A fény hatása a kártevőkre

Különböző jellemzői – fényerősség, polarizáltság, spektrum, fotoperiódus – döntően befolyásolják az egyes kártékony megjelenési alakoknak a táplálékul szolgáló kultúrnövényen történő megjelenését, kártételét, sőt az ellenük irányuló védekezési technológiák milyenségét.

Ezt követően példákkal alátámasztva tekintsük át a fény említett jellemzőinek kártevőket befolyásoló hatásait, illetve a kapcsolódó technológiai sajátságokat.

Fényintenzitás

A fény sokféleképpen hat a rovarokra, attól függően, hogy mely paraméterét vizsgáljuk. A fényintenzitás (fényerősség) meghatározza a kártevők napszaki ritmusát, aktivitását, azok, exogén és endogén ritmusát. Vannak tipikus éjjeli ún. nokturnális és nappali ún. diurnális ízeltlábúak. Érdekes, hogy ez a napszaki aktivitás egyes rovarcsoportok esetében az egyes megjelenési alakok színezettségében, a lárva életterében is megnyilvánul. A bagolylepkék (Noctuidae) esetében egyértelműen elkülöníthetők a nappali és az éjjeli fajok. A diurnális csoport tagjainak [pl.: gyapottok-bagolylepke (Helicoverpa armigera), mácsonya-bagolylepke (Heliothis adaucta), borsó-bagolylepke (H. viriplaca)] lárvái változatos színűek, zöldtől a bíborig több színben feltűnhetnek (1. kép).

A lombszinten tartózkodnak, ott is károsítanak. E lepkék szárnyfelülete változatos, a barna különböző árnyalataiban mintázott, hátsó pár szárnyuk esetenként feketén sávozott. Ezzel szemben a fénykerülő csoport [pl.: vetési bagolylepke (Scotia segetum), felkiáltójeles bagolylepke (Scotia exlemationis), C-betűs bagolylepke (Amathes C-nigrum)] lárvái rejtett életmódúak, talajfelszíni rétegekben tartózkodnak, csontszínű vagy piszkosfehér színűek (mocskos pajor, porkukac). A kifejlett alakok monokrómok, szürkés árnyalatúak.

Egyéb kártevő csoportok esetében is rendkívül jól körülírható e napszaki aktivitás. A tipikusan éjjel és nappal károsító rovarok mellett, vannak olyan fajok, melyek az átmenti, szürkületi időszakban élénkülnek meg, mint például a májusi cserebogár (Melolontha melolontha), a kalló cserebogár (Polyphylla fullo), vagy a júniusi cserebogár (Rhizotrogus solstitialis). E kártevők néhol tömegesen jelentkező repülése viszont nem a táplálékszerzéssel, annak keresésével, hanem szaporodási tevékenységükkel állítható párhuzamba.

A nappali fajok tájékozódásában a Nap, mint világító égitest, az éjjeli fajok esetében a Hold nyújt segítséget. Tájékozódásuk alapja az égitest Földdel bezárt szöge, a rovar ehhez képesti elhelyezkedése. Ez a helyzetmeghatározás, tájékozódás zavarható meg fényt kibocsátó tárgyakkal, mely felé egyes kártevők repülnek (összekeverve azt e bolygókkal). Az ilyen meghatározott hullámhosszú fényt sugárzó eszközt nevezzük fénycsapdának, mely az említett attraktáns hatás mellett, a rárepülő rovarok begyűjtésére is alkalmas. A fénycsapda a növényvédelmi prognosztika fontos eleme.

A napszaki aktivitás ismeretének rendkívüli szerepe van bizonyos növényvédelmi technológiák megvalósításában. Ilyen például virágzó, méhlátogatott kultúrák (őszi káposztarepce, napraforgó stb.) (2. kép) esetében a méhkímélő technológia.

Lényege a permetezés helyes időpontjának megválasztása, annak érdekében, hogy a nappal aktív méhek toxikus permetezését elkerüljük, míg a szintén nappali kártevők hatékony pusztítását megvalósítsuk.

A klasszikus méhkímélő technológia szerint a kezeléseket a csillagászati naplemente előtt egy órával, szürkület idején szabad megkezdeni, és a kezeléseket 23 óráig be kell fejezni. Ha éjszaka erős lehűlés várható, akkor el kell halasztani a védekezést. A permetezés megkezdése előtt a méhészeket időben írásban értesíteni kell, valamint meg kell győződni arról, hogy a méhek tömeges repülése lezárult. A méhkímélő technológia alkalmazása során jelentősége van az ULV készítményeknek, amelyek kevés lémennyiséggel, ködszerűen kijuttathatók, így rövid időtartam alatt jelentős terület védelme oldható meg, melynek biológiai hatékonysága is kiváló.

A fény iránya

Egyes kártételek kialakulásában döntő a fény iránya. Függetlenül az állat napszaki ritmusától az amerikai fehér medvelepke (Hyphantria cunea) nappal aktív, pozitív fototaxisú lárvái általában a megtámadott növény lombkoronájának szélén, a naphoz legközelebb eső ágain alakítják ki hernyófészküket. A faj soha nem a beárnyékolt lombozat belső részein károsít (3. kép).

Érdekes példa a burgonyabogár (Leptinotarsa decemlineata) víz függvényében megfigyelt fénnyel való viszonya. A faj nedves környezetben pozitív foto- és negatív geotaxissal bír, tehát a lombfelületen tartózkodva károsít. Míg száraz környezetben az előjelek megcserélődnek, s a rovar napfényben is talajrögök közé húzódva keres menedéket.

A fény hullámhossza

A fény hullámhossza (szín) rovarok színlátásában, a fitofág fajok esetén tápnövényének megtalálásában játszik szerepet. A rovarok életterüktől, napszaki aktivitásuktól függően különböző mértékben látnak. Vannak olyan megjelenési alakok, melyeknek nincs szeme. Érdekes, hogy ettől függetlenül kutikulájukban elhelyezkedő fotoreceptoraik segítségével érzékelik a fényintenzitást. Ezt nevezik extraokuláris fotorecepciónak. Erre kiváló példa a szemmel szintén nem rendelkező fonálférgek (Nematoda). Új kutatási eredmények rámutattak, hogy e fajok rögtön észlelik az UV fényt, és igyekeznek távol kerülni a fényforrástól. Módszerük sokáig rejtély volt, tekintve, hogy az állatvilágban ismert fényérzékeny molekulák, az opszin és a kriptokróm hiányzik szervezetükből. Vélhetően egy ízérzékelő receptorként is működő, ún. LITE-1 fehérje révén észlelik a fényt, mely az emberi szemnél akár százszor is érzékenyebb lehet.

Ettől függetlenül természetesen vannak rendkívül jól, nappal [böglyök (Tabanidae), szitakötők (Odonata)] és éjjel [pl. szenderek (Sphingidae)] is kiválóan látó fajok.

A rovarok színlátását a méhek példáján keresztül tekintsük át. A házi méh (Apis mellifera) színlátása eltér az emberétől. Az elektromágneses spektrum látható tartományának csak egy részét képesek felfogni. A kisebb energiájú és nagyobb hullámhosszú vörös színt nem látják, ugyanakkor a spektrum másik irányában található nagy energiájú ultraibolya sugárzás mintázatait képesek érzékelni. Ennek a furcsaságnak köszönhető, hogy a méhek kicsit más színben látják a világot, mint mi. Az általunk sárgának ítélt növények a méhek szemében még csak nem is egyszínűek. A virág különböző alkotó részei eltérő színűek, és különböző információt szolgáltathatnak a nektár és pollen elhelyezkedésével kapcsolatban.

Régóta ismert természetes jelenség az, hogy egyes rovarfajok – elsősorban a levéltetvek – valamilyen színhez vagy színárnyalathoz, rendszerint a sárgához különösen vonzódnak. Ezt aknázzák ki a színcsapdák (4. kép).

Az egyes színek „csalogató” hatása összefügg a rovarok táplálékszerzési (virágpor, nektárium) életciklusával. A vonzást nem feltétlenül a virágzó növény indukálja a kombinált illatanyagokkal vagy anélkül, hanem bizonyos színű tárgyak is kiváltják, egyszerű vizuális ingerként hatnak, melynek eredményeként a rovar valamilyen környezetben megtelepszik. Ennek ismeretében, növényvédelmi célból, a vírusbetegségek átvivőinek, a levéltetvek megjelenésének figyelése céljából a 30-as évek óta bevált sárgatál csapdákat alkalmaznak oly módon, hogy a kártevő várható megjelenésének időszakában (virágzás előtt) kívül fekete, belül sárga színű félig vízzel töltött edényeket helyeznek ki a sorok közé. Elsősorban a sárga, de a fehér, sőt a kék színattraktánsok is széleskörűen használtak a növényvédelmi gyakorlatban.

A látás, a színek ismerete egyes nappal aktív, jól látó rovarok esetében meghatározóbbak a szaporodásban, a pár fellelésében, mint a rovarvilágban általánosan elterjedt feromonokkal történő ivari kommunikáció. Erre a legjobb példa Domingue és munkatársainak (2011) Agrilus díszbogarakkal kapcsolatban végzett felmérése. Azt vizsgálták, hogy három különböző díszbogárfaj [kétpettyes díszbogár (Agrilus biguttatus), hengeres karcsúdíszbogár (A. sulcicollis), közönséges karcsúdíszbogár (A. angustulus)] milyen mértékben tartja vonzónak, repül rá, a nőstényre rendkívül hasonlító plasztik attraktánsra. Azt találták, hogy bár mindegyik fajt vonzotta, a kétpettyes díszbogár egyedei töltötték a legtöbb időt a kihelyezett modellen. Így a fajok előrejelzésében potenciális eszköz lehet a nőstényt utánzó műanyag attraktáns.

A fény polarizáltsága

A fény további sajátsága annak polarizáltsága. A társas életmódú rovarok képesek érzékelni a polarizációs sík irányát. Ez felhős időben is segíti a tájékozódásukat. Egyes rovarok, mint például a méhek az UV mellett érzékelik a polarizált fényt is. A Napból érkező elektromágneses sugárzás alapvetően a terjedési irányára merőleges sík számos irányában rezeghet, azonban vannak olyan felületek, melyekről visszaverődve a fény meghatározott irányban rezeg tovább. Ezt nevezzük síkban polarizált fénynek, melyet emberi szem nem érzékel, azonban egyes állatok, mint például a méhek igen. A poláros fény felhős, borult időben is pontosan megadja a Nap helyét az égbolton, ami a méhek számára fontos információt szolgáltat a navigáláshoz, a fészek megtalálásához.

A fotoperiódus

Utolsóként a fotoperiódus (napi megvilágítás időtartama) kártevőket befolyásoló hatásairól. A fotoperiódus az ún. foto- (megvilágított időtartam) és szkoto (sötét időtartam) fázisok arányában adható meg. Ez határozza meg a nyugalmi állapotok kialakulását és a rovar fejlődésmenetét. Döntő jelentőségű kontinentális éghajlaton élő rovarok esetében a telelésre való felkészülésben. Ugyanis a nappalhosszak csökkenése a tél közeledtéről árulkodó legcsalhatatlanabb fizikai jelenség, információ.

A sikeres áttelelés nagymértékben függ a diapauza (nyugalmi stádium) lététől, annak kialakulásának idejétől. A gyapottok-bagolylepke (Helicoverpa armigera) diapauzáló bábjainak áttelelése olyan régiókban lehet eredményes, ahol a téli átlaghőmérséklet fagypont felett van. A diapuzáló bábok szöveteiben a megváltozott glükóz, trehalóz és glikogén szint elősegíti a hidegtűrést, egyben a túlélést. Ezzel szemben a nem diapauzáló bábok túlélése 0 °C-on csupán átlagosan 14 nap. Shimizu és munkatársai (2006) tanulmánya szerint, mérsékelt övön a Helicoverpa armigera, a Helicoverpa assulta-hoz viszonyított sikertelenebb áttelelése, az eltérő diapauza indukcióra vezethető vissza. A gyapottok-bagolylepke később észleli a megváltozott környezeti jelenségeket, így később készül fel a sikeresebb áttelelést biztosító nyugalmi stádiumra.

A fotoperiódus által kiváltott nyugalmi állapot szerint csoportosítva léteznek rövid-, hosszúnappalos és átmeneti fajok. Sáringer (1983) nevéhez köthető a repcedarázsra (Athalia rosae) kidolgozott ún. ökotechnikai védekezés (1. ábra).

Véleménye szerint megvilágítással elérhető, hogy a fotóperiódusos indukciót érzékelő álhernyók tovább folytassák egyedfejlődésüket, ahelyett, hogy a túlélést biztosító telelésre felkészülnének. Meghatározott időpontban kezdődő, és tartamú megvilágításokkal (23.30-24.00 h és 3.30-4.00 h) az álhernyók diapauza százaléka 47-56 százalékkal csökkenthető.

Gyakorlatban ez azt jelenti, hogy az így kirajzó repcedarázs imágók már nem találnak tojásrakásra alkalmas növényt. Ha mégis a tojásban lévő embriók, vagy a kikelt lárvák az alacsony hőmérséklet miatt elpusztulnak. E módszerrel környezetbarát módon, vegyszerek nélkül érhető el védelem többek között e veszélyes kártevővel szemben.

Végül a fotoperiódus által kiváltott egy rendkívül érdekes biológiai jelenségről pár szót, a fotoperiódus indukált szezonális dimorfizmusról (fajon belüli alaktani eltérésekről).

Sokáig a tudomány is tanácstalan volt e jelenség kiváltó tényezőjével kapcsolatban. A jelenségre jó példa az Euscelis plebejus kabócafaj. A rovar 16 óránál hosszabb napi megvilágítás mellett fejlődő egyedei nagyobbak, világosabb színűek, hosszabb szárnyúak (forma plebejus), mint a rövidebb napi megvilágítás mellett fejlődők (forma incisus). A két alak hím ivarszervének alakja, mely fontos rendszertani bélyeg ebben a csoportban – szintén eltérő. Ezért korábban külön fajnak is leírták.

E megvilágítástól függő szezonális dimorfizmusra hozható fel a pókhálóslepke (Araschnia levana) példája is. A tavasz derekán fejlődő nemzedék lepkéi feketén mintázott rókavörös alapszínűek, míg a nyári nemzedék egyöntetűen sötét, fekete tónusú.

Látható, hogy a fény milyen sokrétűen hat, befolyásolja az adott kártevők megjelenését, kártételét, illetve szabja meg, vagy esetleg alakítja a kártételcentrikus védekezési eljárások kidolgozását. A felhozott információk és példák tükrében talán könnyebben megérthetők az egyes károsítók tömeges fellépése, esetleges gazdasági kártétele.

Irodalom

• Domingue, M. J., Csóka, G., Tóth, M., Vétek, G., Pénzes, B., Mastro, V., Baker, T. C. (2011): Field observations of visual attraction of three European oak buprestid beetles toward conspecific and heterospecific models. Entomologia Experimentalis et Applicata, 140(2), 112-121.
• Liu, J., Ward, A., Gao, J., Dong, Y., Nishio, N., Inada, H., Kang, L., Yu, Y., Ma, D., Xu, T., Mori, I., Xie, Z., Shawn Xu, X.Z. (2010): C. elegans phototransduction requires a G protein-dependent cGMP pathway and a taste receptor homolog. Nature neuroscience, 13(6): 715-722.
• Sáringer, Gy. (1983): Illumination for half an hour at a time in autumn, in the scotophase of the photoperiod, as a possible ecological method of controlling the turnip sawfly Athalia rosae L. (Hym., Tenthredinidae). Zeitschrift für angewandte Entomologie, 96(1‐5), 287-291.
• Sáringer Gy. (1998): Ökológia. Pannon Agrártudományi Egyetem, Keszthely. Egyetemi jegyzet.
• Sáringer Gy. (2004): A rovarok nyugalmi állapotáról. Szent István Akadémia (székfoglaló előadás). Pázmány Péter Katolikus Egyetem, Budapest. 2004. május 21.
• Shimizu, K., Shimizu, K., Fujisaki, K. (2006): Timing of diapause induction and overwintering success in the cotton bollworm Helicoverpa armigera (Hbn.) (Lepidoptera: Noctuidae) under outdoor conditions in temperate Japan. Applied Entomology and Zoology, 41:151-159.
• Speight, M. R., Hunter, M. D., Watt, A. D. (1999): Ecology of insects: concepts and applications. Blackwell Science Ltd.