Ultraviolettes Licht

Ultraviolettes Licht ist eine Form der elektromagnetischen Strahlung, welche einseitig an das so genannte sichtbare Spektrum angrenzt, das vom Menschen wahrgenommen werden kann. Es kann als Welle oder Partikel (Photon) bezeichnet werden. Wellen können durch die Parameter Strahlungsintensität bzw. Energiedichte (Watt pro Fläche) oder Energie pro Zeiteinheit (Dosis, z.B. Joule pro Sekunde und Fläche) quantifiziert werden, während Photonen durch Photonenfluß oder Photonenstrahlung quantifiziert werden. Die verschiedenen Wellen sind durch unterschiedliche Wellenlängen oder Frequenzen charakterisiert. Die Photonen unterscheiden sich je nach Höhe ihrer Energie, was wiederum abhängig von der Wellenlänge ist (Gehrmann und Ferguson, 2003).

Das Spektrum der UV-Strahlung liegt zwischen 100nm und 400nm, es liegt also unterhalb des sichtbaren Lichtes (400-700nm) und der Infrarotstrahlung (700-3200nm) (Gyimesi, 2003).

Das ultraviolette Licht wird in drei Bandbreiten unterteilt, das UVA (320-400nm), UVB (290-320nm) (Ferguson et al., 2010) und UVC (100-290nm) (Driggers, 2003). Nach der International Commission on Illumination (CIE) wird UVA allerdings von 400nm bis 315nm, UVB von 280nm bis 315nm und das kurzwellige UVC von 280nm bis 100nm eingestuft (Gehrmann und Ferguson, 2003). Bei Burger et al. (2007) wird der Bereich des UVB-Lichtes wiederum von 285-320nm angegeben.

2.3.1 Bedeutung von UV-Licht für Reptilien

Das Vorhandensein von UV-Licht führt bei Reptilien zu Wohlbefinden, manche Spezies werden aktiver und energischer nach UV-Exposition (Gyimesi, 2003).

Strahlende Farben, Appetit und Reproduktionsverhalten nehmen bei vielen Reptilien durch UV-Exposition zu, die Tiere sind generell gesünder (Ogle, 2003).

UVC ist in der Natur für Reptilien nicht verfügbar, da es bereits in der Stratosphere durch die Ozonschicht absorbiert wird (Gehrmann und Ferguson, 2003).

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UVB ist in der Natur verfügbar und hat sowohl nützliche (Photobiosynthese des Vitamin D3) als auch schädliche Effekte, wie zum Beispiel Gewebeschäden (Gehrmann und Ferguson, 2003). Besonders junge, sich noch im Wachstum befindende Tiere neigen zu einer D-Hypovitaminose und sekundären muskuloskeletalen Störungen bei einem Mangel an Vitamin D (Gyimesi, 2003). Eine Überexposition mit UVB-Strahlung kann Augen- und Hautschäden, Hautkrebs und eine verminderte Reproduktion verursachen, wovor sich Reptilien und einige andere Spezies durch morphologische Adaptionen wie dunkle, UVB absorbierende Pigmente in der Haut und andere Mechanismen schützen (Ferguson et al., 2010).

Eine dunklere Färbung der Haut deutet also auf eine übermäßige Exposition mit UV-Strahlung hin, wie Hibma 2004 am Beispiel von Iguana iguana nachgewiesen hat.

Auf der anderen Seite führt UVB-Strahlung aber auch zur endogenen Synthese von Vitamin D3 (Ferguson et al., 2010), weshalb es für einige metabolische Prozesse und das Reproduktionsverhalten von Bedeutung ist (Burger et al., 2007).

UVA kann von einigen Eidechsenarten optisch wahrgenommen werden und spielt eine Rolle in der sozialen Kommunikation der Tiere, kann jedoch auch, wenn es von der Haut der Reptilien reflektiert wird, von Raubvögeln wahrgenommen werden und außerdem den Vitamin A-Gehalt in der Haut erniedrigen (Gehrmann und Ferguson, 2003).

2.3.2 Messung und Bewertung von UV-Licht

Nach Driggers (2003) kann die UV-Intensität mit einem entsprechenden UV-Meter gemessen werden, die Anwesenheit von UV-Licht kann aber auch durch ein Stück Zeitungspapier nachgewiesen werden, welches sich nach zwei bis drei Tagen gelblich verfärbt, wenn es an dem Ort platziert wird, auf den die UV-Lampe ausgerichtet ist, sofern hier ausreichend ungefilterte UV-Strahlung erreicht wird.

Es kann ebenso ein Spektroradiometer zur Messung eingesetzt werden, welches eine spektrale Kraftverteilung für das vollständige Lichtspektrum mit einer Genauigkeit von 1-2nm darstellt. Diese Geräte sind allerdings sehr teuer (ca.

$30.000) und nicht transportabel (Gehrmann und Ferguson, 2003).

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Eine Alternative hierzu sind Breitband-Radiometer, welche für die Messung eines Teils des gesamten Lichtspektrums geeignet sind (Gehrmann und Ferguson, 2003).

Die Anschaffungskosten hierfür lagen nach Gehrmann/Ferguson 2003 bei

$500-$3.000, außerdem sind die Geräte deutlich kleiner als die Spektroradiometer und tragbar. Der Nachteil dieser Geräte ist, dass ihre spektrale Auflösung (angenommen etwa 30nm für UVB-Radiometer) deutlich breiter ist als die der Spektroradiometer, so dass das Ergebnis der Messung nicht gezielt den UVB-Bereich angeben kann, bei dem die Vitamin D-Synthese erfolgt, da es ein zu breites Spektrum in einem Wert ausgibt und somit das biosynthetische Potential der UVB-Lichtquelle möglicherweise nicht genau widerspiegelt (Gehrmann und Ferguson, 2003). Das von Solartech, Inc., hergestellte Solarmeter® 6.2 UVB soll sich aber laut Ferguson et al. (2008) ausschließlich auf den UVB-Bereich beschränken und keinen unerwünschten Input außerhalb dieser Bandbreite zulassen. Das später entwickelte Solarmeter® 6.4 soll sich vorrangig auf den Bereich der maximalen Vitamin D3-Synthese beschränken, ist aber für die menschliche Typ 2-Haut ausgerichtet und eine Übertragbarkeit auf Reptilien und andere Spezies ist bislang noch unklar (Ferguson et al., 2008).

Außerdem ist zu beachten, dass manche dieser Breitband-Radiometer für spezielle Lichtquellen hergestellt wurden (wie z.B. monochromatische UVB-Lampen, welche vergleichsweise wenig UVA und sichtbares Licht erzeugen) und somit nicht für komplexere Lichtquellen (z.B. natürliches Licht oder künstliches Licht einer Leuchtstoffröhre) geeignet sind. Lichtenergie verschiedener Wellenlängen, insbesondere Infrarotstrahlung, kann vom Detektor ebenfalls wahrgenommen werden und so den ausgegebenen Wert erhöhen, was je nach Gerätehersteller in unterschiedlichem Umfang geschieht und so die gemessenen Werte bei ein und der selben Lampe Abweichungen aufweisen können (Gehrmann und Ferguson, 2003).

UVB-Strahlung kann auch indirekt mittels „vitamin D conversion ampules“ erfasst werden, welche 7-Dehydroxycholesterol enthalten und in vitro-Marker für die biologische Aktivität des UVB-Lichtes darstellen (Gyimesi, 2003). Diese können entweder als Methode zur Standardisierung der Breitband-Radiometer (Gehrmann und Ferguson, 2003) oder direkt im Terrarium eingesetzt werden, indem sie in den

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Sonnenplatz der Reptilien gestellt werden, wo dann das 7-Dehydrocholesterol durch die UVB-Strahlung in Prävitamin D3 konvertiert wird, was dann durch ein Labor nachgewiesen werden kann und die Effektivität der UVB-Quelle an dem Ort der Messung widerspiegelt (Gyimesi, 2003).

UV-Strahlung wird in der Einheit Microwatt pro Quadratzentimeter (µW/cm²) angegeben (Ferguson et a., 2008; Gyimesi, 2003).

2.3.3 UV-Leuchtmittel

Die beste Quelle für UVA- und UVB-Strahlung ist das natürliche Sonnenlicht (Gehrmann und Ferguson, 2003; Gyimesi, 2003). Eine Exposition mit diesem ist allerdings bei in Gefangenschaft gehaltenen Reptilien meist nicht möglich, da sie in der Regel im Haus gehalten werden müssen (Gehrmann und Ferguson, 2003).

Driggers (2003) empfiehlt, basierend auf den Gesichtspunkten Sicherheit und Effektivität, ReptiSun®-Produkte der Firma ZooMed® in verschieden Stärken je nach Nähe des natürlichen Habitats der Tiere zum Äquator.

Die stärksten künstlichen UVB-Quellen, die kommerziell zu erwerben sind, sind Leuchtstoffquarzlampen (Höhensonne), welche ein höheres photobiosynthetisches Potential aufweisen als das natürliche Sonnenlicht. Leider können durch das starke UVB und das ebenfalls messbare UVC dieser Lampen starke Schäden sowohl bei dem Reptil als auch beim Halter auftreten, so dass sie für den generellen Einsatz in der Herpetologie nicht geeignet sind (Gehrmann und Ferguson, 2003).

Diverse schwächere UVA- und UVB-emittierende Leuchtstoffröhren, wie z.B. die ReptiSun® 5.0, sind ebenfalls kommerziell erhältlich, welche signifikant aber nicht gefährlich viel UVB produzieren (Gehrmann und Ferguson, 2003).

Des Weiteren sind Quecksilber-Dampflampen (z.B. Westron® Active UVHeat und ZooMed PowerSun®) erhältlich, welche simultan Infrarotwärme und UV-Licht produzieren, deren photobiosynthetisches Potential noch nachgewiesen werden muss (Gehrmann und Ferguson, 2003). Diese Lampen sollen die beste Wahl für Reptilien aus warmen, tropischen und Wüstenhabitaten sein (Ogle, 2003).

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Es ist in jedem Fall zu bedenken, dass UV-Licht von normalem Glas oder Plexiglas®

heraus gefiltert wird und ebenfalls durch feinmaschige Netze partiell gefiltert wird, weshalb es keinen Nutzen hat, das gehaltene Reptil in einem Aquarium an ein sonniges Fenster zu stellen, was außerdem die Gefahr der Überhitzung birgt (Girling und Raiti, 2004; Gyimesi, 2003; Ogle, 2003). Typisches Fensterglas lässt nachweislich keine Wellenlängen unter 334nm durch, es gibt aber auch UV-durchlässiges Acrylglas, welches in einigen zoologischen Gärten eingesetzt wird, aber sehr teuer ist und seine Fähigkeit zur UV-Transmission nimmt mit der Zeit ab (Gyimesi, 2003).

Der UV-Ausstoß der UV-Leuchtmittel nimmt ebenfalls mit der Zeit ab, was bei deren Einsatz berücksichtigt werden muss, da sie dennoch weiterhin sichtbares Licht produzieren (Gyimesi, 2003).

Bezüglich des Abstands zwischen dem Leuchtmittel und den Tieren ist zu bedenken, dass die UV-Intensität dem Inversen-Quadratischen-Abstands-Gesetz folgt, was bedeutet, dass bei einer Verdopplung des Abstandes die UV-Intensität auf ¼ reduziert wird (Girling und Raiti, 2004; Driggers, 2003).

Welcher Level an UVB oder Vitamin D3 optimal ist, ist für Pogona vitticeps bislang noch unbekannt (Ferguson et al., 2010).