymással összhangban kezdik meg nászrepülésüket naplemente után. Rövid imágóéletük alatt a hímek felkeresik a nőstényeket, majd párosodás után elpusztulnak. A nőstények ezután felfelé repülnek a folyón, majd vízbe helyezik petecsomóikat. A süllyedő, tovasodródó petéket a folyó a nőstény korábbi fejlődési helyére segíti.

A rajzó rovarok nem táplálkoznak, csak a fajfenntartás ösztöne vezérli mindegyiket. Mivel sok rovarhoz hasonlóan vonzódnak a mesterséges fényhez, nászrepülésük során gyakran csábulnak az utcai lámpák közelébe. Ilyenkor egy-egy fényforrás körül akár százezer egyed is összegyűlhet, melyek tetemei később fehérbe borítják az utakat, hidakat. A bőséges táplálékforrásból a folyó halai és a környék denevérei is előszeretettel lakmároznak.

NÉMETH TAMÁS

2016/34