Különleges szemük segíti a hím kérészeket a pártalálásban

Magyarországon 98 kérészfaj él. Többségük rejtetten, folyókban és patakokban fejlődik, míg kifejlett állapotban csupán néhány órát vagy napot élnek. Ilyenkor már nem táplálkoznak; egyetlen feladatuk a szaporodás. Lárvaként viszont akár évekig is fejlődhetnek a vízfenéken, ahol élőbevonatot és szerves törmeléket fogyasztanak. Mivel a kérészlárvák érzékenyen reagálnak a vízminőségre, kiváló bioindikátoroknak számítanak.

A Rhithrogena semicolorata erezett kérész lárvája (Fotó: Potyó Imre)

A kérészek körében sok esetben megfigyelhető, hogy az ivari kétalakúság a szemekre is kiterjed. Egyes csoportok – például a teleszkópszemű kérészek (Baetidae) családjának – hímjei különleges, felfelé irányuló „turbánszemmel” rendelkeznek. A mostani vizsgálatban szereplő erezett kérészek (Heptageniidae) hímjeinek ugyan nincs külön turbánszemük, de összetett szemük két régióra tagolódik: egy nagyobb, felfelé tekintő felső és egy kisebb, lefelé irányított alsó részre. A nőstények szeme ezzel szemben egységes felépítésű.

A fajok többségénél a hímek repülés közben, alulról ragadják meg a nőstényeket. A világos égbolt előtt a nőstények sötét foltként tűnnek fel, ezért döntő jelentőségű, hogy a hímek milyen fénytartományban és milyen gyorsan képesek érzékelni a fölöttük elhaladó mozgást. Mivel a rajzás időszaka rövid – sokszor mindössze néhány óra –, a sikeres párzás nagyban függ a látás hatékonyságától.

Párzó R. semicolorata kérészek: fent: nőstény; lent: hím (Fotó: Potyó Imre)

A hímek és nőstények látórendszerének részletes vizsgálatához Egri Ádám, Jásdi Mihály és Kriska György elektroretinográfiát alkalmaztak. Ez az eljárás a szem fotoreceptorainak elektromos jeleit méri különböző fényingerekre adott válaszként.

Két tulajdonságot vizsgáltak: a spektrális érzékenységet (vagyis azt, milyen hullámhosszú fényt érzékel leghatékonyabban a szem) és az időbeli felbontást (vagyis azt, milyen gyorsan képes követni a fényingerek változását, aminek mérőszáma a kritikus fúziós frekvencia).

A vizsgálatok során különböző hullámhosszon felvillanó fényeket, illetve különböző frekvenciájú villogó ingereket alkalmaztak. A mérések egyértelműen rámutattak a hím és nőstény kérészek látása közötti markáns különbségekre.

A hímek felső szemrégiója kizárólag az ultraibolya fényre érzékeny, míg az alsó régió szélesebb hullámhossztartományt érzékel. Ez összhangban áll azzal, hogy a naplementéhez közeledve az égbolt ultraibolya-fényben gazdagabbá válik, így a nőstények körvonalai jól kirajzolódnak a hímek számára.

Hím R. semicolorata (Fotó: Potyó Imre)

A hímek felső szemrégiójának időbeli felbontása rendkívül nagy: a kritikus fúziós frekvencia eléri a 150 Hz-et, ami másfél­szerese az alsó régió értékének. Ez azt jelenti, hogy a hímek a felettük elsuhanó, gyorsan mozgó tárgyakat sokkal hatékonyabban észlelik.

A nőstények látása minden vizsgált paraméterben a hímek alsó szemrégiójához hasonlít, vagyis általános tájékozódási funkciókat szolgál.

Nőstény R. semicolorata (Fotó: Potyó Imre)

A látás rendkívül energiaigényes folyamat, ezért a természetben csak akkor alakul ki ilyen mértékű specializáció, ha valódi előnyt jelent. A hím E. lateralis kérészek esetében ez a többlet „befektetés” a sikeres pár megtalálását szolgálja. A nőstények pedig így rakhatják le megtermékenyített petéiket a patakokba, biztosítva a következő generáció fennmaradását.

A kutatás rávilágít arra, hogy a kérészek látórendszere jóval összetettebb és finomabban hangolt, mint azt korábban feltételeztük – és hogy az ivari különbségek a rovarok vizuális világában is kiemelt evolúciós szerepet játszanak.

A tanulmány a Scientific Reports oldalán jelent meg.