Diah, D., Prahasanti, C., & Rahayu, R. P. (2024). Light emitting diodes as a phototherapy light source for increasing vitamin d: A review: http://www.doi.org/10.26538/tjnpr/v8i1.4. Tropical Journal of Natural Product Research (TJNPR), 8(1), 5746–5751.

Zusammenfassung der Lichttherapie seit dem alten Ägypten (allerdings wird Neugeborenengelbsucht nicht mit UV sondern mit blau-grünem Licht therapiert, es gibt weitere Unachtsamkeiten und Ungenauigkeiten in dem Artikel). Anschließend eine Zusammenfassung der veröffentlichten Paper zwischen 2012 und 2022 zu UVB-LEDs und Vitamin D3. 2 Studen am Menschen, 9 Tierstudien und eine in Vitro-Studie wurden identifiziert und in ihrer Wirkung auf Vitamin D3 tabellarisch zusammengefasst.

• Morita 2016: Mäuse 268 - 316 nm [1256]
• Barnkob 2016: Schweinehaut 280 - 340 nm [1255]
• Kalajian 2017: Menschliche Haut 293 - 305 nm [1252]
• Cusack 2017: Bartagamen 280 - 320 nm [1074]
• Guo 2018: Ratten 280 - 340 nm [1423]
• Morita 2020: Mäuse 305 nm [1354]
• Oh 2020: Ratten 208 - 315 nm [1365]
• Wei 2020: Hühner 396 - 316 nm [1254]
• Ochiai 2021: Mäuse 316 nm [1350]
• Lin 2021: Mäuse 208 nm [1346]
• Lee 2023: Mensch 285 nm [1344]
• Lee 2022: Mensch [1424]

Mir persönlich fehlt eine Stellungname zu den verwendeten Wellenlängen. Die Autoren betonen, dass es wichtig ist, die Intensität der Bestrahlung zu kontrollieren, um Nebenwirkungen zu vermeiden. Die Wellenlänge erwähnen sie aber nur sehr beiläufig und mit Fokus darauf, dass 268 - 316 nm nötig sind, um Vitamin D3 zu bilden. Sie gehen kaum auf Schäden ein und ordnen die Wellenlänge nicht in das Sonnenspektrum ein, obwohl sie ja das Paper Lin2021 in ihrer Sammlung haben, das als bis dato einziges mir bekanntes Paper auf diese Gefahr hinweist. Die Diskussion, welche weiteren Stoffwechselvorgänge den Vitamin-D3-Blutspiegel beeinflussen können, finde ich etwas unverständlich.

Ich einen zweigeteilten Vortrag auf dem Symposium der Göteborger Herpetologischen Gesellschaft am 30.11./01.12. in Göteborg (Schweden) Link

Ich halte einen Vortrag am digitalen Stammtisch der DGHT.

Ich halte am Samstag einen Vortrag auf der DGHT Jahrestagung in Bonn!

Thielen, L., Hess, L., Mitchell, M. A., & Refsal, K. (2024). Effect of the addition of an ultraviolet b light bulb for 6 months to the enclosure of client-owned cockatiels (nymphicus hollandicus) on serum 25-hydroxyvitamin d concentrations. Journal of Exotic Pet Medicine

30 Nymphensittichen einer Tierarztpraxis nahmen an der Studie teil. Die Halter der einen Gruppe bekamen eine ZooMed UVB Kompaktleuchtstofflampe mit nach Hause, die am Käfig installiert wurde. Es handelte sich um die UVB 5.0, 26W in einer Avian Sun deluxe floor lamp. Die Lampen wurden oberhalb des bevorzugten Sitzplates mit 30 cm Abstand zum Sitzplatz installiert und waren täglich 8-10 Stunden angschaltet. Mit einem ZooMed UV-Index Messgerät wurde sicher gestellt, dass der UVI > 0.4 in 30 cm Abstand war. Zu Beginn der Studie und am Ende wurden Blutproben genommen und der 25OHD-Spiegel bestimmt.

• Start (April-Juni): 13nmol/L (0.0-15.0nmol/L).
• nach 6 Monaten (Oktober-Dezember):
  • UVB-Gruppe: 3 nmol/L (0.0-8.0nmol/L)
  • Gruppe ohne UVB: 7.5nmol/L
  • Unterschiede zwischen den Gruppen nicht statistisch signifikant.

Die Autoren vermuten, dass die Jahreszeit den größten Einfluss auf die sinkenen D3-Werte hatte.

Ich finde die Vitamin-D3-Blutwerte allgemein überraschend gering. Der Antikörper-Vitamin-D3-Test ist bekannt dafür, dass er bei Reptilien sehr unzuverlässig ist. Ich vermute, dass er auch für Vögel nicht aussagekräftig ist. Der UV-Index von 0.4 entspricht Ferguson-Zone 1, und passt damit zur Beschreibung der Autoren (“in order to mimic the amount of UVB light a bird in the shade would receive”), ich vermute aber, dass er für einen Vogel der auch viel Zeit im direkten Sonnenlicht verbringt zu niedrig ist.

PDF

Vasas, V., Lowell, M., Villa, J., Jamison, Q., Siegle, A., & Katta, P., et al. (2024). Recording animal-view videos of the natural world using a novel camera system and software package. PLos Biology, 22, e3002444.

Bauanleitung für eine Kamera, die das Farbsehen von Vögel und Reptilien darstellen kann.

PDF

Das Reptile Lighting Facebook Group’s Research Team (Frances Baines, Quentin Dishman, Thomas Griffiths, Roman Muryn, und ich) hat ein pdf mit dem Aufruf zur Unterstützung gegen das Glüh/Halogenlampenverbot in den USA veröffentlicht:

usa-basking-lamp-ban-june2024.pdf

Ich bin auf der Interzoo in Nürnberg.

https://www.facebook.com/events/424172286653245

2403_lamptestreport_zoocute_minihalogen.pdf

2402_lamptestreport_osram_hqi_930.pdf

Zwei Arcadia T5-Röhren mit 12% und 6% habe ich nach einigen tausend Stunden Betrieb erneut auf dem Lampenmessstand in definierten Abständen gemessen und die prozentuale Alterung bestimmt. Das Gerücht, Leuchtstoffröhren hätten nur eine geringe Reichweite und würden schnell altern stimmt nicht für hochwertige T5-Leuchtstoffe.

Update der Webseite zu IRA-Messgeräten

Update der Webseite zu Fluoreszenz

[paper]: Kane, D., Stapleton, H., Griffiths, T., & Michaels, C. (2023). Effects of different heat and light sources on the behaviour of captive reptiles. The Herpetological Bulletin, 1–9. https://doi.org/10.33256/hb166.19

ZUSAMMENFASSUNG

In drei Reptilienterrarien im London Zoo wurde die Beleuchtung verändert. - Schildkröte: Geoclemys hamiltonii - Echse: Varanus macraei - Schlange: Ecyuranus microlepidotus

Beleuchtung A (vorher): T5 HO UVB-Röhre + Mischlichtlampen

Beleuchtung B (nachher): T5 HO UVB-Röhre + Halogenlampe + HID

Die Spektren an den Beleuchtungsplätzen vorher und nachher wurden gemessen und zeigen, dass das Spektrum ausgewogener ist, mit mehr Infrarot-A-Anteil und höherer Helligkeit, oft auch mit stärkerer UVB-Strahlung. Die Tiere wurden an je 10 Tagen drei Mal täglich für 30 Minuten per Videokamera beobachtet (09:30-10:00, 13:00-13:30, 17:30-18:00) Die Aktivität wurde in vier Kategorien beurteilt: Bewegung, Sonnend, Ruhend, Versteckt. Der Aufenthaltsort wurde in vier Kategorien beurteilt: Sonnenplatz, Erhöht, Boden, außer Sicht.

Dabei wurde in den ersten 10 Tagen die alte Beleuchtung (A) verwendet, dann 10 Tage lang die neue Beleuchtung (B) und anschließend wieder 10 Tage lang die alte Beleuchtung (A).

Es gab deutliche messbare Verhaltensänderungen bei den Beleuchtungswechseln. Die Studie zeigt also, dass Beleuchtung einen Einfluss auf das Verhalten hat. Überraschend für die Autoren war daraus aber nicht klar ablesbar, dass Beleuchtung B „besser“ für die Tiere ist. Beim Wechsel von A nach B sonnten die Tiere ähnlich stark, sonnten beim Wechsel zurück zu A aber deutlich weniger. Außerdem änderte sich Häufigkeit der Bewegung wenig oder in unterschiedliche Richtungen beim ersten Beleuchtungswechsel (von A nach B), aber alle Tiere bewegten sich beim zweiten Beleuchtungswechsel (von B zurück nach A) deutlich mehr als vorher.

MEINE GEDANKEN DAZU

Da verbessert man die Beleuchtung und macht sie nach objektiven Gesichtspunkten wirklich deutlich sonnenähnlicher / natürlicher, und dann zeigen die Tiere keine eindeutige Verhaltensänderung, die zeigt, dass das Licht besser für sie ist. Mistviecher! 😉 Und dann gibt es so viele Hobby-Halter, die sagen, sie verwenden jetzt Lampe X und merken am Verhalten der Tiere, dass die Beleuchtung besser ist. Diese Studie anhand harter Fakten (beobachtete Verhaltenskategorie anhand Videoaufzeichnung) und der Wechsel zurück zur alten Beleuchtung zeigt, dass es nicht so einfach ist. Die deutlich messbaren Verhaltensänderungen zeigen zumindest, DASS Beleuchtung einen Einfluss hat. Darüber hinaus ist es aber auch generell schwierig, Wohlbefinden oder „gut für das Tier“ an Verhaltensänderungen abzulesen. Die Tiere sonnen, fressen, schlafen um ihre Grundbedürfnisse zu erfüllen. Das werden sie unter nahezu jeder Art von Beleuchtung tun, so wie auch wir Menschen weiterhin Schlafen und Essen werden, wenn man alle Lampen in unserer Wohnung durch grünes Licht ersetzen würden. Und: Ist es „gut“ wenn ein Tier länger sonnt und aktiver ist? Oder ist es ein Zeichen von mangelnder Erwärmung am Sonnenplatz und Stress? Ich finde solche Verhaltensstudien extrem wichtig! Wir brauchen mehr davon. Aber so lange bis sie ein wirklich klares Bild über mehrere Studien und Tierarten ergeben bleibt für mich der Vergleich mit dem natürliche Sonnenspektrum zumindest recht „einfach“ messbar und daher ein möglichst sonnenähnliche Beleuchtung das Ziel.

Die Lampendatenbank berechnet jetzt automatisiert die aktinische Bestrahlungsstärke relativ zur Beleuchtungsstärke. Für Lampen in der Arbeitsplatzbeleuchtung gilt ein Grenzwert von 2 mW/klm. Im Screenshot ein Beispiel einer Halogenlampe ohne Schutzglas, die UVC abstrahlt.

Wood, M. N., Soltis, J., Sullivan, K. E., & Probst, T. Uv irradiance effects on komodo dragon (varanus komodoensis) vitamin d3, egg production, and behavior: A case study. Zoo Biology. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/zoo.21801

Wow, was für eine aufwändige schriftliche Begleitung einer kleinen Veränderung im Disney-Zoo in Florida!

Der männliche Komodwaran Chidra zog von der Außenanlage in die Innenanlage, und das Weibchen Tia von der Innenanlage nach draußen. Dabei wurden Verhalten, UV-Strahlung und Vitamin-D3-Blutwerte gemessen.

Die Pfleger stellten in dem Zusammenhang fest, dass die UV-Beleuchtung der Innenanlage unzureichend ist, und testeten 11 Lampen bzw. Lampenkombinationen mit Solarmetern 6.5 und 6.2 um eine geeignete Lampe zu finden. Die Ergebnisse der Lampentests (7 Abstände 1inch bis 8 foot = 1,5 cm bis 2,40 m) und 3 Positionen (zentral sowie 6 inch = 15cm links und rechts) füllen zwei volle Seiten im paper. Die getesteten Lampen waren Kompaktleuchtstofflampen (ExoTerra UVB150 26W, ZooMed Reptisun 10.0 13W), mehrere Quecksilbermischlichtlampen (T-Rex 160W, ReefBrite 100W, ReefBrite 160W, ZooMed Powersun 160W, MegaRay 275W) sowie T5-HO-Röhren (ZooMed Reptisun 39W 5.0, mit 1, 2, 3 und 4 Röhren). Das ist ein beachtlicher Aufwand für einen Zoo! Die Entscheidung viel auf die ReefBrite 160W-Lampe, die in 2,40 m Abstand UVI 4.1 im Zentrum und 0.4 je 15 cm zu den Seiten erreichte. Die Kombination der vier T5-Röhren schaffte nur UVI 0,7 in 2,40m Abstand. Näher wollte man die Lampen nicht hängen, damit die Tiere die Lampen nicht beschädigen können.

Ich halte diese Wahl für nicht optimal. Eine andere Kombination von T5-Röhren z.B. bei den Komodowaranen im ZLS London Zoo erscheint mir sinnvoller: Verwendet man statt der schwachen 5.0-Röhren die stärkeren 10.0 Röhren und statt 39W längere Röhren und auch mehr als nur 4 Röhren wäre ein höherer UV-Index möglich gewesen (Der Messwert UVI 5.1 in 6in Abstand selbst stimmt für 5.0 mit Messwerten anderer Reptilienhalter überein). Ein grobmaschiges Gitter könnte die Röhren bei kürzerem Abstand schützen. Selbst die Lösung mit 1000W-UV-HQI-Strahler wie bei den Komodowaranen im Haus des Meeres in Wien (Fischer2021) wäre eine Alternative (auch wenn ich das Spektrum dieser Strahler nicht sehr mag und die Alterung auch hier fraglich ist). Aber eine 160W Quecksilberlampe ist nicht ausreichend.

4 Monate nach dem Umzug ins Innenterrarium wurde die Beleuchtung gewechselt. Allerdings hat die ReefBrite Lampe bereits nach 3 Monaten fast ihren ganzen UV-Anteil verloren (durchaus typisch für Quecksilbermischlichtlampen).

Die Blutwerte des Weibchens stiegen beim Wechsel in die Außenanlage von 50 ng/mL (125 nmol/L) auf 100 ng/mL (250 nmol/L) an, fielen dann aber wieder auf den Ausgangswert ab. In die Phase mit höheren Blutwerten fällt eine Eiablage (mit Ei-Entwicklung) aber auch eine Entzündung an den Eierstöcken, die operiert wurde. Es ist für mich damit unklar, inwieweit die D3 Blutwerte durch die bessere UV-Versorgung oder durch andere Vorgänge im Körper beeinflusst wurden. Die Autoren diskutieren das auch. Es bleibt aber bemerkenswert, dass der Umzug des 8-jährigen Tieres zur ersten Eiablage seit 2,5 Jahren führte.

Die 200 nmol/L scheinen im normalen Bereich von Komodowaranen zu liegen (Gillespie2000, Nijboer2003).

Beim Männchen blieben die Blutwerte konstant bei ca. 80 ng/mL (200 nmol/L) während der ca. 6 Monate Beobachtungszeit. Das beweist nicht, dass die UV- oder Vitamin-D-Versorgung ausreichend ist. Auch andere Studien (die die Autoren zitieren) zeigen, dass die Blutwerte auch ohne Supplemente oder UV über einige Monate konstant bleiben.

Das Verhalten des Männchens wurde mehrfach in den drei Zeiträumen “draußen”, “drinnen vor Lampenwechsel”, “drinnen nach Lampenwechsel” für einige Minuten beobachtet und in die Kategorien „Ruhend“, „fester Ort“, „in Bewegung“, „Kletternd“, „Essend“, „Grabend“, „Anderes“ eingeteilt. Beim Umzug von draußen nach drinnen bewegte sich das Männchen weniger und ruhte mehr. Dieses Verhalten glich sich mit dem Lampenwechsel wieder an das alte Muster an – zumindest, wenn man die Zeiten nicht getrennt für drei Tageszeiten sondern gemittelt über den Tag betrachtet. Ich bin da nicht ganz überzeugt, dass eine einzige 160 W Quecksilberlampe ausreicht, damit sich ein Komodowaran sein Verhalten „sonnenähnlich“ verändert. Ich hielte es auch für möglich, dass der Waran durch die abrupte Veränderung von draußen nach drinnen sein Verhalten geändert hat und dann über die Zeit wieder stärker zu seinem „persönlichen Vorlieben“ zurück gefunden hat.

Lesenswerter Fallbericht!

Aus dem Leap Lampentest (Testbericht als PDF) sind zwei Einheiten übrig geblieben dich ich an Bastler verschenke. Die Lampen haben keine Röhren, ein verbautes EVG für 110V und kein Netzkabel.

Der oder die Bastler/in müsste als das bestehende EVG abklemmen und ein neues EVG installieren. Da das nicht in das Gehäuse passen wird, wird man das EVG wohl oben an die Lampe ankleben und hat dort dann auch Platz für das Netzkabel. Gerade in Raumterrarien für größere Schildkröten könnte das sehr gut passen.

Die “SunLike” LED Serie von Seoul ist seit einigen Jahren für ihr sonnenähnliches Spektrum bekannt und wird mit Wunderwirkung auf Gesundheit und Wohlbefinden beworben. Ich habe die LEDs eingebaut in eine LEDVANCE Sun@Home Lampe über das Spektrometer erhalten und kann die Herstellerangeben weitgehend bestätigen. Im kurzwelligen Bereich sieht es etwas anders aus, aber das ist für den Menschen kaum relevant. Aus Reptiliensicht sehe ich kaum Vorteile gegenüber standard-LEDs. Das UVA fehlt auch hier. Link zum vollen Testbericht (PDF): PDF

PDF

Oh, S.-T. & Lim, J.-H. (2020) Development and Effect Analysis of UVB-LED General Lighting to Support Vitamin D Synthesis. Applied Sciences, 10.

Die Studie wurde mit dem Gedanken durchgeführt, eine normale Haushaltsbeleuchtung durch UVB-LEDs zu ergänzen. Dabei sollen die Vorgaben für die Photobiologische Sicherheit von Allgemeinbeleuchtung (IEC 62471) eingehalten werden. Die Lampen bestanden aus einem quadratischen LED-Panel für sichtbares Licht mit 4 UVB-LEDs in den Ecken. Die UVB-LED hat ihr Maximum bei 300 nm und fällt bei 290 nm und 315 nm auf Null ab. In 1,5 m Abstand wurden folgende Werte erreicht:

1. sichtbares Licht: 500 lux (=1,8 W/m²)
2. 10,67 mW/cm² UVB
3. Aktinische UV-Strahlung (AUV, nach IEC 62471): 0,001 W/m²
4. Nahes UV (NUV, nach IEC 62471): 1,075 W/m²

Damit fällt die Lampe in die Risikoklasse 1 (kein Risiko) Ratten wurden in zwei 150 × 150 × 200 cm großen Käfigen gehalten, ein Käfig mit UV, der andere ohne. Da der Versuch nicht mit Menschen sondern mit behaarten Ratten durchgeführt wurde und diese sich immer am Boden aufhalten und nicht Arme und Gesicht näher an der Lampe haben, wurde die UVB-Stärke auf 26 mW/m² erhöht und die Helligkeit auf 300 lux reduziert. Die Lampen waren von 06:00 - 22:00 angeschaltet.

Zu Beginn der Studie und nach 7 und 14 Tagen wurden von jedem Tier je 3 Blutproben um 02:00, 06:00 und 23:00 genommen. Zu Beginn der Studie lag der 25OHD Blutspiegel bei etwa 12 ng/mL. Es gab Unterschiede zu den verschiedenen Tageszeiten und Tagen, die im Artikel diskutiert werden. Letztlich sehe ich aber höchstens einen minimalen Anstieg der 25OHD-Werte bei den Tieren mit UV-Beleuchtung, was angesichts der extrem geringen UVB-Dosis auch nicht wundert.

Ich verstehe den Wunsch, mit einer Lampe, die zur Allgemeinbeleuchtung zugelassen ist (Aktinische UV-Strahlung < 0,001 W/m²), zur Vitamin-D3-Bildung beizutragen. Aber da bereits Sonnenlicht mit 20° Sonnenstand und UV-Index 1,03 eine Aktinische UV-Strahlung von 0,00536 W/m² hat (“does pose a hazard under limited exposure”), halte ich das für ausgeschlossen.

• Sa/So 18./19. März British Herpetological Society (BHS), England
• Sa 25. März AG Schildkröten
• Sa 15. April DGHT Regionalgruppe Kurpfalz, Landau in der Pfalz
• Sa 06. Mai DGHT Arbeitsgemeinschaft Chamäleons, Boppard
• Fr 02. Juni DGHT Regionalgruppe Mönchengladbach / Krefeld, Willich
• Sa 25. August 2. Annual NHF (Nordisk Herpetologisk Forening) Symposium, Vissenbjerg, Dänemark
• Sa/So 18./19. November DGHT AG-ARK

Ich habe meiner Frustration über das Ende aller schönen Lampentechnologien ab 2027 nun doch noch Ausdruck verliehen und einen kurzen Text über die Europäische Richtlinie 2011/65/EU geschrieben. Leuchtstoffröhrenverbot

Testbericht UV-LED-Lampe: PDF

Diese Lampe hat zu UV-bedingten Verbrennungen an den Augen zahlreicher Echsen geführt. Der Halter hat die Lampe in 20 cm Abstand eingesetzt.

Grigalavicius et al (2015) Vitamin D and ultraviolet phototherapy in Caucasians. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 147 69–74. https://dx.doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2015.03.009

Die Autoren fassen 18 Studien der letzten 8 Jahre zur Vitamin D3-Bildung durch UV-Bestrahlung beim Menschen (keine Hautproben, keine Tiermodelle) zusammen. Sie identifizieren fünf verschiedene Lichtquellen: (1) „BB-UVB1“, breitband-UVB, eine Leuchtstofflampe mit Leuchtstoff von 280 – 340 nm, bekannt von der Philips TL12, (2) „BB-UVB2“, breitband-UVB, eine Leuchtstofflampe mit Leuchtstoff von 290 – 350 nm, bekannt auch als „UV6“, (3) „NB-UVB“, schmalband-UVB, eine Leuchtstofflampe mit hauptsächlich Emission bei 313 nm, bekannt von der Philips TL01, (4) „sunbed“, Leuchtstofflampen, wie sie in Solarien verwendet werden mit Leuchtstoff zwischen 310 – 400 nm und (5) natürliches Sonnenlicht.

Als Maßeinheit für die Bestrahlungsdosis dient die SED (Standard Erythemal Dose), 1 SED = 100 J/m² erythemgewichtete effektive Bestrahlungsstärke. Anhand der 18 Studien wurde ein Zusammenhang von 25OHD3-Anstieg = 54.8 * SED / ( 22.9 + SED) ermittelt. Dabei liegen die Studien mit den kurzwelligen UVB-Lampen eher über der Kurve. Weiter wurden die Unterschiede zwischen den Lampen leider nicht anhand gemessener Daten beurteilt. Anhand der berechneten effektiven Bestrahlungsstärke für Vitamin-D3-Bildung und Erythembildung berechnen die Autoren zwar Konversionsfaktoren (BB-UVB ist 1,6-fach effizienter als NB-UVB, BB-UVB 2,8-fach effizienter als sunbed), aber der Einfluss des Spektrums der Lampen auf das chemische Gleichgewicht wird bei der Wirkfunktion für Vitamin-D3-Bildung ja bekanntermaßen nicht berücksichtigt.

Außerdem ist der Anstieg des 25OHD3 im Blut um so geringer, je höher die Blutwerte vorher waren. Da scheint es noch weitere Regulierungsmechanismen zu geben – vielleicht etwas, was auch bei 310-nm-LEDs helfen würde. Überhaupt werden hier ein paar Paper zitiert, in dich ich noch genauer hineinschauen will.

Ich bin ja bekanntermaßen etwas skeptisch, wie gut 6500K-LEDs und UVA-LEDs “mischen”, wenn sie in einer Lampe verbaut sind. Jetzt werfe ich gerade einen Blick in dieses Paper: LED-based solar simulator for terrestrial solar spectra and orientations, February 2022S, olar Energy 233(2):96-110

Hier haben die Autoren einen “Solar Simulator” gebaut, bei dem LEDs verschiedener Wellenlängen kombiniert werden, um das Sonnenspektrum (nicht im UV-Bereich) perfekt nachzubilden. Es ist schon spannend, was hier für ein Aufwand mit Linsen getrieben werden muss, um die unterschiedlichen Farben gut zu mischen.

Wang, H., Liu, J., Guo, L., Jin, Z. & Xiong, D. 2020. Effects of power density and beam type for ultraviolet B on photoconversion of 7-dehydrocholesterol (7-DHC) into previtamin D3. Paper read at AOPC 2020: Optical Spectroscopy and Imaging; and Biomedical Optics. https://dx.doi.org/10.1117/12.2579833

Hier wurden 7DHC-Glasampullen mit einer 284-nm-LED bestrahlt. Im Gegensatz zu anderen Papern wurde nicht nur kontinuierlich beleuchtet, sondern die LED auch gepulst mit bis zu 100 Hz betrieben. Die Autoren legen den Hauptfokus darauf, welchen Effekt das hat (meiner Ansicht nach eher gering).

Interessant finde ich, dass die Autoren von nahezu 100% Umwandlung des 7DHC in preD3 berichten. Das tritt ab einer Dosis von ca. 2000 mJ/cm² auf. Die maximale Bestrahlungsdauer waren 200s (3,3 Minuten). Mir ist nicht völlig klar, ob der Versuch so durchgeführt wurde, dass es mit den maximal 15-20% Umwandlung durch natürliches Sonnenlicht vergleichbar ist (eine nennenswerte Umwandlung von preD3 in D3 kann es bei 3,3 Minuten ja noch nicht geben), aber es würde für mich ins Bild passen. Spannend wäre, was für eine 310-nm-LED passieren würde.

Wenn ich richtig rechne ¹⁾, entsprechen die 2000 mJ/cm² einem UV-Index von 4000! (kann man in solchen Glasampullen-Studien ja auch machen)

PDF, alle Lampentests: lampentests

Makida, K., Nishida, Y., Morita, D., Ochiai, S., Higuchi, Y., Seki, T., Ikuta, K. & Ishiguro, N. (2020) Low energy irradiation of narrow-range UV-LED prevents osteosarcopenia associated with vitamin D deficiency in senescence-accelerated mouse prone. Sci Rep, 6 11892. https://dx.doi.org/10.1038/s41598-020-68641-8 (open access)

Hier wurden Mäuse mit Vitamin-D3-Mangel mit einer 316-nm-LED bestrahlt und eine Verbesserung von Blutwerten (wenn auch mit Einschränkungen), Muskelstärke und Knochenstärke beobachtet.

Interessant ist die Wahl der LED. Das Spektrum startet zwar bereits bei etwa 290 nm, ist aber deutlich breiter als das der 305-310-nm-LEDs, die wir in den Reptilienlampen bisher gesehen haben. Wenn man das Spektrum dieser LED jetzt noch 10 nm zu größeren Wellenlängen verschieben könnte und mit einer 335nm-LED kombinieren würde, hätten wir eine perfekte LED für unseren Zweck gefunden!

Und außerdem sehr interessant, dass der Fokus der Autoren auch auf Hautschäden durch die LED liegt. Die wurden hier in Hautproben nicht beobachtet, wohl aber in der früheren Studie der Autoren mit einer 305-nm-LED. Dort wurde eine Verdickung von Epidermis und Dermis sowie Melan-A-positive Zellen gefunden.

Auch beruhigend: Die Autoren schätzen UV-Index 2.0 als ideal ein. Also nichts mehr mit UV-Index 200 aus einer der ersten UVB-LED-Studien.

[Zwei Paper zur Vitamin D3 und UVB-LEDs]

Ich wundere mich schon einige Monate, ob vielleicht ich der Geisterfahrer bin, wenn ich so viele Paper wie das erste hier sehe, wo völlig sorglos z.B. 295-nm-LEDs verwendet werden. Wie wohltuend ist das das zweite Paper, das die fehlende Risikoabschätzung deutlich kritisiert. Was für ein schönes Nebenergebnis, dass Paper 2 auch besser beim Vitamin-D3 abgeschnitten hat.

Paper 1: Lee, S.-H. & Joo, N.-S. (2022) Effects of narrowband ultraviolet B exposure on serum 25-hydroxyvitamin D concentrations: A pilot study. Medicine (Baltimore), 101 e29937. https://dx.doi.org/10.1097/MD.0000000000029937

Zwei 25-jährige Männer haben sich bereit erklärt, sich 4 Wochen lang 3 Tage pro Woche und dann noch mal 4 Wochen lang 7 Tage pro Woche am nackten Oberkörper mit ca. UV-Index 32 erzeugt von 295-nm-LEDs bestrahlen zu lassen. Die tägliche Bestrahlung führte bei einem der Probanden zu Hautirritationen, weswegen er zurück zum Schema 3-Tage-pro-Woche gewechselt hat. Es kam nicht zu einer Erhöhung der 25-OHD3-Blutwerte. Wie auch schon in anderen Veröffentlichungen werden auch hier die Risiken der kurzwelligen Strahlung wenig detailliert weggewischt. Argument 1: Die Gesamtdosis (UVI 30 x 10 Minuten) wäre ja sehr gering. Argument 2: Bei Leuchtstofflampen zur Behandlung von Schuppenflechte gibt es eine Arbeit aus dem Jahr 1988, wo die Philips TL01 (Linie bei 311 nm - schmalbandig) besser als die PhilipsTL12 (Leuchtstoff mit Emission ab 280 mm - breitbandig). Deswegen sei schmalbandig (=LED) besser als breitbandig.

Gerade das zitierte Paper für Argument 2 zeigt doch eigentlich, dass die kurzwelligere Strahlung der TL12 gefährlicher als die langwelligere Strahlung der TL01 ist, und die Autoren nehmen das als Argument, dass eine LED mit 295 nm ungefährlich sein soll.

Paper 2: Lin, M.-Y., Lim, L. M., Tsai, S.-P., Jian, F.-X., Hwang, S.-J., Lin, Y.-H. & Chiu, Y.-W. (2021) Low dose ultraviolet B irradiation at 308 nm with light-emitting diode device effectively increases serum levels of 25(OH)D. Sci Rep, 11 2583. https://dx.doi.org/10.1038/s41598-021-82216-1

Die Autoren kritisieren in ihrer Einleitung und Diskussion, dass bisherige Arbeiten zu Vitamin D3 und UVB-LEDs die Risiken der kurzwelligen Strahlung zu wenig beachten. Sie verweisen auf zwei Paper aus dem Jahr 2015/2016 und argumentieren, dass eine 308-nm-LED das optimale Kosten-Nutzen-Verhältnis hat. Mit dieser LED wurden dann (am Rücken rasierte) Mäuse mit starkem Vitamin-D3-Mangel mit unterschiedlichen Intensitäten und Zeitdauern bestrahlt. Die Autoren schlussfolgern, dass ein UV mit 40µW/cm² (etwa UV-Index 2,5, sofern ich von einer 308-nm-LED ausgehe) für 10 Minuten fünf Mal pro Woche optimal ist.

Lediglich das im Supplement gezeigte Spektrum der LED (https://static-content.springer.com/esm/art%3A10.1038%2Fs41598-021-82216-1/MediaObjects/41598_2021_82216_MOESM4_ESM.tif) verwirrt mich sehr. Ganz offensichtlich wurde hier die Dunkelkorrektur des Spektrometers nicht korrekt durchgeführt (Intensität ist unterhalb von 290 nm nicht Null). Aber was kann man falsch machen, um das Gezackel bei 310-315 nm hinzubekommen? Und warum ist da so viel Strahlung bis 350 nm? So sieht doch keine 308-nm-LED aus??

Trotzdem ist dieses Paper ein echter Lichtblick für mich. Für die Anwendung am Menschen (wo der 25OHD3 regelmäßig gemessen wird) kann ich mir eine 308-nm-LED tatsächlich vorstellen. Bei Reptilien, wo wir ohne jede Kontrolle bestrahlen, ist mir das Risiko einer Überdosierung zu groß, als dass man das ohne weitere Studien machen kann.

Ich bin wirklich traurig: Ich lese eine Produktrezension in einem Tschechischen Onlineshop mit Google-Translator über eine “UVB-LED”: https://www.rostlinna-akvaria.cz/zarovky/zarovka-terrario-reptile-s-led-uvb-5-0-3w.

Der Rezensent schreibt, er habe die Lampen in fünf seiner Echsen-Terrarien verwendet. Nach wenigen Tagen geschlossene Augen bei den Tieren, Rückzug der Tiere, rote geschwollene Augenlider, Entzündungen der Augen. Die typischen Anzeichen einer Photo-Kerato-Konjunktivitis, wie sie durch kurzwellige UVB- und UVC-Strahlung verursacht wird.

Die Lampe kommt mir bekannt vor. Als ich im November 2020 meine allererste UVB-LED zum Test hatte, sah die exakt genauso aus: auffällig schwarz-orange Farbe, weißer unbeschrifteter Hals der Birne, kein Frontglas. Schockiert stellte ich damals fest, dass es gar keine UVB-LED war, sondern eine 275-nm-LED verbaut war, die Lampe also UVC abstrahlt. Der Händler zog die Lampe daraufhin vom Verkauf zurück und soweit ich weiß, konnte er alle Lampen zusammen mit meinem Testbericht an den asiatischen Hersteller zurücksenden. Testbericht: lamptestreport_lightstorm_uvb_led.pdf

Ich habe immer befürchtet, dass uns diese Lampe noch mal begegnen wird und sie nicht - wie eigentlich angebracht - verschrottet wird. Ich habe Gerüchte gehört, dass eine Lampe gleicher Bauart und Farbe im Herbst 2021 einer namenhaften Reptilienlampenmarke angeboten wurde. Die haben sie nicht bei mir sondern in einem professionellen Labor testen lassen und das Spektrum soll mit meiner Messung übereingestimmt haben. Zudem sollen noch deutlich Mängel bei der thermischen Anbindung und der elektrischen Sicherheit entdeckt worden sein. Verständlich, dass man dort kein Interesse an der Lampe hatte.

Und jetzt ist diese identisch aussehende Lampe unter der Marke “Terrario Reptile” erhältlich. Und wir haben den ersten Fallbericht zu schweren Verbrennungen bei den Tieren. Das hatten wir alles 2007 schon mal bei Leuchtstoffröhren und Kompaktleuchtstofflampen mit falschem Leuchtstoff. Warum jetzt schon wieder? Das ist so unnötig.

Ich habe Fotos eines geöffneten Solarmeter mit sichtbarem Sensor, Filter und Streuscheibe hinzugefügt. Dazu Infos zum Umbau mit Sensor an der Frontseite: bauform_der_solarmeter

Nicholas B. Sakich, Glenn J. Tattersall “Regulation of Exposure to Ultraviolet Light in Bearded Dragons (Pogona vitticeps) in Relation to Temperature and Scalation Phenotype,” Ichthyology & Herpetology, 110(3), 477-488, (29 August 2022)

34 Bartagamen (13 Wildformen, 12 Leatherbacks, 9 Silkbacks) wurden in eine runde Kammer mit 60 cm Durchmesser gesetzt und mit einer Kamera 4 – 6 Stunden lang beobachtet. Der Aufenthaltsort, genauer die (x,y)-Koordinate des Kopfs, wurde alle 10 Sekunden bestimmt. Drei ExoTerra 26W Kompaktleuchtstofflampen (UVB200, UVB150 und UVB100) erzeugten einen UV-Gradienten. Ein 25W Heizkabel heizte das Zentrum der runden Kammer auf etwa 33 cm Durchmesser auf 40°C Bodentemperatur. Im äußeren Bereich war die Bodentemperatur 21°C. Direkt unter den Lampen war der Solarmeter-6.2-Messwert (µW/cm² UVB) und der Solarmeter 7.5-Messwert (µW/cm² UVA+B): 107 µW/cm² / 392 µW/cm² (UVB200), 76 µW/cm² / 239 µW/cm² (UVB150) und 60 µW/cm² / 198 µW/cm² (UVB100).

Aus dem Aufenthaltsort wurde der UV-Wert berechnet und mit der Aufenthaltsdauer multipliziert um die Gesamtdosis an UV (J/cm²) zu berechnen. Alle drei Tiere wählten ungefähr 0,75 J/cm² = 750'000 µWs/cm² = 208 µW/cm² * h (Solarmeter 6.2) bzw. ca. 2,4 J/cm² = 666,7 µW/cm² * h (Abbildung 3). Leider wird mir nicht klar, wie hier mit der Versuchsdauer von 4 bis 6 Stunden umgegangen wurde. Wenn man von 4 Stunden ausgeht, hatten die Tiere im Mittel einen Solarmeter-6.2-Wert von 52 µW/cm² und einen Solarmeter 7.5-Messwert von 167 µW/cm². Das ist deutlich geringer als der Maximalwert unter den Lampen, die Tiere lagen also eindeutig nicht die ganze Zeit zentral unter den Lampen.

Die Silkback-Tiere wählten dabei etwas geringere UV-Werte, allerding ist dieser Unterschied nur für den Solarmeter 7.5-Messwert statistisch signifikant, nicht aber für den Solarmeter 6.2-Messwert. Da die beiden Messwerte aber über das Spektrum der Lampe direkt zusammenhängen (Verhältnis 3.7 bei UVB200, 3.1 bei UVB150 und 3.3 bei UVB100), zeigt dass, dass entweder, dass die Silkbacks einen anderen der drei Lampentypen bevorzugt haben, oder vermutlich eher, dass die Daten zu stark schwanken und doch nicht statistisch signifikant sind.

Abbildung 4 zeigt die Solarmeter-Werte, an denen sich die Tiere aufhielten. Im warmen Bereich war das im Mittel knapp 60 µW/cm², im kalten Bereich knapp 70 µW/cm² Solarmeter 6.2 bzw. ca. 180 µW/cm² (warm) und 230 µW/cm² (kalt) Solarmeter 7.5. Diese Mittelwert sind höher als die der Wert von 52 µW/cm² (= 0,75 J/cm² / 4h). Wie sich diese Diskrepanz erklärt (habe ich mich verrechnet?), verstehe ich nicht. Anhand der Angaben im Paper berechne ich im inneren, warmen Kreis eine mittlere Bestrahlungsstärke von 53 µW/cm² und im äußeren, kalten Bereich 48 µW/cm². Wenn die Tiere im kalten Bereich also im Mittel eine höhere Bestrahlungsstärke hatten, finde ich das tatsächlich bemerkenswert. Allerdings zweifle ich, ob das anhand der Größe der Tiere und der doch recht steilen UV-Gradienten und der geringen Größe der Kammer schwierig zu beurteilen, wie gut das anhand der Bilder (bzw. der Position des Kopfes) wirklich ausgewertet werden konnte. Falls die Daten verlässlich sein sollte, könnte eine mögliche Erklärung sein, dass die Tiere auf dem warmen Boden dem Licht ausgewichen sind und auf dem kalten Boden das Licht gesucht haben. Da die UV-Lampen die einzige Lichtquelle waren und Reptilien meist Helligkeit mit Wärme assoziieren, wäre das verständlich. Ich vermute, dass es hier aber allein um das Licht ging, nicht um die UV-Strahlung. Diese Arbeit kann diese Frage nicht beantworten, da die drei Lampen bzgl. UV:Licht:Infrarotstrahlung nahezu identische Spektren hatten.

Die Autoren diskutieren sehr ausführlich, anhand welcher Mechanismen die Echsen die UV-Stärke erkennen können. Dabei gehen sie auf den normalen Sehsinn, das Parietalauge, Vitamin D3 Blutwerte und auch Nebenprodukte der Vitamin-D3-Bildung, wie Lumisterol und Suprasterole. An einigen Stellen verstehe ich hier das Paper entweder nicht richtig oder ich stelle mir das mit der D3-Bildung irgendwie anders vor. Aber das ändert an der Möglichkeit, dass Lumisterol steuern könnte, wie viel UV Reptilien suchen, erst einmal nichts. Und diesen Verdacht der Autoren finde ich im Kontext der UVB-LEDs extrem besorgniserregend.

Denn das Spektrum der UVB-LEDs bildet ja der Theorie nach deutlich mehr preD3 und deutlich weniger Lumisterol als das Spektrum des Sonnenlichts. Wenn Reptilien jetzt noch das gebildete Lumisterol als UV-Messgerät verwenden, werden sie sich unter UVB-LEDs länger sonnen als unter sonnenähnlichen Lampen und somit die Wahrscheinlichkeit einer VItmain-D3-Überdosierung noch weiter erhöhen.

Schon lange wollte ich mal wieder in die Publikationsliste der ukrainischen Physikerin Irina Terenetskaya schauen. Sie hat eine mathematische Lösung für die gekoppelten Differentialgleichungen für das 7DHC-PreD3-Lumisterol-Tachysterol-Gleichgewicht aufgestellt [1064Terenetskaya, I. P. (2008). Limitations of the photostationary approximation in the photochemistry of provitamin d: The ambiguous role of the irreversible degradation channel. Theoretical and Experimental Chemistry, 44(5), 286–291.], was ich als Spielerei auch in der Lampendatenbank mache (auch wenn wegen der geringen Qualität der Spektren meist Blödsinn dabei heraus kommt). In ihren Arbeiten von 2018 [1339Terenetskaya, I. P. (2018). How to measure the vitamin-d-synthetic activity of uv lamps used in phototherapy? Integrative Molecular Medicine, 5(2), 1–5.] und 2020 [1340Orlova, T., & Terenetskaya, I. P. (2020). Uv phototherapy: a new look at the uv sources and doses. Clinics in Medicine, 2(1018), 5–8.] zeigt sie Messwerte, welche Photoprodukte in 7DHC-Glasampullen unter verschiedenen Lampen entstehen:

• Niederdruck-Quecksilberdampflampe mit 254 nm (viel Lumisterol, wenig PreD3)
• XeCl-excimer-Lampe 308 nm (viel PreD3)
• Hochdruck-Quecksilberdampflampe zur Flächendesinfektion (mit viel UVC, 25% preD3)
• Philips TL 20W / 01 RS SLV, eine Psoriasis-Therapielampe mit starker 313-nm-Linie (45% preD3)
• Philips TL 20W / 12 RS SLV, eine Typ UVB313-Leuchtstofflampe zur Psoriasis-Therapie (>60% preD3)

Zu gerne würde ich diese Messung für die terraristisch genutzten Lampen, speziell sonnenähnliche Leuchtstofflampen mit Typ UVA340-Leuchtstoff, UV-HQI-Lampen, Mischlichtlampen und natürlich auch UVB-LEDs sehen. Gerade bei UV-HQIs und T5 Lampen, die ja eine ähnliches Solarmeter-Verhältnis aber ein völlig anderes Spektrum haben, frage ich mich, ob beide ähnlich auf das Vitamin-D3-Gleichgewicht wirken oder eine von beiden Lampentypen aufgrund ihres Spektrums deutlich mehr Vitamin-D3 bildet.

In Kürze (23.09.2022) erscheint die DATZ 4/2022 mit meinem Artikel über Terrarienbeleuchtung.

TerraClear-Glas, Hobby UV Vital LED

Das Terrarienglas sieht vielversprechend aus und hat eine sehr hohe UV-Durchlässigkeit. Die Hobby UV Vital LED Lampe halte ich für Reptilien ungeeignet, Hobby hat sie nach meinem Test auch aus dem Handel zurück gezogen. Allerdings wäre ich nicht überrascht, wenn diese Lampen oder die entsprechenden LEDs in anderen Produkten wieder auf dem Markt auftauchen werden, z.B. als no-name-Produkte auf den asiatischen Verkaufsplattformen.

In Hydroxyvitamin D Plasma Levels in Natural Populations of Pigmented and Partially Pigmented Land Iguanas from Galápagos (Conolophus spp) wurden die 25OHD-Blutwerte wild lebender Drusenköpfe gemessen.

Leider wurden zwei verschiedene Labormethoden zur Blutanalyse verwendet, die schlecht vergleichbar sind. Noch dazu ist den Autoren ein Fehler unterlaufen, sie zitieren “HPLC underestimates vitamin D concentration compared to CLIA determination [33]” - dabei ist im zitierten Paper gerade das Gegenteil herausgekommen (CLIA 60nmol/L vs. HPLC 85nmol/L).

Trotzdem liefert diese Arbeit ein weiteres Puzzleteil als Referenz, welche Blutwerte bei Echsen normal sind. Der Wert von ca. 130-210 ng/ml (325-525 nmol/l) stimmen mit anderen Referenzwerten überein. Überraschend haben die hell pigmentierten Conolophus marthae niedrigere Blutwerte (um die 100 ng/ml = 250 nmol/l).

Ich habe einen Vortrag auf dem Treffen der Arbeitsgruppe “Reptilien und Amphibien” des “Britisch/Irischen Verband der Zoos und Aquarien” (BIAZA Reptile and Amphibian working group) über LEDs gehalten. Meine Folien gibt es hier.

Schon vor einer Woche habe ich den Link zu diesem Paper geteilt, jetzt habe ich Zeit gefunden, es zu lesen:

Conley, D. A. & Lattanzio, M. S. Active regulation of ultraviolet light exposure overrides thermal preference behavior in eastern fence lizards, Functional Ecology, 2022 (Open Access)

Hier noch eine Zusammenfassung der Autoren in einfacher Sprache.

40 Zaunleguane (Sceloporus undulatus) wurden in Viginia, USA, gefangen. Am Fangort wurde der UV-Index (Solarmeter 6.5) und auch die Körpertemperatur (IR-Thermometer an der Kloake) erfasst. Sie wurden 3 Wochen lang in separaten kleinen Plastikboxen gehalten und für Temperatur- und UV-Präferenz-Tests verwendet. Für diese Tests wurden die Echsen für 60 min in eine lange Box (91 cm x 10 cm x 20,5 cm LxBxH) gesetzt. Sowohl der UV-Index als auch die Körpertemperatur wurden mit Datenloggern aufgezeichnet: Der UV-Index mit einem Arduino-Sensor auf dem Rücken der Echse, die Körpertemperatur mit einem Thermoelement an der Kloake gemessen. Die Box hatte entweder einen Temperatur- oder einen UV-Gradienten oder beides. Der Temperaturgradient betrug 23°C–50°C und wurde durch einen Keramikstrahler an einem Ende erzeugt. Der UV-Gradient war UVI 0–20 und wurde durch eine Arcadia-Röhre mit zunehmendem Abstand entlang der Box erzeugt. Die bevorzugte Temperatur oder der UV-Index wurde als mittlere Temperatur/UV-Indizes der ausgewählten Tiere berechnet. Die Set-Temperatur wurde als die mittleren 50 % der Temperatur/UV-Indizes der Tiere berechnet.

Ergebnis (Alle Werte sind in Tabelle 1 in der Arbeit, auch aufgeteilt nach Geschlecht):

• Im Habitat betrug die Körpertemperatur 32,7°C +- 0,5°C und der UV-Index 2,6 +- 0,3.
• Versuch 1: Wenn nur der Keramikstrahler angeschaltet war, wählten die Echsen die Set-Temperatur 29,5 – 31,1 °C
• Versuch 2: Wenn nur die UV-Röhre angeschaltet war, wählen die Echsen den Set-UV-Index 4,8 – 5,5.
• Versuch 3: Wenn UV-Röhre und Keramikstrahler an waren, wählten die Leguane eine Position bei der 35,3 – 36,7 °C und UV-Index 4,5 – 5,3 waren.

Grafik aus Supplementary Information zu Conley2022, alles in blau ergänzt von mir.

Bemerkenswert ist, dass die im Versuch gewählten Temperaturen niedriger und die UV-Indizes höher sind als in freier Wildbahn. Ich frage mich, ob das eine Bedeutung hat. Denn die Situation im Experiment unterscheidet sich stark: Nicht nur ist der Aufenthalt in der Test-Box unnatürlich. Der Keramikstrahler erzeugt bei der Echse ein anderes Wärmeempfinden, weil das langwellige IRC die verschiedenen Gewebeschichten ganz anders aufheizt als das sichtbare Licht und IRA des Sonnenlichts. Und die Menge an sichtbarem Licht aus der Arcadia-Röhre ist viel geringer als im Sonnenlicht. Es ist nicht klar, wie die Leguane die UV-Menge wahrnehmen, aber wenn auch der visuelle Sinn eine Rolle spielt, wird das Experiment falsche Signale liefern. Außerdem war die Temperaturmessmethode eine andere.

Dennoch ist es faszinierend, dass die Echsen „vernünftige“ UV-Indizes wählten. Ich denke, dieses Paper beweist wirklich, dass sie einen Sensor für UVB haben müssen!

Der alleinige Vergleich der verschiedenen Laborexperimente schließt aber alle Bedenken bzgl nicht-natürlicher UV- und Wärmequellen aus. Und das Experiment zeigte, dass die Echsen in beiden Experimenten fast den gleichen UV-Index wählten, aber 5°C (!!) höhere Temperaturen, um den gleichen UV-Index zu erhalten. Daher stimme ich der Zusammenfassung zu, dass sie UV gegenüber Temperatur zu priorisieren scheinen. Allerdings wurden die Tiere hier vor die Wahl gestellt: höherer UV-Index als in Versuch 2 oder höhere Temperatur als in Versuch 1. In dieser Situation erschien den Echsen eine “zu hohe” Temperatur vielleicht als ungefährlicher als ein zu hoher UV-Index.

Ich stimme auch dem Fazit der Autoren zu, dass es sinnvoll ist, im Terrarium für unterschiedliche UV- und Temperaturstufen zu sorgen, damit die Tiere wählen können.

In der Facebook-Gruppe “Reptile Lighting” kamen in den letzten Monaten immer mehr Fragen zu den Produkten der Marke “Repti-Zoo”, die in den USA verfügbar sind, und dort deutlich günstiger als ähnliche Produkte von Arcadia sind. Die Marke der chinesischen Firma Dongguan ETAN Pet Supplies Co., Ltd. macht von der Darstellung auf ihrer Webseite http://www.repti-zoo.com/en/index.php einen professionellen Eindruck. Nachdem Repti-Zoo auf keinerlei Kontaktversuche reagiert hat, hat ein Gruppenmitglied aus den USA mir und Thomas Griffiths Lampen zum Test geschickt.

Ich habe die “Repti Zoo HO T5 UVB Lighting Combo Kit 24W” mit der Röhre “Desert UVB Bulb UVB10.0” getestet. Sowohl beim sichtbaren Leuchtstoff als auch beim UV-Leuchtstoff gibt es definitiv qualitativ hochwertigere Produkte auf dem Markt (zB Arcadia). Trotzdem halte ich die Lampe zumindest nicht für gefährlich und in der Intensität etwa mit der Arcadia Pro T5 mit D3-Forest Röhre vergleichbar. Allerdings waren Reflektorfolie, Befestigungsmaterial etc. bei den insgesamt 4 von mir und Thomas getesteten Lampen so unterschiedlich, dass das nicht den Eindruck einer stabilen Produktionslinie erweckt.

Repti-Zoo direkt ist bisher nicht am europäischen Markt vertreten, jedoch hat MS-Reptilien identisch aussehende Einheiten der Marke repti-zoo im Sortiment, in diesem Fall aber preislich etwa gleich auf mit den Arcadia Pro T5 Kit.

Testbericht als pdf: PDF

Kaninchen wurden während der Trächtigkeit und Jungtieraufzucht entweder nur mit LED-Deckenleuchten (30 lx “Dunkelheit”) beleuchtet oder zusätzlich 4/8/12 Stunden pro Tag mit 2 x 26 W 5.0 UVB-Kompaktleuchtstofflampe (chinesisches Fabrikat).

Effects of Ultraviolet-B Radiation on Behaviour, Reproductive Performance, Serum Vitamin D Status and Gene Expression in Female Rabbits

Die UVB-Bestrahlungsstärke auf Kopfhöhe war mindestens 20 mW/cm², gemessen mit einem Solarmeter 6.2. Die Tiere der Gruppen mit 8 Stunden oder 12 Stunden täglicher UVB-Beleuchtung hatten erwartungsgemäß einen höheren Vitamin-D3-Blutspiegel, zeigten aber auch deutlich mehr Aktivität, mehr Pflege ihrer Jungtiere und gleichzeitig weniger Nagen an den Gitterstäben.

Zunächst muss sich in dem Paper ein Tippfehler befinden. 20 mW/cm² UVB sind 20.000 µW/cm² UVB und damit fast 100 mal so viel wie in natürlichem Sonnenlicht. Dieser Wert bei zwei 26 W Kompaktleuchtstofflampen ist völlig unrealistisch. 20 µW/cm² in 30 cm Abstand ist hingegen ein häufiger Solarmeter-Messwert bei 26 W 5.0 Kompaktleuchtstofflampen.

Was leider in dem Studiendesign nicht berücksichtigt wurde, ist die unterschiedliche Helligkeit. Bei einem typischen 5.0-Spektrum) entsprechen 28 µW/cm² = 1760 lx. Ich gehe davon aus, dass die Lampen auch um die 1500 lux auf Kopfhöhe der Kaninchen erzeugt haben. Im Vergleich zu den 30 lx der Kaninchen ohne UVB-Lampe kann mir gut vorstellen, dass das Verhalten der Kaninchen primär durch die unterschiedliche Helligkeit und nicht durch das Vorhandensein von UVB verändert wurde.

Drei Literaturzitate zum Farbsehen bei Phelsuma hinzugefügt: photorezeptoren

Neues Testprotokoll zur Narva BioVital: messprotokolle_der_von_mir_getesteten_lampen

Das Menü in der linken Seitenleiste zeigt jetzt endlich durch eine kräftige rote Farbe an, wo man sich beim Lesen gerade befindet.

Und noch ein UVA-Vogel-Paper (findet man eines, findet man viele): Differential preference for ultraviolet light among captive birds from three ecological habitats

Bei verschiedenen Vögeln des Lincoln Park Zoo in Chicago (USA) wurde beobachtet, wie sich eine zusätzliche UV-Beleuchtung auf das Verhalten der Tiere auswirkt.

In den normalen Volieren der Vögel, die sich im Inneren von Gebäuden befanden, wurden zusätzlich zur vorhanden Beleuchtung Schwarzlichtröhren (Sylvania #F40 T12/350 BL, 1.20m lang) angebraucht. Die Röhren wurden abwechseln auf der einen oder anderen Seite der Volieren angeschaltet und beobachtet, in welcher Seite sich die Vögel bevorzugt aufhalten.

Die Sylvania 350BL Schwarzlichtröhren werden in Insektenfallen eingesetzt. Der Leuchtstoff emittiert mit einem Maximum bei 350 nm Wellenlänge und fällt bei 300 nm und ca. 420 nm wieder auf Null ab. Die Quecksilberlinien bei 365 nm, 404 nm, und 436 nm sind zusätzlich sichtbar. Diese Leuchtstoffröhren sind nicht optimal für das Farbsehen von Vögeln, da diese wie Reptilien vor allem im langwelligen UVA-Bereich sehen, d.h. zwischen 350 und 400 nm. Zudem erwarte ich, dass diese Kombination von Lampen ohne UVA und einer reinen UVA-Lampe für die Vögel wenig natürlich aussehen wird. Das wäre so, als wenn wir unser Büro mit einer blauen und einer gelben Leuchtstoffröhre beleuchten würden. Zwar mischt sich das Licht in der Theorie zu Weiß, tatsächlich sind die beiden Farben aber als getrennte Farben sichtbar.

Die Autoren geben an, dass die Röhren so angebracht wurden, dass mit einem Messgerät (Blak-Ray J-221) ca. 300 µW/cm² erreicht wurden. Das entspricht dem Wert, der auch im Freien im Schatten gemessen wurde.

Das Blak-Ray J-221 ist ein sehr antiquiertes analoges Messgerät mit Messbereich 300 bis 400 nm mit maximaler Empfindlichkeit bei 365 nm. Da im natürlichen Tageslicht im Schatten die Intensität von 300 nm bis 400 nm fast linear ansteigt, die Schwarzlichtröhre aber eine glockenförmige Emission zwischen 300 und 400 nm hat, sind die Messwerte mit diesem Messgerät bei den beiden unterschiedlichen Lichtquellen nicht vergleichbar. Auch wenn die Autoren auf den gleichen Messwert 300 µW/cm² gezielt haben, ist bei gleichem Messwert im Tageslicht viel mehr UVA im für Vögel sichtbaren Bereich vorhanden als bei den Schwarzlichtröhren. Ein weiterer Denkfehler besteht darin, dass absolut der gleicher UVA-Wert angestrebt wurde, ohne gleichzeitig auch den gleichen Lux-Wert anzustreben.

Leider ist nicht klar angegeben, was an übriger Beleuchtung in den Volieren oder Gebäuden vorhanden war. Die Autoren schreiben, dass das Messgerät keine UVA-Strahlung detektieren konnte. An einer Stelle werden Metallhalogeniddampflampen und Oberlichter erwähnt. Normales Glas lässt langwelliges UVA, wie es für Vögel sichtbar ist, recht gut transmittieren. Und auch Metallhalogeniddampflampen strahlen üblicherweise langwelliges UVA ab. Obwohl also die gewählte Beleuchtung mit Schwarzlichtröhren also den UVA-Anteil im natürlichen Sonnenlicht nur sehr mangelhaft nachbildet, haben die Vögel diese Beleuchtung klar bevorzugt, insbesondere bei den Arten aus lichtintensiven Habitaten. Auch das Sozialverhalten der Tiere war ausgeprägter, wenn die Schwarzlichtröhren angeschaltet waren.

Leider auch hier keine Studie die eine wirklich hochwertige sonnenähnliche Beleuchtung mit UVA aus einer Lampe (um seltsame Farbmischeffekte auszuschließen) mit eingeschlossen hat. Trotzdem ein weiteres wichtiges Puzzleteil im Bild, ob Tiere, die UVA als Farbe sehen, auch Wert darauf legen.

Noch ein Paper zu Vögeln und (UVA)-Beleuchtung: Turkeys prefer fluorescent light with supplementary ultraviolet radiation

Jeweils 15 frisch geschlüpfte Truthähne wurden in zwei identischen Räumen (3x5m) aufgezogen. Beide Räume wurde mit einer (!) 7W (!) Energiesparlampe beleuchtet (15 lx Dunkelheit). Ein Raum zusätzlich mit einer 160 W „UV-Lampe“ (Marke Claude Mixopal, nicht näher bezeichnet). Bei dieser Lampe wurden 0,0117 W/m² = 1,17 µW/cm² UVA angegeben (ohne Angabe, wie diese Werte bestimmt wurden).

Eine 7W Energiesparlampe strahlt ungefähr 400 Lumen ab. Bei der UV Lampe handelt es sich mutmaßlich um eine typische Ei-förmige Quecksilberdampf-Mischlichtlampe ähnlich Osram HWL. Die Osram HWL 160 W strahlt 3100 Lumen ab. Es gibt die Lampen aber auch mit einem schwarzen aber UV-durchlässigem Glas als Schwarzlichtlampe. Welche Variante hier verwendet wurde, bliebt unklar.

Später wurden die Tiere in einer Kombination aus drei Räumen (je 1,5 x 1,9 x 1,3 m), die mit Durchgängen verbunden waren, vor die Wahl gestellt, welche Beleuchtung sie bevorzugen: Der mittlere Raum war unbeleuchtet, ein Raum mit der 7W Energiesparlampe (15 lx), der andere Raum mit der 7W Energiesparlampe und der 160W Quecksilberdampflampe (dieses Mal 2,8 µW/cm² UVA). Zum Vergleich: Typisches Sonnenlicht hat 100.000 lx (15lx = 0,015%) und 4.500 µW/cm² UVA (2,8 µW/cm² = 0,062%). Jeweils drei Tiere gemeinsam wurden in die mittlere Kammer gesetzt und mehrere Stunden lang beobachtet. Die Position der Quecksilberdampflampe wurde mehrfach zwischen linker und rechter Kammer gewechselt.

Alle Gruppen bevorzugten die Kammer mit Quecksilberdampflampe während ihrer Aktivitätsphasen deutlich gegenüber der Kammer mit der Energiesparlampe. Während der Ruhephasen wurde auch die unbeleuchtete Kammer genutzt.

Die Autoren der Studie sehen das als Beleg, dass die Tiere UV-Beleuchtung bevorzugen. Relativ zum Sonnenlicht war in der UVA-Kammer aber auch deutlich mehr Licht vorhanden. Möglicherweise bevorzugten die Tiere nur die hellere Kammer.

Heute hat mich mein google scolar alert auf ein open access Paper zur Beleuchtung bei Vögeln aufmerksam gemacht. Und irgendwie sind Vögel ja auch nur Reptilien (tatsächlich ist die Gruppe Schildkröten-Krokodile-Vögel untereinander enger verwandt als zur Gruppe der Schlangen und Echsen).

Impact of Broad-Spectrum Lighting on Recall Behaviour in a Pair of Captive Blue-Throated Macaws (Ara glaucogularis)

Ein Pärchen Blaulatz-Aras der Zoological Society of London lebt in einer kombinierten Außenvoliere (5,3 x 3,2 x 5,3 m) mit angeschlossenem Innenbereich (3,3 x 3,1 x 2,4 m), beides gleichermaßen strukturiert. Die Beleuchtung wurde kürzlich auf ein Hydrokultur-Set für 4 x 54W T5-Leuchtstoffröhren umgestellt, bestückt mit 2 x "Blue Growth Lights" (mutmaßlich ein handelsüblicher 865-Leuchtstoff) und 2 x “Arcadia 12%”. Am obersten Sitzplatz der Vögel wurden auf Kopfhöhe UVI 2,0 und 600 lx erreicht.

Nach der Reinigung des Innenbereichs werden die Tiere von ihrem Pfleger zum Training in den Innenbereich gerufen. Im Anschluss (und auch sonst) können die Tiere frei wählen, ob sie im Innenbereich bleiben oder wieder nach draußen fliegen. Die Zeit, die die Tiere nach dem Training im Innenbereich verbrachten wurde gemessen. Wenn die Lampen während des Trainings und im Anschluss ausgeschaltet waren (nur 50 lx “Helligkeit”) kehrten die Vögel quasi direkt nach draußen zurück, während sie bei angeschalteten Lampen deutlich länger im Innenraum blieben.

Ich bin einerseits ein bisschen überrascht, dass man wirklich untersuchen muss ob tagaktive Vögel in ihrer Voliere eine Lichtquelle bevorzugen oder in fast völliger Dunkelheit (50 lx!) leben wollen. Das zeigt, was es wohl doch noch ein Stückchen Weg ist, bis alle Tiere in menschlicher Obhut gut mit Licht versorgt werden. Andererseits freut sich mein Wissenschaftlerinnen-Herz über diese gut gemachte Studie mit so eindeutigem Ergebnis. Was ich gerne noch gesehen hätte, ist welche Art von Beleuchtung die Vögel bevorzugen. Der Titel der Veröffentlichung spricht von “Vollspektrumlicht”, jedoch hatten die Vögel ja gar keine Wahl. Ich hätte im Idealfall den Vergleich zwischen 4 Lichtquelle gemacht: (1) Standard-LED ohne UVA, (2) Sylvania Activa (die Leuchtstofflampe mit dem sonnenähnlichsten Spektrum, die ich kenne), (3) Standard-Büro-Leuchtstofflampe (Osram 960 oder 860) und (4) UVB-Röhre (die weniger langwelliges UVA hat), z.B. 4 x Arcadia 6%. Dann hätte man lernen könne, ob es den Vögeln wirklich auf Vollspektrum ankommt, oder ob es primär darum geht, dass überhaupt Helligkeit vorhanden ist.