太阳光紫外线的威力

2023-03-19 167 0

在去年底(2012 年)德国两爬协会(DGHT)官方论坛的陆龟子论坛中,
出现了一帖担忧人工照明所能提供紫外线 B(UVB)不够陆龟所需的讨论,
原因是义大利最新的一篇比较研究发现,
人工照明所提供的 UVB 无法有效维持陆龟体内的维生素 D3 浓度。
德国两爬协会的论坛会员们对此也感到很纳闷,
如果人工光源的 UVB 不足够陆龟所需,
那麽高纬度国家(如德国和英国)的龟友该怎麽办?
可是为何高纬度国家的龟友不但能维持陆龟的健康甚至能顺利进行繁殖,
这又该如何解读呢?
读到德国龟友关于 UVB 的讨论和疑惑,
使我对义大利的该篇研究产生了浓厚的兴趣。
毕竟有关 UVB 和陆龟生理的研究实在太少了!
许多国家的陆龟专家或论坛网站,
或许经常能见到关于 UVB 的测量值,
但这些毕竟都只是针对光源的测量,
再多的先进仪器测量数据,
也无法说明陆龟到底需要多少 UVB 来维持正常的健康所需,
更不等于就已经理解了陆龟对于 UVB 的需求。
我们在几款爬虫灯泡的维生素D3产出指数一文中曾经指出,
爬虫相关的紫外线光谱研究太少了,
不得不套用人类的资料。
对于一般爱好者而言,
陆龟对于 UVB 的最低需求量,
才是最关切的议题。
太阳光的紫外线威力非常强大,短短的时间了就足以令陆龟体内的维生素 D3 浓度暴增,让人工光源的 UVB 望尘莫及。
那麽义大利的最新研究到底提供了怎样的最新发现呢?
这是义大利的两位兽医师在 2012 年所共同发表的研究,
第一作者 Selleri 并且具有兽医学博士的学位。
这篇研究以赫曼陆龟(Testudo hermanni)为实验的对象,
这 18 隻 3 至 6 岁的陆龟在 2011 年春季从冬眠中甦醒以后,
先放养在户外达 20 天的时间才开始进行实验。
接着这些赫曼陆龟亚成体以随机的方式均分成了三组:
第一组六隻陆龟是饲养在 120x60x18.5 公分的饲养箱内,
採用的是含有 UVB 的 125 瓦的自震式汞灯当作 UVB 和热源,
并且依照厂商建议以离地 30 公分的高度垂直悬挂在饲养箱的一侧;
第二组六隻陆龟也是饲养在 120x60x18.5 公分的饲养箱内,
採用的是 24 瓦的 UVB 5.0 萤光灯管当作 UVB 和光源,
以离地 21 公分斜放在饲养箱的上方,
此外还有一盏 75 W 的红外线灯泡提供热源。
这两组的灯源和热源提供时间都是上午八点至晚上八点为止,
饲育箱内也设置了躲避处让乌龟自己调控所需。
第三组六隻陆龟则是完全豢养在户外,
为了模拟自然状况,
就让陆龟在豢养区内自己觅食。
为了追求实验的客观性,
而另外两组饲养在饲养箱的陆龟,
也提供和户外组所吃的完全相同食材,
三组也都提供了充分的水分给陆龟饮用。
实验中的赫曼陆龟食物包含了:
蒲公英、三叶草、锦葵、长叶车前草(Plantago lanceolata)、金棒锤(Potentilla reptans)和酢酱草。
当我看到义大利的兽医师非但没阻挠甚至提供赫曼陆龟吃酢酱草时,
不禁露出了会心一笑,
因为我在「陆龟、草酸与结石」的演讲和文章中,
都曾针对酢酱草和草酸的问题进行过探讨。
义大利最新发表的这篇赫曼陆龟研究,
可说是后续的参考文献佐证。
不过德国的陆龟专家 Wofgang Wegehaupt 在欧系陆龟在野外的饮食一文中,
提到了欧系陆龟不会吃酢酱草的说法,
可就要有所修正了。
草酸含量极高的酢酱草也是义大利东北部赫曼陆龟的主食之一,看来陆龟爱好者对于草酸的刻板印象真的有待积极修正了。
我们回到 UVB 的主题上。
义大利兽医师学者在实验的第 0 天(2011 年 4 月 25 日)进行了所有陆龟的血液维生素 D3 检测,
当作参考的基准值。
在实验结束时的第 35 天又进行了一次所有陆龟的体内维生素 D3 检测,
以作为成果的比较。
这种实验说穿了很简单,
但成果却是颇具威力。
此外实验进展中的每一天也针对 UVB 进行了测量,
总计各测量了 36 日并求取平均值,
人工光源这两组的测量时间是在点灯后 30 分钟,
天然太阳光的这一组则是在下午 1:30。
读者可能会恨疑惑,
为何义大利的 UVB 最强时间是在下午 1:30?
这是因为每年的四月至九月,
西欧国家会採用夏令时间,
也就是将时间拨快一个小时,
才会出现这一个小时的差距。
研究的结果发现:
这三组 18 隻陆龟在第 0 天时的血液 25 羟维生素 D3 浓度,
总平均值为 356.49 ± 112.32 nmol/L,
各组之间并没有统计上显着的差异。
在第 35 天的时候,
自震式汞灯和紫外线灯管的这两组陆龟,
其血液维生素 D3 呈现出统计学上显着的下降;
但天然太阳光的这一组陆龟,
体内的维生素 D3 则出现了不显着的上升。
至于各种光源的 UVB 比较,
则呈现三者彼此间的统计学上显着差异。
整篇研究的成果非常的简单易懂,
就是如下表所示:
于是,
义大利的兽医师就把这三组陆龟的血液维生素 D3 浓度放在论文摘要(Abstract)内,
任何人在读到这样的摘要以后,
会产生的第一印象就是:
自震式汞灯和紫外线灯管并无法维持陆龟血液维生素 D3 的浓度。
这也难怪德国两爬协会(DGHT)官方论坛上的龟友,
会担忧人工光源的 UVB 不足以满足陆龟的需求。
但有道是:
事实并不等于真相!
况且我们一而再的强调一个观念:
阅读研究文献绝对不可以只看摘要,
必须详读材料与方法(Materials & Methods),
才能真正的理解一篇论文的可信之处。
而我在详阅了义大利兽医学博士的这篇研究之后,
不得不举出文章中的多个可议之处。
首先是关于光源的 UVB 数据。
义大利这个研究所採用的人工光源和热源,
是加拿大赫根(Hagen)Exo Terra 系列的 Solar Glo 125 W 自震式汞灯和 Repti Glo 5.0 24 W 紫外线灯管,
烤灯所使用的也是赫根的 Heat Glo 75 W 红外线灯泡。
在此并非想帮厂商美言几句或为其产品开脱罪刑,
只能说这家厂商也算是够倒楣的,
刚好被这样的实验设计给选上了。
义大利学者在使用 Solar Glo 自震式汞灯的时候,
高挂在厂商建议的离地 30 公分位置,
因此 UVB 至底床时所剩无几并不令人感到意外。
在我们探讨过的紫外线对乌龟和成维生素D3的影响一文中,
使用的是美国 Fluker 公司出品的 Sun-glow 螺旋灯泡,
架设在离取暖石表面处 22.86 公分的高度上,
经过了 30 天以后所得到的 25 羟维生素 D3 抽血数值是往上升高的。
当然了,
不同的产品、物种与实验方法,
不可以拿来做顺理成章的推论。
但降低自震式汞灯的离地距离,
肯定能提供更多的 UVB 给陆龟,
这是无庸置疑的。
或许赫根公司应考虑修正安装 Solar Glo 125 W 自震式汞灯时的离地高度。
意大利北纬 44°50′ (相当于吉林省长春市)赫曼陆龟原产地在春季时的太阳光 UVB 强度曲线。那麽位于亚热带的台湾,太阳光 UVB 应会更强或更弱?
另外本研究中的太阳光 UVB 数据也很令人感到困惑。
原因是作者虽然绘出了太阳光的 UVB 曲线,
但在表格中所提供的是每日的平均最高数据,
这和人工光源的 UVB 数据有着天壤之别。
太阳光会随着时间的变化而有增强减弱,
人工光源的强弱却处于相对的稳定。
如果义大利的学者能够计算出 UVB 和时间的积分或总剂量,
那麽说服力将更强了。
当然了,
这三个实验组都提供陆龟可以躲藏之处,
算出 UVB 和时间的乘积,
未必等于赫曼陆龟所实际接受到的总剂量。
但至少能够减少一些偏差或遗憾。
我对于本研究感到最有趣的,
要算是义大利学者在进行实验之前先将陆龟豢养在户外 20 日的作法。
义大利兽医师并未提供赫曼陆龟刚从冬眠甦醒时的体内维生素 D3 数值,
我们如果参考英国兽医师 Eatwell 在欧系陆龟体内的维生素 D 浓度变化一文,
义大利的赫曼陆龟刚从冬眠甦醒时,
体内的维生素 D3 数值有可能也介于 23.17-33.50 nmol/L。
换个角度来看,
义大利的赫曼陆龟在照射了 20 天的太阳光后,
体内的维生素 D3 就飙高至平均 356.49 ± 112.32 nmol/L!
我们只能说,
义大利春天太阳光的威力真的太强大了!
反观陆龟在英国南部照了好几个月以后,
体内的维生素 D3 都还维持在一个相当低的浓度。
不过英国南部向来以阴暗湿冷着称,
日照的时数肯定没法和位于地中海的义大利相提并论,
更重要的是,
英国本来就不是欧系陆龟的原产地。
从另一个角度来看,
英国进行户外 UVB 的地点是在北纬 51°30′,
地理位置和中国黑龙江省漠河县相当;
而义大利进行户外 UVB 的地点是在北纬 44°50′,
地理位置和中国吉林省长春市相当。
纬度越低则太阳光越强,
这并不令我们感到意外。
Exo Terra 的 Solar Glo 125 W 自震式汞灯。是因为实验设计有瑕疵导致背了黑锅呢?或者是灯泡本身就是个有瑕疵的不良品?
综观义大利的这篇 UVB 研究,
虽然提供我们更多的参考数据,
特别是感受到了天然太阳光的强大威力,
但遗憾的是也留给我们更多的疑惑。
如果单看人工光源组的两个维生素 D3 数据,
我们无法釐清的是,
到底是人工光源无法提供有效的 UVB 给赫曼陆龟,
导致经过了 35 日以后体内的维生素 D3 大幅下降?
或者其实人工光源其实能提供有效的 UVB 给赫曼陆龟,
但没法像太阳光一样提供如此高的剂量,
所以不足以维持陆龟体内如此高浓度的维生素 D3。
很可惜的是,
义大利兽医师的实验时间进行得不够久,
我们无法得知在数个月以后,
是否採用人工光源的两组陆龟,
体内的维生素 D3 是否能在下降至某个浓度后就持平,
或者维生素 D3 的浓度其实是会无止尽的下跌。
如果从紫外线对乌龟和成维生素D3的影响欧系陆龟体内的维生素 D 浓度变化两篇研究对照来看,
前者的可能性其实是比较高的,
因为人工光源所提供的 UVB 超越了英国的太阳光。
另一个始终未解的疑团是:
到底陆龟所需的 "最低" UVB 剂量和维生素 D3 浓度是多少?
根据英国兽医师 Eatwell 的研究,
欧系陆龟体内的维生素 D3 介于 18.67-42.38 nmol/L 就足以维持一年的健康了。
义大利兽医师测得在太阳光底下如此高的血液维生素 D3 浓度,
并不表示陆龟实际就是需要那麽强的 UVB 和维生素 D3 浓度才能维持健康。
况且正如同 Wolfgang Wegehaupt 在欧系陆龟在自然环境的生活方式(下):酷暑与冬眠一文中所提到的,
在夏天最热的七月和八月裡,
生活在靠近海边生境的陆龟之活力将大大的降低。
这些乌龟躲在灌木林或者自己的躲藏地点裡面,
只有在一大清早或黄昏的时候才出来。
或者依据品种和产地的不同,
有的挖洞埋在地下或者躲在凉爽的岩缝当中进行夏眠。
换个角度来说,
欧系陆龟在夏天的时候其实是在躲太阳,
晒太阳或暴露在 UVB 的时间将大幅减少。
由实验测量数据看来,Exo Terra 的 Repti Glo 5.0 24 W 紫外线灯管所能提供的 UVB 虽然比 Solar Glo 125 W 自震式汞灯还高,但因光管分散射线的结果,反而较无法维持住陆龟体内的维生素 D3 浓度。
现在我们再回头看欧系陆龟体内的维生素 D 浓度变化一文中的表格,
发现 2008 年八月的公龟维生素 D3 浓度高达 389.57 nmol/L,
那麽就不会感到意外或怀疑是实验误差了。
最有可能的是 2008 年八月时英国南部的日照非常充足,
因此 UVB 强到足够令陆龟体内的维生素 D3 飙到如此高的浓度。
不过随之而来的问题是,
为何在同时期的母龟体内维生素 D3 浓度,
却依旧维持于相当低的 21.42 nmol/L?
这似乎意味着,
母龟比公龟更喜欢躲起来,
太阳晒得少了,
不论是体温和 UVB 照射剂量也就降低了。
换个角度来看,
既使天然的太阳光能够提供相当强的 UVB,
放养在户外的母龟依旧未加以充分利用。
这倒底是因为母龟为了逃避公龟求偶的攻击而躲藏晒不到太阳?
或者是其实对母龟而言并不需要如此强的 UVB 便足以维持健康所需了?
无论如何,
义大利两位兽医师的这篇研究,
最可惜的就是进行时间仅有春季时的短短 35 天,
如果在设计实验之初,
能延长观察至秋末陆龟开始进入冬眠为止,
那麽肯定能为我们记录到更多的珍贵讯息﹒。
例如,
人工光源虽然不及太阳光,
但也能够将陆龟体内的维生素 D3 维持在一个稳定的较低水平,
而非无止境的下跌;
再如,
虽然天然太阳光在春季提供陆龟体内的维生素 D3 急遽上升,
但夏季到来时由于陆龟躲太阳或夏眠的结果,
将导致体内的维生素 D3 也开始持平或下降,
而非无止境的上升。
如今这些疑惑,
只能等待其他的研究学者来为我们解答了。

参考文献:
Selleri P., Di Girolamo N.(2012): Plasma 25-hydroxyvitamin D3 concentrations in Hermann's tortoises (Testudo hermanni) exposed to natural sunlight and two artificial ultraviolet radiation sources. Am J Vet Res. 73(11):1781-6.

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