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加热灯对饲养陆龟及其他爬虫类健康的影响

加热灯对饲养陆龟及其他爬虫类健康的影响

作者:A. C. Highfield, Tortoise Trust於西班牙的阿爾梅里亞(Almeria)

前言:

这篇文章是总结这数年间我所进行研究的成果,最初开始的原动力是起源于2009年一篇有关于‘封闭式饲养箱中的环境状态’的研究(翻译连结、,在当中所发现的一些影响蛮值得作进一步的探究,而且这个研究也只是当时早期工作的部分成果罢了。此外在经过长期的研究(持续进行超过15年、下,已经发现了会造成陆龟各种异常生长状态的证据,就是以人工的加热源在近距离照射动物的话,会对甲壳中角蛋白的含水状态产生不利的影响(连结,原本的中文翻译找不到,只找到这个连结、,而这影响对于所观察到的一些畸形状态来说,至少也必须负起一部分的责任。会撰写这篇文章主要的目的是想唤起大家以下议题的重视:我们所知的大自然在某些部分是相当复杂的,而且要解决其中的问题绝非易事,上述关于加热灯造成影响的报告中,几乎涵盖了所有使用中的灯种,包括白炽灯,gas-discharge(气体放电灯,注:例如日光灯这类的灯)以及dull-emitter(陶瓷加热灯),以及其他只要曝露于其下就会改变体温的器具。不同的物种会依据它们自身的生理及外形条件来作各种不同方式的应对,而其体表的覆盖结构(例如皮肤或鳞片、以及体型的大小,则是决定最终结果非常重要的因素。另外呢,这篇文章除了含有人工光热源对爬虫类动物影响的完整详细叙述外,同时也提供了可供进一步研究及讨论的立论基础。这也让我们意识到,所有使用人工热源来帮爬虫类加温的饲养者,都应该要来仔细的审视这个我们所认为极度重要的议题。

全文概述:

相对于整个爬虫类的豢养历史而言,使用加热灯具的豢养方式其实只占其中蛮短暂的时间,早期的爬虫饲养者之所以会经常养死掉,主要是因为不晓得爬虫类在热能调节或所接受光照品质方面的需求,一直到了1994年Charles M. Bogert和Raymond Cowles发表了一篇重要的文章"沙漠爬虫在热能需求上的初步研究",这篇文章大大地改变了我们对野生和豢养爬虫类在生存需求的认知。到了1950年代,有一些饲养者开始尝试着使用人造的灯源来制造所谓的热点,以及利用饲养箱来复制大自然的温度梯度,被豢养爬虫的生存时间逐渐的延长了,不过在长时间的饲养后,动物们却会因为骨骼发育方面的异常而逐渐死亡,例如代谢性骨骼疾病。这发病的原因一直到1969年Joseph Laszlo在国际动物园年刊上发表了一篇“两种新人造光源对爬虫类行为表现的观察”的报告后才为人所知,这也是首度证实了紫外线(UV-B)是爬虫类饲养上的关键因素。从此之后在爬虫的豢养上就出现了许多种饲养系统以及各式样的加热源及光源。不过令人惊讶的是,仅有极少数的研究是关于人工热源所存在的一些问题,大部分人的看法是只要提供足够的温度和UV-B就可以了。最新研究的建议是虽然使用人工的光、热源的确是有好处,但是目前的光照和加热系统也仍存在着它们本身的问题。在此我们利用远红外线的热能影像以及温湿度资料的记录技术来比较爬虫类在灯下以及天然环境中的情况,结果是我们发现了一些令人不安的效应,同时也对目前所使用的加热技术提出了一些改进的建议。

在1950年代一些早期的宠物饲养建议手册中,会叫人使用灯泡来提供陆龟额外的光、热能,不过即使是现在,对于大部分只是单纯饲养在家中花园这样环境条件的饲养家来说,这仍是司空见惯的事,然而这并非没有坏处,尤其是当天候转冷时,许多陆龟就会因此而早夭。为了解决这个问题,饲养家就逐渐开始在寒冷的日子或者是初春到春季末的时候使用加热灯,以提供在温度方面的更多热能需求。在一刚开始的时候因为缺乏关于热能调节以及尤其是UV-B需求方面的知识,许多早期在豢养方面的尝试都以失败收场,到了1970年代到1980年代初期,使用人工的加热及光源都越来越普及,尤其是在热衷于专属器材的人及两栖爬行动物俱乐部和学会的会员之间更是如此,所以在豢养情况下的生育率以及存活率都出现了显著的改善,因此毋庸置疑的,即使是只使用最基本的人工光、热源,对于动物的健康和福利都有着相当显著的贡献,最起码也减少了因为失温而导致疾病与死亡的情况。

在这种情况下,制造商便开始研发出并贩售一些特殊的灯具与热源给这群饲养爬虫的族群,这各式样的器具大体上来说都有一定的合适度及品质,其中最佳者比起平常的家用灯泡来说,其优点更为显著,它们能提供非常优质接近天然的UV-B以及可见光谱照明,的确大部分的人工光、热源系统都致力于改进UV-B以及可见光谱的性能,但是对于远红外线的重要性似乎就有些被忽略且未能详加研究,仅仅是被局限在只是能提供热点罢了。

这样广泛的采用人工光、热源并非绝无问题产生,正如同我们快速的采用这种饲养法,一些过去我们未曾见过的伤害和健康状态也开始同步的出现。今天我们所面临的情况是许多饲养家几乎都是采用完全的室内养育方式,而且依赖人工的光、热源,因此现在这些问题的发生率就非常高。如果要采取人工加热的方式来饲养,那么陆龟和大型的蜥蜴真的是相当具有挑战性的动物。在大自然中,它们在需要吸收或者是散发热能时,已经发展出了许多样式的行为策略,这些包括了躲入隐蔽处和挖洞隐藏,各种的体势以及非常精细的协调感官来察觉何时需要全日照以及何时要半阴影或全阴影。为了要从太阳直接获得发射的热能,它们也会吸收环境中所反射以及非直接(借由接触的方式、的热能,在它们的天然环境里,所有的一切都运行的相当良好。然而在远离了天然环境后,在面对完全非天然的光、热源,它们很容易就会被弄糊涂,而且误判环境的情况。这些人工的光热源即使在某些光谱区块很接近阳光,但是在其余的区域就完全不同,而这其中就蕴涵了相当重要的意义。

生活于沙漠品种爬虫类的皮肤能最多能反射35%的太阳辐射,相对于热带的森林品种,大概只能反射6%。四肢的型态对于特定环境的生存能力也有影响。粗糙且粗壮型态的腿能形成空间来达到隔热的效果(就如同苏卡达象龟那样、,而像北美箱龟这类水龟的平滑样态腿就没有这样的功能。所有品种的龟都有可能因不正确的环境设定而遭遇到脱水的后果,但是热带或潮湿栖地的品种则因为体表包覆结构上的不同,相对于沙漠爬虫更容易丧失水分,而特别容易受到这种伤害。

动物凡是越容易吸收太阳辐射能的,散失的速度也越快,当外部的热源消失时(例如太阳下山或人工灯具关掉时、也会回吐能量至环境中。例如像沙漠这种白天会迅速升温的栖息地,到了晚上也会非常迅速的降温,这规则对陆龟和水龟来说也同样适用。从环境中交换热能是经由体表来进行,因此身体的表面积越大,热能的获取与散失(这视当时的热能的流向而定)就越多,在相同的时间里,体型越大的动物所得到或储存能量的容量就越大,因此表面积与体积的比例在我们研究陆龟与水龟的热能生态学上,也是个相当重要的因素。

大型动物对于温度变化的容忍力比小型动物来的高上许多,这种特性就是我们所知的热能惯性,一旦大型的陆龟或水龟完成了它的日照循环后,它还能倚赖足以维持好一阵子的热能来进行它所要进行的生理功能,而小型的动物在相形之下,丧失所蓄积热能的速度非常快,因此很快就得重新回去接受日照。有一些非常大型的品种,例如苏卡达象龟以及亚达伯拉象龟,即使经历了一整天外在环境温度的巨大改变,它们的核心温度也能够持续稳定非常长的一段时间。较小型的则不然,它们和环境的热能状态结合的更为紧密,而且也擅长于以多种方式来利用这个资源,尤其是它们对于善用微气候的各种面貌这方面来说更称得上是专家,举例来说,它们只要善用躲入隐蔽处和挖洞隐藏的方式,不单单是体温,连湿度以及体内水分的散失都能加以调节。

而在典型的豢养环境里,所能提供藉以作热能调节以及自行调整水分散失的外在条件远逊于天然的环境,被豢养的动物们只能生存于条件环境极为有限的区域里,而且可能与人工光、热源作直接近距离且极长时间的接触,因此如何去提供安全又有效的、热源就是个极为要紧的事。

材料与方法:

在这几年间所进行的研究里,我们是采用Fluke所制的TiS热影像仪(后来改用Testo 875-2i的机种、来记录野生陆龟在西班牙南部的活动资料,在温度的量测资料则是使用Fluke 62型的非接触式远红外线温度计,同时呢环境的温、湿度则是采用SL-54TH和SL54TH-A这一系列的小型记录仪,以及Temp-IT Pro的软件。 其他的设备还包括了Fluke 971的数字型温湿度计,以及Fluke VT-04手持式非接触式远红外线温度计。测量的数据有针对爬虫类的皮肤和角蛋白的热发射率做了补偿的修正。对于豢养动物的资料收集也是用相同的设备,我们在一般的室内豢养场所的灯照条件下来测量动物们的各项数据,在相同的场所里,以一般豢养情况下最常用的灯泡瓦数从60W到250W之间来进行测试,我们也同样测试了爬虫饲养者常用的远红外线灯泡(陶瓷加热灯、。水银蒸气灯、卤素灯、金属卤素灯以及常规的白炽灯也都在测试之列。陆龟的影像则是在一系列的测试中,以相同的时间间隔来收集影像,这包括了在刚开完灯后,以及灯照20分钟后,在同一时间,周遭环境的温度数据会经由资料记录仪来收集,湿度的资料则是同时在数个不同位置以精密的资料记录仪来收集。湿度的数据包括直接位于灯下方,以及距离30和60公分的上方。这样的整合数据建构出了一个加热区的热分布以及其对湿度造成影响的综合图。

可惜的是,爬虫类专属灯具和加热器的制造商和批发商很少会提供这些器材在远红外线发射量方面的数据,这些一般性的灯具和加热器例如钨丝灯、只有水银蒸气灯、金属卤素灯陶瓷加热灯和卤素灯只有提供在健康以及安全方面的一些相关资讯,爬虫饲养家们会以各种超出原先灯具设计者所预想的方式来使用这些灯具,可是这些灯在许多使用案例上却是常规的以非常近距离和极长期的方式来使用,最多一天14小时,一年365天,热源灯距离皮肤表面仅有30~60公分的方式来照射著活生生的动物体,然而在这样强度的曝晒所造成效应方面的研究却非常的少。

在这个备受关切的主要区块(热点区、里,我们的研究报告已经证实了一些情况,这包括了:

a、灯具对环境造成的脱水效应(在持续的照射区域,湿度都是低于20%,在某些测试中甚至会低于11%。);

b、有些灯具的远红外线光谱是加遽表面过热及脱水效应的主因;

c、相较于天然阳光来说,对组织的穿透能力都太弱;

d、大部分灯具的发射光谱范围都不够宽,这点对于较大的爬虫类来说的确是如此。

这份研究报告也指出了在这样的环境下的过度曝露会造成以下所列的一些特殊问题:

a、一种广义式的慢性脱水,伴随着对整体健康的影响,尤其是在肾脏方面;
b、因为加热区热能的分布和天然加热源相较之下并不均匀,所以这种非天然的热能讯号有可能会混淆了动物本身原有的热能调节行为,导致与热源太过靠近而导致热伤害;
c、皮肤组织的脱水,对于龟类来说就是鳞甲角蛋白的脱水现象,这会对龟甲造成变形的后果。
d、就整个身体来说,由于热能的分布太不均匀,当小部分区域已经达到过热到危险的情况时,其他大部分的体表温度仍然很冷,导致UV-B促使维他命D转化合成的量不足。

因此呢这包含了两个主要技术上的议题:
a、远红外线的分布以及光谱
b、由于过于接近人工热源所导致的局部性脱水效应。
而它们两者彼此是息息相关的。

人工热源与阳光在远红外线效应方面的比较

在一般爬虫饲养家所能购买到的各种尺寸和瓦数的产品里,包括传统的白炽灯泡,具备稳流器的水银蒸气灯,金属卤素灯,都安装在一个可以调整高低的测试环上,测试环境的温度也都控制在一定值上。接着就依上述器材来进行一系列测量,以建立一个在不同高度下,加热可达到的温度以及所形成加热区面积大小测试结果。

有许多因素会影响加热灯所形成热能的确切分布状态,以及这热能在不同时间里于陆龟体内的分布状况,这些因素包括了:
a、动物的体型与重量
b、加热源的功率与灯泡大小
c、光源射束的分布状况(例如聚焦点状与大平面状、
d、背景(环境、的温度

陆龟和较大型的蜥蜴也有一个问题,就是它们身体的最高处比最低处会更贴近于热源,越贴近灯具或热源的地方,热能分布的不均匀情况就愈亦显著。
从下面这张图来看,很明显的热能是集中在位于灯直射下的一小块龟壳上,这是所有加热灯在使用时所常见的情况,而且当a、陆龟尺寸越大以及b、和灯具的距离越短时,这情况更是严重。

动物的体型越大,照射区域相对来说所占的比例就越小,因此也越容易放大这个效应。理想上来说,要将这个效应造成的损害减到最低,只要加热源能够提供一无限宽广的光线射束,就能够有一极广大的照射区域,接着只要在距离动物够远的距离来有效的使用就行了。而太阳,就是如此的加热源。不幸的是,在现今的科技水准上,要用人造灯源来产生这样的光源,在技术层面上仍然有很多的问题,其中最主要的困难点就是,当灯的尺寸、热能以及有效距离越大,所需要的电力就会高到离谱,如果说使用120W的灯在成本上还算是可以被接受的话,那么要在安全的距离下产生均匀的热源,可能就得要好几百瓦,甚至数千瓦的灯才行。

在实务面上,饲养家们应该是要考虑使用较高输出、较大型的灯具(或是多灯组、,以分别布署的方式来使用,如此才能将这"点状加热"的效应降到最低,同时灯与动物的距离才能尽可能的最大化。最少最少,加热区的面积至少要跟动物全身的体型一样大才行。

这种不均匀以及不均衡的加热效应和野外所观察到的加热效应有着截然上的不同,它对于消化过程中自然维他命D3合成过程中的每个程序都有着严重的相关性。我们所见典型的效应就是灯只会聚热于动物的某一小块区域(有时这个受热点会因过热而遭受到热伤害、,然而在天然的情况下,热能的分布状况其实是更为均匀的。简言之,对于陆龟来说,在人工热源与自然环境这之间的差异有若天壤之别,尤其是最接近灯处与腹甲和核心温度的差异是如此的极端。

比较一下典型陆龟在野外的曝晒状况:

图1

陆龟在典型100W水银蒸气灯下的曝晒状况:
图2

此外,在底下的这张图片中也让我们了解到为什么大型陆龟(例如豹龟和苏卡达象龟在灯下的情况)会这么经常地被灯灼伤。为了让核心以及四肢的温度能够到达所需的程度,它们只好经常的在灯下"炙烤",然而即使表面那一小块区域已经是达到了危险的温度,其余的地方仍然还是太过于寒冷。

图3

长期的在这过热的热点处曝晒,可能会造成局部的严重过热以及组织损伤,我们从来都没有在野生自由漫行爬虫类的身上见到过这种现象,但是在有使用加热灯的人工豢养的动物中却十分常见。会造成如此情况可能是因为它们是借由身体核心的温度是否达到合适的温度的这个条件,来调整曝晒的时间长短,所以它们会被这高聚焦的光束效应所混淆,而会在灯下持续待了过久的时间。实际的情况也的确是如此,如果只有身体的一小部分得到足够的加温,其余的部分仍然很冷的话,它们就可能会直接在热源下待上很长的时间,这样才能让全身都热起来而且达到所需的体温。由于这样的行为,就会经常导致陆龟的"焦壳"以及绿鬣蜥的深部组织烧伤的后果。除了灯的距离和爬虫类的曝晒行为外,另外还有一个原因也会造成这样的问题,用于加热的人工灯具,其射线的光谱范围里,会有很大的一部分的能量会被水分子直接吸收。这人工的光束首先会接触到的是介于灯具和动物之间的水分子,接下来才是动物组织内所聚积的水分子,动物就是这样来吸收能量,因此身体才会热起来。

在下面这几张远红外线所拍摄的影像中,就能够证实在各种人工照灯下,这种热点曝晒所造的效应:

 

深部组织的穿透以及WiRa(经过水分子过滤后的远红外线,为求文字简洁,之后的翻译直接以原文的缩写代替、

太阳光的远红外线以其极巨大的宽广射束,不只是分布的非常均匀,而且在本质上在到达被照射物体表面前,也已经被所穿越数英里的地球大气层所改变,当太阳光束穿过大气层时,会碰到高密度的的自由水分子(水蒸气、,因此有大部分光谱位于近端和远端远红外线处的能量都会被吸收掉,这包含了远红外线A,B,C的波段:

远红外线-A: 780 nm – 1400 nm (0.78 μm – 1.4 μm, 215 THz – 430 THz、

远红外线-B: 1400 nm – 3000 nm (1.4 μm – 3 μm, 100 THz – 215 THz、

远红外线-C: 3000 nm – 1 mm (3 μm – 1000 μm, 300 GHz – 100 THz、

其他大气层中的气体包括二氧化碳和甲烷,也具有吸收远红外线的性质,不过其中水分子的吸收量还是占绝大多数,当水分子吸收了这能量后,到达被照射物体表面的远红外线在这个被吸收波段的总量就会大大的减少。这种透过水分子过滤过的远红外线就是我们所知的WirA。有篇著作以下面这样的叙述来描述这样的性质:(要用咖啡色的字)"在温和气候带能够享受这样舒适的太阳热能,是由于地球大气层中水蒸气已经过滤掉了太阳热辐射的缘故,水分子的过滤效应减少了这些波段的远红外线辐射(大部分是远红外线-B和C以及远红外线-A中会被水分子吸收的部分波段、,这些被滤掉的光就是会作用于皮肤中水分子,造成皮肤表面令人不悦热负担的源头"。(Hoffman,写于2007、。

普通的人工远红外线热源并没具有水分子过滤的功能,反而还会产生包括远红外线-A,B还有一部分频率接近远红外线-B的远红外线-C这些广范围光谱的射线。这些射线所包含的波长对于活体组织来说,有着很高的吸收力,但是穿透力极低的特性,如此必然会因为这些能量不均匀的落在皮肤的上层,而导致体表的快速加热,但是深层组织却不暖的情况。

WiRa有这许多非常有趣的特性,这在近几年间才开始进行充分的研究(见参考文献1、。举例来说,它能够很有效的穿透到深层的组织,而且不会对表层皮肤造成高度的热能负荷(加热效应、。很明显的这和传统白炽灯以及充气式的照射灯所产生的效应截然不同。WiRa除了能减少皮肤表层或者是其他组织在热能上的负荷(加热效应、外,它也被用于多种关于增进伤口愈合、减少伤口的二次感染以及降低伤害后疼痛方面的的临床研究。因为它在这些方面的应用是如此的有效,因此目前在医院以及兽医院的临床上都经常使用这种能产生高纯度WiRa的灯具。令人可惜的是,这样的科技设备的价格极为高昂,因此购买这种灯不但不划算而且还得负担极贵的保养和运转费用(见参考文献2、,这也是目前还不见爬虫饲养家使用这设备的原因。

简单来说,在天然阳光中就存在以及也可由特殊的医疗级灯具所制造的WiRa和一般的加热灯最主要的差异,就在WiRa能够穿透进较深层的组织,而能达到"深层温暖"的效应(这点会在未来发表的循环系统文章中谈到),而来是非WiRa的能量则大部分会被表面的组织所吸收,这可能会导致局部的过度加热,但身体的其他部分仍然在寒冷的状态。当我们利用远红外线摄影机来作测试时,就能够看到在阳光下和人工热源下曝晒所造成的加热效应有多么的不同。

图8
同一只陆龟的腹甲
加热在皮肤组织表面与组织里面的造成的实际效应,会跟构成皮肤的数层不同组织有关,当然这在不同种族也会有所差异。皮肤组织中每一层对于光和能量的吸收与反射性质都不同,其中反射的程度也跟黑色素的含量有关,尤其是在体表的部分,皮肤的颜色越深,所反射的辐射量就越少。

在人类的表皮或者是皮肤的较外层的部分,是由厚度为8-20 μm的角质层和50–150 μm的表皮生发层所构成。在表皮层下方则是厚度为1-4 mm的真皮层,根据所接受到波长的不同,这些皮层都有不同的反射系数和不同的反射、穿透及散射特质。波长范围落在远红外线B(中等的波长:1.4-3 μm、和远红外线C(较长的波长:3μm - 1 mm、之间的远红外线很容易就会被人类皮肤的表层所吸收,因为这些皮层都相当的薄,所以皮肤暴露在位于此波段的高强度远红外线时,就会产生强烈的加热效应,当高温快速的达到约45°C时,就会触动痛觉。用咖啡色的字"说真的,就人类痛觉的这个部分,在劳工的健康和安全法规里对于皮肤所能接受的远红外线曝露并没有特定的限值,也就是说这被归类在当远红外线造成不舒服或痛感时,人类会将皮肤从曝露区中移开的正常反应"(Cherrie, Howe & Semple写于2010、。然而这种反应是不是也能套用在爬虫类的身上?这就不清楚了。

短波长的远红外线-A具有较强的穿透力,能够温暖的范围包括真皮下组织到更深层处(可达数mm,远红外线-B只能达1 mm或更少、,一般的灯组所提供的高输出非经水过滤的远红外线-A和远红外线-B和C波段对于表面组织有着很很强的加热能力,但是对于皮肤下的肌肉和其他组织的加热能力则很差。对于爬虫类来说,这严重的牵涉到了热能调节以及伴随之出现的特殊的问题,那就是在和天然阳光下的曝晒有如此差异情况下来接收热能,到底会对爬虫类们在判读热能讯息时,造成怎样的影响?从为何许多被豢养爬虫类在使用人造热源的环境下会出现热伤害的情况来看,误判热能讯息可能就是相当合理的解释了。有位专门的爬虫类兽医将这种情况总结为:"两栖类动物和特殊爬虫类的热伤害对于爬虫类兽医来说是很常见的伤害,对于这些动物为何这么经常遭受到热伤害的真正原因并不清楚,但是似乎有某种因素存在于它们的行为模式以及它们对于感知热伤害的能力上(或者说是无法察觉热伤害、,使得它们比起其他的豢养动物更容易受到这样的热伤害"(Navarre,B, DVM,写于2008、。

在大自然的阳光下,天然的WiRa深深地穿透到了富含血液的肌肉组织,使得动物全身的受热都十分均匀,不会出现皮肤表层过度加热的情况,而且热能也能快速到达核心的器官。爬虫类用了各种各样的行为模式来达成加热或散热的过程;这包括了的身体的姿势、与周遭环境接触的程度以及利用遮蔽区(减少寒风吹拂)或是利用全阴影或半阴影区等等。当它们要让体温尽量升高时,就会将脖子和四肢完全的伸展开来,让充满血液的区域能直接曝晒在阳光以及远红外线-A的穿透下,并且会让身体尽可能的不接触到较冰凉的地面。

图9在血液循环较丰富的区域,例如脖子的基部,在天然WiRa非常均匀且深层的加热下尤其明显。这个区域同样也是评估穿透热能的整体分布状况和核心温度的良好指标。

采用这些姿势能够大大地加速全身体温的均衡化,而要让这些行为模式能够正确的运用,就有赖于动物是否能够从环境以及它所感知到的温度来得到足够且可靠的讯息,不过在这诸多的人工环境里,能否提供这些讯息实在令人存疑。
图10一只正在晒太阳的泽龟让身体远离较寒冷的表面,在加上伸展四肢和颈部以快速的从阳光中获取热能。这四肢和颈部的血流相当丰富,而且能快速的循环回心脏然后再到达核心,这些区域对于维他命的D3合成也非常重要。

陆龟能够从曝晒处的周遭环境获取到相当多的太阳热能,在某种含意上,陆龟(以及其他接受曝晒的爬虫类)是种非常有效的太阳能收集者,能够非常有效率的获取和储藏太阳的远红外线能量。这在我们于地中海区域测试曝晒中陆龟的热能影像时就极为明显,只要一开始获取热能,就能够立刻观察得出来。其中比较不明显,但是也一样重要的是全身热能分布的"深度"以及均匀度的性质。
图11
图12
这是WiRa具有深层组织透性质的高度特征
图13
图14
这种效应用简单的工具就可以观察的出来

在热能影像的观察下,这种热分布非常均匀的特质,即使是在四肢也表现的非常明显。
图16沿着P1这条线所画出的温度统计图

在视力方面的影响

爬虫类在过度曝露于特定波长的紫外线后,可能会对眼睛造成伤害(光照性角结膜炎)(Baines,写于2007、,但是在远红外线这方面却很少人作相关的研究。然而在人体中,波长介于3 μm到1 mm的远红外线的确会被眼睛的外层表面所吸收,波长介于1.4到3 μm的远红外线就能穿透进眼球中相当的深度,当接受到高强度的曝露后就会导致一种称之为"吹玻璃工人的白内障症",高强度或者是过长时间曝露于远红外线-A下也会导致这种情况。紫外线所引起的眼睛伤害比较偏向于短期的伤害,而且只限于角膜和眼睑上,通常也是能够恢复的,远红外线所导致的伤害则较为严重,所影响的是眼睛较内部的结构,通常并无法复原。更进一步来说,眼球外层若是过分干燥,其实也会导致眼睛的发炎以及其他更严重的状况。不幸的是到目前为止,在豢养爬虫类的领域中,对于远红外线所引起的视力疾病的发生率还没有可信的资料。

人造灯源所引起的脱水效应

不同的物种对于环境湿度的需求都不相同,大致上来说,这些需求会跟它们所居住栖息地的型态息息相关,一般的判断准则是热带森林的物种可能会需要平均在80%或者是更高的湿度,而干燥或半干燥的栖地物种,适合的湿度范围就介于45-55%,在典型的西班牙南部欧洲陆龟(Testudo graeca graeca)居住区里,环境湿度的最低记录是在25%左右,但是动物极少会在湿度这么低的区域待上很长的时间,反而是会将自己挖埋藏起来或者是待在植物丛中,这些地方的湿度会稍微高一些(一般是在40-50%、,而且水分的散失也会比较少一些。

提供适当的微气候环境有助于减少体内水分因为蒸散作用(通常是从皮肤散失或是呼吸所引起)而丧失,同时也能帮助维持体温的稳定度。因此微气候对于陆龟来说非常重要,在野外许多物种也会广泛的利用微气候,这对于生活在荒凉少遮蔽物的干燥环境物种来说,更具有其重要性。

虽然说要避免环境过于干燥,但是同样的过于潮湿的环境也一样不行,正确的环境设定就是要由自然的栖地来决定一切。居住在干燥环境的物种长期待在过湿的条件下,会导致细菌或霉菌所引起的甲壳感染及皮肤病(高湿度会软化爬虫类皮肤中的角蛋白、,而且会对某些物种增加罹患呼吸道疾病的可能性。

周期性或者是短时间的处于高湿度的情况一般来说并不具伤害性,不过提供一个在干燥后可以潮湿的机会也是必要的。这在大自然中也经常是如此,即使在非常干燥的栖息环境,也会出现季节性湿度增加和降雨的情况,同样的在清晨的一大早,当气温低于露气凝结温度时,也会有一段充满湿气的时候。

环境的相对湿度若是长期低于20%,那么即使是沙漠的爬虫类也会受不了,这会造成慢性的脱水,同时伴随着健康和福利方面的严重后果。与健康方面相关的问题包括了增加肾脏疾病和痛风方面问题的发生率,前者是因为膀胱中的高浓度尿酸而增加形成结石的机会,后者则是会出现广泛性无力的症状。充足的含水状态和适当的环境相对湿度在健康的维持上具有绝对的必要性。

不幸的是在我们持续长达5年的测试中,在多达30种以上不同厂牌、型号、瓦数,而且是全世界爬虫饲养家经常在使用的灯具里,每盏灯在能够产生足够照射温度的距离下,位于灯正下方的湿度都低到了极度危险的程度,完全没有例外。

下面这些图表指出了在一般爬虫加热灯正下方,环境湿度所经历的戏剧性降低的情况。当灯一开启,无论是那一种灯都一样,只要灯一开,湿度马上就降下来,测试时的室内湿度就是图中的起始湿度值,我们也同时使用独立的资料记录器在距离加热点2米的上方处来记录室内的湿度值。

在这第一张图表中室内的湿度是70%,但是在几秒钟内加热灯下的湿度马上就掉到30%,接下来就低于20%。
图16在灯一关掉后,湿度马上就恢复,再打开灯,湿度又立刻像刚开始那样掉下来,我们做了几次测试的结果都是如此。
图17在100W的加热灯下测量超过12小时的相对湿度值图表,当时室内的背景湿度为70%。
图18
在这个例子中,这个100W的加热灯是安装在距离被照射物30公分的上方,一开始的环境湿度为40%。

任何来源的远红外线只要波长是落在2.5~3.5 μm,就会引起强烈的脱水和干燥效应,因为在3 μm左右的波长正是水分子最易吸收的波段,另外值得注意的是,爬虫类皮肤主成分-角蛋白在这个3 μm的波长也有很强的吸收能力(见参考文献3、。

由于这波长为3 μm的远红外线在加热和脱水上的效率非常好,因此目前被使用在快速脱水的科技上,其中印刷业就是最大宗的使用者(见参考文献4、。

图19
从这张长期测量的图表可以观察到,在封闭的饲养箱中因为加热灯所出现的过热效应。湿度的最高峰值恰恰是出现在9点之前,这是因为底材中的湿气经加热后变成水蒸气所导致,在此之后,湿度就遽然的掉到20%以下了

在综合了表面组织承受了过多的热能以及这波长范围的远红外线特别容易作用于水分子,这两个因素后,就能够明白为什么在高强度或是长时间的曝露下,会对生物活体造成如此严重的脱水现象。
一个实际上的案例

有九只刚孵化的欧洲陆龟(Testudo graeca graeca),年纪、尺寸和重量都相同(事实上它们是同一窝蛋所敷出的兄弟姊妹),被分成两组,第一组只接受天然的阳光曝晒,不参杂任何人工的光源。第二组则刻意遮蔽了阳光,只用一盏悬吊式的100 W水银蒸气灯来当作唯一的光热源。在两实验组的温度控制上,则尽可能的接近,以维持两者的相似度。在这一点上,则是借由一对资料记录器,搭配远红外线的温度计来作持续性的监控,另外也有使用到远红外线的热能摄影机来帮忙。两个饲养箱彼此相邻,以确保空气的流动速率和周遭环境湿度能几乎相同。这两个饲养箱都是顶端开口式,70 X 50 X 20公分的塑胶容器,里面装有5公分厚的天然土壤,让陆龟有相同的挖掘条件。为了让两组都能有很接近的曝晒时间,我们使用了光电感应控制器与日照同步来开关灯具,这样两组在高温照射区的曝晒时间才能够几乎相同。两组的所供应的食物都相同,另外都有提供一浅碟的水,每天都会换新。在四周后,我们注意到只有用加热灯那组陆龟所排出的尿酸,会比只接受阳光那组的来得更浓稠以及砂砾状,相较之下,在这个试验期间里,阳光组陆龟从未排出过砂砾状的尿酸。这个试验在六周后就因为加热灯组的陆龟开始出现危险的脱水状况而终止了,同时我们也留意到它们有体重减轻的状况。这当中的脱水情况并没有利用血液的生化检查来作确认,例如红血球容积比(译者注:血液中红血球所占的百分比,在脱水时这个数值会升高、或血液中尿素的浓度(译者注:这通常代表肾功能的好坏,值越高越差,当脱水时,这个数值会上升),而是就作者本身的经验,由肉眼已经可见到固体状尿酸的情形来作判定。这组只使用人工光源饲养的陆龟马上就将饲养条件更改成和阳光组相同,在21天后,就不再出现砂砾状的尿酸,体重也同样的恢复了。

非动物的实验组
为了要比较同样富含水分但不是动物的物体曝露在加热灯下的反应,我们选用了2朵在外观尺寸和重量都很接近的新鲜蘑菇来作测试。第一朵蘑菇放在南西班牙的屋顶露台上接受8小时的阳光曝晒,第二朵也放在相同的区域,但是在遮蔽了阳光后,用100W的加热灯来照射它。灯的高度就定期调整,以便让两朵蘑菇的表面温度都能够几乎相同。在这整个测试中,空气的流通程度和环境湿度则几乎完全相同,蘑菇的表面温度都没有超过20°C,下面这张图就是8小时后的结果,左边的蘑菇是放在灯下晒的,右边的蘑菇的重量和一开始相比减少了17%,左边的蘑菇则减少了44%,这个结果对于爬虫饲养家来说,实在是不容抹灭啊。它们所展现的,就如同其他数份关于远红外线对水果和蔬菜影响的研究报告里所叙述到的,是完全真实的效应,而其中的原因机制,则是跟会造成动物有相似结果的脱水机制完全相同。
对于活体动物来说也非常类似。
图20蘑菇在曝晒之前的样子
21蘑菇在试验过后的样子,左边的是待在人工的灯下,右边的则处身于阳光中的天然远红外线之下。

在某一次像这样的测试中,是将新鲜的苹果置于数种不同波长的远红外线下,穿透的深度以及表面所吸收的能量会随着波长接近水分子最佳吸收波峰而改变(Krishnamurthy, Khurana, Jun, Irudayaraj and Demirci写于2008、。这些特质已经实际上运用于食品加工业上,远红外线的干燥技术比起热风干燥来说,已经被视为是能够缩短干燥时间同时耗能更少的另一种新选择(Sakai & Hanzawa写于1994、。

对于爬虫饲养家所面临到的困难是,虽然知道活体动物曝露在这段波长的远红外线下的反应和苹果或者是蘑菇会很类似,但是目前用的灯具几乎都会发出这个波段的远红外线。实际上的效应会跟几个因素有关,这包括被照射物的吸收和反射特性,以及各种不同灯具例如水银蒸气灯、白炽(钨丝、灯、陶瓷灯所释放出的波长和强度也都非常不一样。的确,水分子很容易会对这个波段的远红外线产生高度的吸收,而干燥(脱水)自然也是无法避免的结果。在研究各种不同的灯具和加热器时,我们很明显的就能够发现,有些制造商根本就是拿相同的产品去贩售给不同的市场,举例来说,有一个陶瓷加热器在它的使用说明书数据表上竟然出现了以下的叙述:
"1.加热但不发光,不会影响睡眠(举例来说:让爬虫类和宠物保持温暖、除湿以及杀菌、
2.用于干燥所有种类的涂料油漆以及木制品,有着绝佳的干燥表现"

我们必须再三强调,这个制造商的叙述就代表这项卖给爬虫饲养家的产品,不过就是换个商标就拿出来贩售罢了。

脱水对爬虫类健康所产生的后果

在豢养的爬虫类中很经常会见到膀胱的结石,同样的在绿鬣蜥身上也经常发现,有些兽医评估说,他们的陆龟病患中,大约有10%会有膀胱结石的问题(Mader所写无标示日期、。也有其他兽医提到"用膀胱切开术来取出膀胱中的结石是我们在龟类的手术中最常进行的项目"(Wright写于2008、。虽然说在野外的陆龟也曾被记录到有出现膀胱结石的情况,但是相形之下,豢养陆龟就实在是太常见了。这跟几个因素有关,包括会造成血中尿素增高的食物(例如食物中含有过高的蛋白质、,但是在这些案例中,最经常被证实的关键原因则是动物体内的含水状况。

图22

被豢养的动物会处于脱水的高风险中主要有几个原因,作者在很多年前就指出缺乏适当的微气候就是其中的一项原因(Highfield写于1995、。现在根据上述的种种资料则明白的指出,常用加热源所释放出的远红外线光谱在对活体组织所造成的干燥和脱水现象,比我们过去的认知还要强上许多,而且到目前为止,无疑的这应该就是被公认会造成此种情况的最主要原因。
图23

被豢养的陆龟,尤其是得生活在寒冷气候中的陆龟,一天可能要花上14小时以上待在热源区的周遭(通常是直接在灯下面、,即使是有提供新鲜的饮水来防止出现慢性脱水的情况发生,但是这样的情况一样还是很有问题。许多饲养家真的是努力在减少发生脱水的危险性,所使用的策略有许多种,其中有一些还真的是很有效,这些方法总结如下:

喷雾和撒水:这能够暂时性的减缓过分干燥的情况,但是只要加热灯一打开,水分马上就会被热给蒸发,所以这种方式的有效时间会非常短暂。我们用这种方式来做了几次测试,发现只要经过20分钟,接近加热灯下的区域就会干燥到像之前还没喷水时的那样。当然这种方法也不是都没有好处,如果在加热灯关闭的夜间有先撒一些水,那么至少有助于角蛋白(例如陆龟的甲壳、的含水状态。可是只要动物一移动到加热灯下,灯所发射的这种会被水分子吸收的远红外线,很快就会把水分给烤干了。

提供饮水和泡澡:这种方法对于降低整体脱水的风险上,只要能经常执行并确保饮水的充足,的确是相当有效。不过这种方法不能完全防止局部的表面组织的脱水情况,或者因为这种状况所导致的局部反应,例如说皮肤(或者是角蛋白、的增厚状况(译者注:就是前面一开始的所连结的第二篇文章所提到的隆背现象)。许多饲养家每星期只有提供2~3次的饮水,而这根本就完全不够,在豢养的情况下,就算是干燥区域的陆龟,也应该要随时都提供一盆大小适当的新鲜饮用水。小型的陆龟或者是蜥蜴,曝露在这种会发射问题多多远红外线的加热灯下,很快就会开始缺水,必须要非常小心的监测所排出尿酸的状态才行。

提供环境的湿度:所有的爬虫类都应该根据其种类的不同,来提供它们适当湿度的环境,而这需求的差异性非常的大。要在加热灯以及远红外线热源的照射区域周围维持适当湿度的难度非常高,许多饲养家不晓得该如何去正确的测量湿度,或者是只靠着廉价又不准的湿度计来测量,所以即使湿度已经低到很危险的情况,还误以为所提供的湿度已经相当足够。很不幸的,加热灯在摧毁饲养家想要维持湿度的能力上,实在是强到不行,因此在测量湿度时,一定要用准确的仪器,而且要测量紧邻著动物的位置才行。即使湿度再怎么高,依然不会影响皮肤表面吸收远红外线的能量,这些在饲养箱空气中的水蒸气根本也没有前述所谓的"水分子过滤"的效应,因为灯和动物之间的距离实在是太短了(大气层的水分子要能够过滤远红外线,需要有穿越对流层那么远的距离才行,这大约是17~20公里那么深的长度、。

适宜的微气候:提供正确的微气候能够帮忙减少整体的水分流失情况(发生在皮肤以及呼吸道、,而且也能协助爬虫类以不同行为模式来作热能的调节。虽然说在离开微气候环境的那段时间里,仍然有可能会发生快速的干燥和脱水的情况,可是待在会发射高强度3 μm波长远红外线的加热灯下,那干的才是快呢。

上述的这些防脱水措施都没有办法完全因应过度干燥所代来的效应,我们只能根据物种的不同需求,从这些措施中替它们选出适合的来一并使用,这样才能够帮忙减缓这其中最糟糕的效应,至少短期间内也会有所帮助。

讨论

不同的灯和加热器所产生远红外线的强度和波长都不一样,爬虫饲养家使用灯的情况经常是在太短的距离内对动物照射太久。饲养家们并没有仔细的思考过这样的方式所可能造成的影响,而这些实验的结果则建议我们应该要多关心这个主题,而且饲养家们在使用任何的人工热源时应该要更加小心。替代的方案例如室外的温室以及其他是利用太阳光来当作热源所建构的饲养场都应该列入考虑。虽然说有些组成的结构会阻挡UV-B,这点可以用不会产生远红外线的萤光灯来克服(译者注:这里指的应该是紫外灯管)。要在寒冷的地区饲养爬虫类实在是个很大的挑战,而且实在是没有办法不倚靠加温灯。这些结果建议我们要尽量减少使用加温灯,如果真的要使用加温灯的话,那么就要保持安全的距离,照射区的范围尽量宽广一点,最少也要能均匀的包括全身才行(对于较大型的爬虫类,则得要在较远的距离使用较大型的加热灯,或者是阵列式的灯组、,最好还能够选择远红外线(在水分子最易吸收的这波长范围、含量较少的灯。因此在灯具的选择上,金属卤素灯会优于钨丝灯以及水银蒸气灯。在理想的状况下,远红外线的源头应该要经过水分子的过滤会比较好,但是这项科技目前过于昂贵,而且在浪费大量的能源后,在加热方面的表现也只是中等而已。

本文的作者对于野生动物学家Paula Kahn博士发表在圣地牙哥动物园网站中所发表的一篇文章深感赞同,文章的内容是关于热能和紫外线:"在地球上根本就没有任何灯泡可以提供陆龟所需求量的热和光"。我们越是探讨将动物置于人工灯源环境下所会产生的效应,我们越认知到我们的不足,当我们还在考虑人造灯源对动物所造成的影响时,动物们早就沐浴在大自然的阳光下好几千年了。
目前所有对饲养家实用建议的总结:

我们建议尽可能的不要使用人工灯源来作为加热之用。

当非得使用加热灯的情况下,加热区除了要能提供合适的温度外,加热区至少也要大到能涵盖动物的全身才行,灯和动物的距离也不能太靠近。在封闭的饲养区要选用尺寸越大,瓦数越高的灯具, 然后离地表的距离越大越好,才能降低灯具的威力。

大型动物的身高较高,因此相对于较小型或较平坦的动物,在最接近热源的那一点,就更容易因为热的分布不均匀而会出现过热的危险。陆龟和大型的蜥蜴实在是特别难搞需要额外的用心照顾,要小心的测量那几个最靠近加热灯处的体温,这时候远红外线非接触式的温度计就非常好用。主观来说,被曝晒在天然,经大气层中水分子过滤过后的远红外线下的陆龟,会感觉到温暖穿透散布全身,如果抱着它,就会感觉像是抱着一颗温暖的石头。和在人工灯源下加热的陆龟相比,就会有那种上热下冷的的情况。虽然这并不是很科学性的叙述,但是就是清楚的表达了这两者的不同。经常有人怀疑陆龟底部的温暖是由于温暖的底材将热以间接的方式传导的结果,但是在我们的热能摄影机研究里,已经更进一步解决了这个疑论,同时证实了这样的温暖是借由大气层水分子过滤的远红外线-A,在其绝佳的组织穿透作用后,让热能扩散至全身所产生的结果。

不均匀加热方式所引发的效应在某些情况下能够得以减缓,方法是缩小环境中最低温处与主要加热区的温度差距。并且作出一个合适的温度梯度也是非常重要的。在寒冷的饲养场所使用加热灯,会比在温暖饲养场所时产生相对更极端的"热点"效应。

饲养家们应该要考虑增加使用像这种"阳光屋"式的饲养场所,像是农业用的温室隧道(译者注:就是像网室那样的东西),户外用防寒玻璃屋以及温室等等。这些比起标准的人工加热灯来说,都能够提供更优质的远红外线,而且也提供了一个能够让动物进行热能调节的绝佳环境。虽然说在某些阳光屋式的饲养场所会阻隔紫外线UVB,这点只要另外再提供会产生UVB的萤光灯管就行了。这种灯管所释放的远红外线非常的少,因此就不会出现因过热而造成的异常,也不会对体内水分含量以及环境湿度造成什么变化。阳光屋式的饲养场所还有一个优点,就是它的运行成本非常的低,只会使用非常少的能源,而且通常可提供较大的场所来让动物生活。即使在冬季,只要阳光可以直射,在许多区域都能让体温升高到相当不错的温度。

 

所有的文字和影像的版权归属于A. C. Highfield和The Tortoise Trust 2015年

译者自己的感想:

我实在是蛮佩服这些认真研究陆龟的人,在非营利的情况下,这么认真的替陆龟来谋福利,这一篇文章其实只是他在西班牙研究文章的一部分,而且这篇还只是第一集,未来还会有第二或者是第三集,如果到时候我不会太忙的话,也会继续献丑来替大家服务。

作者在这么多年来一直想劝告所有的陆龟饲养者,陆龟是大自然的恩宠,所以会希望它们都能生活在大自然的环境中,所以作者并不推荐室内的饲养方式,也就是说希望每位饲养者都能财源广进,家里都能够有花园能够养龟,再者如果真的要采取室内的饲养,也要尽量创造出能够让它们舒适的环境,在我曾翻译过的文章里,作者对于玻璃式的饲养箱,也就是那种看起来很美观,又方便整理的龟监狱,也是极度的厌恶,因为这种不通风的封闭设计,根本就是在慢性谋杀陆龟的健康,在底材的部分,也建议最少要铺上5公分以上的沙土,注意是沙土,不是那种硬梆梆的赤玉土,这样陆龟才能有挖埋掩藏的效果,藉以来调节体温。夜间的加热也是极度不可取的事,没有任何一种陆龟是生活在恒温的环境里,在大自然的环境中,日夜温差十几度是极为正常的事,晚上就是要降温,陆龟才能够得到休息。

这次作者更是想积极的说服大家,不要再使用加温灯了,先不论因低湿度造成的隆背,这种会造成脱水,热衰竭的凶手,请大家别再使用了,想想看作者是英国人,在这么冷的地方都建议不要用加温灯了,更何况是四季如春的宝岛台湾。

我住在台北,大约在2012年开始就将所有的加温灯具都送给龟窝里的朋友了,我将我的欧陆养在阳台上,随着季节的阳光入射的变化,夏天养在前阳台,冬天养在后阳台,或许是欧洲陆龟真的不怕冷,这些年的冬天它都睡得还不错,大约2个星期才会因为天气好吃一点东西,其余的时间都在睡觉,1个月才会大一点点便,虽然龟也没真的养得很漂亮,但也是开开心心的长大,而且冬天不太用管它,要休长假出国玩也挺方便的。

虽然说大家都是把自己的当作掌心宝在养,可是有的时候真的是爱之适足以害之,每次看到那种很漂亮的玻璃龟窝,虽然售价很高昂,但是那真的是不太合适的设计,加上再多的风扇也一样通风不良;还有总有人认为龟窝尺寸有个60×80公分就够了,我是真心的希望龟友们都能赚大钱,买个有花园的房子来养龟,让陆龟可以在足够大的环境下生活,我们才能观察到陆龟最天然的样貌,那种自由自在漫步,偶尔停下来吃口草,接着又悠闲地走来走去的那种模样,而不是只能沿着狭小的墙壁绕圈圈,整天想要爬墙逃出去的无奈景象。

最后推荐一本书给欧系陆龟的爱好者,书名是:赫曼陆龟合乎自然的饲养与繁殖,Naturalistic Keeping And Breeding Of Hermann's Tortoise,这本书对于饲养欧系陆龟的人来说,真的是本很棒的书,图片非常多,重点是内容非常精彩,虽然是以英文写作的书,但是书中的用字和叙述都让人相当易读,我当时是从亚马逊买的,售价是60元,运费是8元(美金)现在价钱应该没什么变化才是。这位德国的作者在欧系陆龟的研究上,更是令人佩服,他所主张的天然养法,是我一直想要追寻的目标。

此次的文章长度较长,感言也说了有点多,感谢大家能耐心阅读,内文若有疏漏之处,烦请见谅。

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最后编辑于:2020/9/27作者: 养龟君

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