25 év együtt a poláros fény nyomában

2022.07.07.
25 év együtt a poláros fény nyomában
Bár kérészekkel is foglalkoznak, munkakapcsolatuk nem nevezhető kérészéletűnek: Horváth Gábor, az ELTE Fizikai Intézet egyetemi tanára és Kriska György, a Biológiai Intézet docense negyedszázada dolgozik együtt különféle környezetoptikai projekteken. Közös munkáikról, az elért eredményekről most közel egyórás filmet forgatnak, a júniusi tiszavirágrajzás alkalmából újabb részletet sikerült rögzíteniük. 

Kriska Györgyöt gyerekkora óta vonzza a vízi világ. Amikor már tanársegéd volt, meghirdetett egy speciálkollégiumot „Édesvizek élete” címmel. Horváth Gábor Regensburgban szeretett bele a vízirovarokba meg a polarizációérzékelésük vizsgálatába, és amikor visszatért, elkezdett járni erre a speckolra. Nem sokkal később már együtt indítottak terepkísérletet a kérészek polarotaxisának vizsgálatára, amiből 1998-ban sokat idézett cikkük jelent meg a Journal of Experimental Biology-ban. A szakmabeliek az "aszfaltkérészes" munkát azóta is az ökológiai csapdajelenség egyik legjobb kísérleti bizonyítékának tartják.

Ezután kezdődött a bögölycsapda története: a kutatók a kiskunhalasi református ótemetőben kezdtek el azon gondolkodni, miért is vonzódnak a szitakötők a fekete sírkövekhez. 2007-ben közösen vettek részt egy ismeretterjesztő cikkpályázaton, ahol Poláros fénnyel a bögölyök ellen című írásuk hozzásegítette őket egy európai uniós pályázathoz. „A bögölyök többek között vizet keresnek, amit úgy találnak meg, hogy a felületéről tükröződő vízszintesen poláros fényt érzékelik. Más folyadékra is rászállnak azonban, ha az poláros fényt ver vissza – meséli Horváth Gábor. – Kezdetben azt sem tudtuk, miért repülnek a bögölyök a vizekre. Napokig ültünk egy vízzel teli, fekete (vízszintesen poláros fényt visszaverő) tálca mellett, s néztük, mi történik.” Miután rájöttek, hogy a bögölyök érzékelik a poláros fényt, erre építették poláros bögölycsapdáikat. Ez volt az első innovációjuk, amely szabadalmi oltalmat kapott. 

Horváth Gábor és Kriska György vizestálcás megfigyelése a kiskunhalasi temetőben 

Később más találmányokkal is megpróbálkoztak. Felfigyeltek rá, hogy a poláros fényt érzékelő vízirovarok a víz helyett gyakran a vízszintesen poláros fényt visszaverő napelemtáblákra és napkollektorokra szállnak le, és ott rakják le a petéiket, így azonban sok egyed elpusztul. A megfigyelésből született meg újabb ötletük, amelynek az volt a lényege, hogy a poláros fényszennyező felületek, például a napelemtáblák, akkor nem vonzzák a polarotaktikus rovarokat, ha megfelelően vékony és sűrű csíkú, fehér depolarizáló ráccsal vonják be őket.

A depolarizáló rácshatást a zebrák is használják. Ráadásul azokon a testtájakon, amelyeket jobban kell védeniük, finomabb a csíkozás. „Ha előbb fedezzük fel ezt a zebra-effektust, akkor szinte azonnal rájövünk a poláros fényszennyezés elleni védelemre. Nem így történt, először a depolarizáló csíkhatást találtuk föl, és ezután jutott eszünkbe a zebra esetének terepkísérleti tanulmányozása” – emlékezik Horváth Gábor. A Nature-ben is méltatott kutatás David Attenborough figyelmét is felkeltette, és bevette a zebrákról szóló dokumentumfilmjébe, elkérve a viszgálathoz használt lómaketteket.

Ennek kapcsán a két kutató az Afrika, Ausztrália, Pápua Új-Guinea és Észak-Amerika bennszülött törzsei között dívó csíkos testfestést is vizsgálatnak vetette alá, és kimutatta, hogy a csíkozás erős vizuális védelmet nyújt az élősködő legyek ellen is. 

Kriska György és Horváth Gábor, aki éppen a zebracsíkvastagságot méri

A tiszavirág és más kérészfajok is a vízszintesen poláros fény segítségével találják meg a peterakóhelyükül szolgáló vizeket. A kutatók azt figyelték meg, ha valamilyen depolarizáló tárgy jelenik meg az egyébként poláros optikai környezetben, nagy változások következhetnek be a kérészek viselkedésében. Egy híd például megakasztja őket, és az összes nőstény oda rakja le a petéit, de a peték ott víz hiányában elpusztulnak. „Ez biológiai-ökológiai jelenség, aminek megint csak a poláros fényszennyezés az oka” – magyarázza Kriska György. Szokásukhoz híven a kutatók most sem érték be a probléma megértésével, hanem gyorsan megoldást is kerestek rá. 2019-re a tahitótfalui Tildy Zoltán hídon elkészült a világ első kérészvédő fénysorompó-rendszere, amellyel a folyó vize felett lehet tartani a rajzó kérészeket. A magyar találmányt a Science tematikus összefoglalója is kiemelte a természet védelmére született jó gyakorlatok között. 

A tahítótfalui Tildy Zoltán híd dunavirágzáskor (Kriska György felvétele)

A híres balti borostyánköveket meglátva a két kutatónak az is szemet szúrt, hogyan kerülhettek vízirovarok szárazföldi fák megkövesedett gyantájába. Egy korábbi elméletet megfordítva arra jutottak, hogy a nedvességet kereső vízirovarokat optikai tulajdonságai vonzhatták a fenyőfák törzséből kifolyó gyantához. "A csaknem vízszintes irányú, sötétbarna fatörzsek polarizálják legjobban a visszavert fényt, ezek csalhatták magukhoz a legtöbb polarotaktikus állatkát" – lebbenti fel a fátylat a titokról Kriska György. 

Sok egyéb mellett a kutatók foglalkoztak az épületek poláros fényszennyezésével és annak kiküszöbölésével, tanácsokat adva az építészeknek, milyen színeket és matériákat használjanak, de kifejlesztették a polarizációs felhődetektort is, amely olyan információkat vesz figyelembe a meteorológiai viszonyok meghatározásához, amiket az emberi szem nem lát, például a polarizációfokot és -irányt.

2016 szeptember elején az ELTE Eötvös Kiadónál jelent meg A poláros fény környezetoptikai és biológiai vonatkozásai című egyetemi tankönyv, közös munkájuk egyik nagy eredménye. És még ebben az évben együtt vehették át a Harvard Egyetemen a fizikai Ig Nobel Prize-t, a díj olyan tudományos kutatási eredményeket ismer el, amelyek elsőként nevetésre, majd gondolkodásra ösztönöznek.

„Az igazán jó gondolatok akkor születhetnek, ha együtt végezzük a terepmunkát, és közösen keressük a megoldásokat. Az évek során sokat tanultunk egymástól. Szakmai beszélgetéseinkkor egy kívülállónak sokszor azt sem lenne könnyű kitalálnia, melyikünk a fizikus és melyikünk a biológus” – mondja kapcsolatukról egy régebbi interjúban Kriska György. „A munkánk nem válik el élesen, mindketten értünk ugyanis a másik területéhez is” – teszi hozzá Horváth Gábor. 

A 25 éves együttműködésről idén 50 perces filmet készítenek, a Poláros világ elnyerte az Innovációs és Technológiai Minisztérium által meghirdetett Tudományos Mecenatúra Pályázat támogatását is. A természet polarizációs mintáival foglalkozó kutatások közül most éppen a tiszavirággal kapcsolatos témák felvétele volt aktuális: a forgatásra június 28–29-én Tivadarnál került sor.

Ízelítő a felvételből 

Tiszavirágzás Tivadarnál 2022

Tiszavirágzás Tivadarnál 2022

0

/

0

0

/

0