加熱燈對豢養陸龜及其他爬蟲類健康的影響(Tortoise Trust)

waiman

作者：A. C. Highfield, Tortoise Trust於西班牙的阿爾梅裡亞（Almeria）
譯: 柳丁
tortoisetrust       .org/articles/baskinghealth.html


前言：


這篇文章是總結這數年間我所進行研究的成果，最初開始的原動力是起源於2009年一篇有關於『封閉式飼養箱中的環境狀態』的研究(翻譯連結)，在當中所發現的一些影響蠻值得作進一步的探究，而且這個研究也只是當時早期工作的部份成果罷了。此外在經過長期的研究(持續進行超過15年)下，已經發現了會造成陸龜各種異常生長狀態的證據，就是以人工的加熱源在近距離照射動物的話，會對甲殼中角蛋白的含水狀態產生不利的影響(連結，原本的中文翻譯找不到，只找到這個連結)，而這影響對於所觀察到的一些畸形狀態來說，至少也必須負起一部分的責任。會撰寫這篇文章主要的目的是想喚起大家以下議題的重視：我們所知的大自然在某些部份是相當複雜的，而且要解決其中的問題絕非易事，上述關於加熱燈造成影響的報告中，幾乎涵蓋了所有使用中的燈種，包括白熾燈，gas-discharge（氣體放電燈，註：例如日光燈這類的燈）以及dull-emitter（陶瓷加熱燈），以及其他只要曝露於其下就會改變體溫的器具。不同的物種會依據它們自身的生理及外形條件來作各種不同方式的應對，而其體表的覆蓋結構(例如皮膚或鱗片)以及體型的大小，則是決定最終結果非常重要的因素。另外呢，這篇文章除了含有人工光熱源對爬蟲類動物影響的完整詳細敘述外，同時也提供了可供進一步研究及討論的立論基礎。這也讓我們意識到，所有使用人工熱源來幫爬蟲類加溫的飼養者，都應該要來仔細的審視這個我們所認為極度重要的議題。


全文概述：


相對於整個爬蟲類的豢養歷史而言，使用加熱燈具的豢養方式其實只佔其中蠻短暫的時間，早期的爬蟲飼養者之所以會經常養死掉，主要是因為不曉得爬蟲類在熱能調節或所接受光照品質方面的需求，一直到了1994年Charles M. Bogert和Raymond Cowles發表了一篇重要的文章"沙漠爬蟲在熱能需求上的初步研究"，這篇文章大大地改變了我們對野生和豢養爬蟲類在生存需求的認知。到了1950年代，有一些飼養者開始嘗試著使用人造的燈源來製造所謂的熱點，以及利用飼養箱來複製大自然的溫度梯度，被豢養爬蟲的生存時間逐漸的延長了，不過在長時間的飼養後，動物們卻會因為骨骼發育方面的異常而逐漸死亡，例如代謝性骨骼疾病。這發病的原因一直到1969年Joseph Laszlo在國際動物園年刊上發表了一篇「兩種新人造光源對爬蟲類行為表現的觀察」的報告後才為人所知，這也是首度證實了紫外線（UV-B）是爬蟲類飼養上的關鍵因素。從此之後在爬蟲的豢養上就出現了許多種飼養系統以及各式樣的加熱源及光源。不過令人驚訝的是，僅有極少數的研究是關於人工熱源所存在的一些問題，大部分人的看法是只要提供足夠的溫度和UV-B就可以了。最新研究的建議是雖然使用人工的光、熱源的確是有好處，但是目前的光照和加熱系統也仍存在著它們本身的問題。在此我們利用遠紅外線的熱能影像以及溫濕度資料的記錄技術來比較爬蟲類在燈下以及天然環境中的情況，結果是我們發現了一些令人不安的效應，同時也對目前所使用的加熱技術提出了一些改進的建議。


在1950年代一些早期的寵物飼養建議手冊中，會叫人使用燈泡來提供陸龜額外的光、熱能，不過即使是現在，對於大部分只是單純飼養在家中花園這樣環境條件的飼養家來說，這仍是司空見慣的事，然而這並非沒有壞處，尤其是當天候轉冷時，許多陸龜就會因此而早夭。為了解決這個問題，飼養家就逐漸開始在寒冷的日子或者是初春到春季末的時候使用加熱燈，以提供在溫度方面的更多熱能需求。在一剛開始的時候因為缺乏關於熱能調節以及尤其是UV-B需求方面的知識，許多早期在豢養方面的嘗試都以失敗收場，到了1970年代到1980年代初期，使用人工的加熱及光源都越來越普及，尤其是在熱衷於專屬器材的人及兩棲爬行動物俱樂部和學會的會員之間更是如此，所以在豢養情況下的生育率以及存活率都出現了顯著的改善，因此毋庸置疑的，即使是只使用最基本的人工光、熱源，對於動物的健康和福利都有著相當顯著的貢獻，最起碼也減少了因為失溫而導致疾病與死亡的情況。


在這種情況下，製造商便開始研發出並販售一些特殊的燈具與熱源給這群飼養爬蟲的族群，這各式樣的器具大體上來說都有一定的合適度及品質，其中最佳者比起平常的家用燈泡來說，其優點更為顯著，它們能提供非常優質接近天然的UV-B以及可見光譜照明，的確大部分的人工光、熱源系統都致力於改進UV-B以及可見光譜的性能，但是對於遠紅外線的重要性似乎就有些被忽略且未能詳加研究，僅僅是被局限在只是能提供熱點罷了。


這樣廣泛的採用人工光、熱源並非絕無問題產生，正如同我們快速的採用這種飼養法，一些過去我們未曾見過的傷害和健康狀態也開始同步的出現。今天我們所面臨的情況是許多飼養家幾乎都是採用完全的室內養育方式，而且依賴人工的光、熱源，因此現在這些問題的發生率就非常高。如果要採取人工加熱的方式來飼養，那麼陸龜和大型的蜥蜴真的是相當具有挑戰性的動物。在大自然中，它們在需要吸收或者是散發熱能時，已經發展出了許多樣式的行為策略，這些包括了躲入隱蔽處和挖洞隱藏，各種的體勢以及非常精細的協調感官來察覺何時需要全日照以及何時要半陰影或全陰影。為了要從太陽直接獲得發射的熱能，它們也會吸收環境中所反射以及非直接(藉由接觸的方式)的熱能，在它們的天然環境裡，所有的一切都運行的相當良好。然而在遠離了天然環境後，在面對完全非天然的光、熱源，它們很容易就會被弄糊塗，而且誤判環境的情況。這些人工的光熱源即使在某些光譜區塊很接近陽光，但是在其餘的區域就完全不同，而這其中就蘊涵了相當重要的意義。

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生活於沙漠品種爬蟲類的皮膚能最多能反射35%的太陽輻射，相對於熱帶的森林品種，大概只能反射6%。四肢的型態對於特定環境的生存能力也有影響。粗糙且粗壯型態的腿能形成空間來達到隔熱的效果(就如同蘇卡達象龜那樣)，而像北美箱龜這類水龜的平滑樣態腿就沒有這樣的功能。所有品種的龜都有可能因不正確的環境設定而遭遇到脫水的後果，但是熱帶或潮濕棲地的品種則因為體表包覆結構上的不同，相對於沙漠爬蟲更容易喪失水分，而特別容易受到這種傷害。


動物凡是越容易吸收太陽輻射能的，散失的速度也越快，當外部的熱源消失時(例如太陽下山或人工燈具關掉時)也會回吐能量至環境中。例如像沙漠這種白天會迅速升溫的棲息地，到了晚上也會非常迅速的降溫，這規則對陸龜和水龜來說也同樣適用。從環境中交換熱能是經由體表來進行，因此身體的表面積越大，熱能的獲取與散失（這視當時的熱能的流向而定）就越多，在相同的時間裡，體型越大的動物所得到或儲存能量的容量就越大，因此表面積與體積的比例在我們研究陸龜與水龜的熱能生態學上，也是個相當重要的因素。


大型動物對於溫度變化的容忍力比小型動物來的高上許多，這種特性就是我們所知的熱能慣性，一旦大型的陸龜或水龜完成了它的日照循環後，它還能倚賴足以維持好一陣子的熱能來進行它所要進行的生理功能，而小型的動物在相形之下，喪失所蓄積熱能的速度非常快，因此很快就得重新回去接受日照。有一些非常大型的品種，例如蘇卡達象龜以及亞達伯拉象龜，即使經歷了一整天外在環境溫度的巨大改變，它們的核心溫度也能夠持續穩定非常長的一段時間。較小型的則不然，它們和環境的熱能狀態結合的更為緊密，而且也擅長於以多種方式來利用這個資源，尤其是它們對於善用微氣候的各種面貌這方面來說更稱得上是專家，舉例來說，它們只要善用躲入隱蔽處和挖洞隱藏的方式，不單單是體溫，連濕度以及體內水分的散失都能加以調節。


而在典型的豢養環境裡，所能提供藉以作熱能調節以及自行調整水分散失的外在條件遠遜於天然的環境，被豢養的動物們只能生存於條件環境極為有限的區域裡，而且可能與人工光、熱源作直接近距離且極長時間的接觸，因此如何去提供安全又有效的、熱源就是個極為要緊的事。


材料與方法：

在這幾年間所進行的研究裡，我們是採用Fluke所制的TiS熱影像儀(後來改用Testo 875-2i的機種)來記錄野生陸龜在西班牙南部的活動資料，在溫度的量測資料則是使用Fluke 62型的非接觸式遠紅外線溫度計，同時呢環境的溫、濕度則是採用SL-54TH和SL54TH-A這一系列的小型記錄儀，以及Temp-IT Pro的軟體。 其他的設備還包括了Fluke 971的數字型溫濕度計，以及Fluke VT-04手持式非接觸式遠紅外線溫度計。測量的數據有針對爬蟲類的皮膚和角蛋白的熱發射率做了補償的修正。對於豢養動物的資料收集也是用相同的設備，我們在一般的室內豢養場所的燈照條件下來測量動物們的各項數據，在相同的場所裡，以一般豢養情況下最常用的燈泡瓦數從60W到250W之間來進行測試，我們也同樣測試了爬蟲飼養者常用的遠紅外線燈泡(陶瓷加熱燈)。水銀蒸氣燈、鹵素燈、金屬鹵素燈以及常規的白熾燈也都在測試之列。陸龜的影像則是在一系列的測試中，以相同的時間間隔來收集影像，這包括了在剛開完燈後，以及燈照20分鐘後，在同一時間，週遭環境的溫度數據會經由資料記錄儀來收集，濕度的資料則是同時在數個不同位置以精密的資料記錄儀來收集。濕度的數據包括直接位於燈下方，以及距離30和60公分的上方。這樣的整合數據建構出了一個加熱區的熱分佈以及其對濕度造成影響的綜合圖。

可惜的是，爬蟲類專屬燈具和加熱器的製造商和批發商很少會提供這些器材在遠紅外線發射量方面的數據，這些一般性的燈具和加熱器例如鎢絲燈、只有水銀蒸氣燈、金屬鹵素燈陶瓷加熱燈和鹵素燈只有提供在健康以及安全方面的一些相關資訊，爬蟲飼養家們會以各種超出原先燈具設計者所預想的方式來使用這些燈具，可是這些燈在許多使用案例上卻是常規的以非常近距離和極長期的方式來使用，最多一天14小時，一年365天，熱源燈距離皮膚表面僅有30~60公分的方式來照射著活生生的動物體，然而在這樣強度的曝曬所造成效應方面的研究卻非常的少。

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在這個備受關切的主要區塊(熱點區)裡，我們的研究報告已經證實了一些情況，這包括了：

a)燈具對環境造成的脫水效應（在持續的照射區域，濕度都是低於20%，在某些測試中甚至會低於11%。）;

b)有些燈具的遠紅外線光譜是加遽表面過熱及脫水效應的主因；

c)相較於天然陽光來說，對組織的穿透能力都太弱；

d)大部分燈具的發射光譜範圍都不夠寬，這點對於較大的爬蟲類來說的確是如此。   
   
這份研究報告也指出了在這樣的環境下的過度曝露會造成以下所列的一些特殊問題：

a)一種廣義式的慢性脫水，伴隨著對整體健康的影響，尤其是在腎臟方面；
b)因為加熱區熱能的分佈和天然加熱源相較之下並不均勻，所以這種非天然的熱能訊號有可能會混淆了動物本身原有的熱能調節行為，導致與熱源太過靠近而導致熱傷害；
c)皮膚組織的脫水，對於龜類來說就是鱗甲角蛋白的脫水現象，這會對龜甲造成變形的後果。
d)就整個身體來說，由於熱能的分佈太不均勻，當小部份區域已經達到過熱到危險的情況時，其他大部分的體表溫度仍然很冷，導致UV-B促使維他命D轉化合成的量不足。

因此呢這包含了兩個主要技術上的議題：
a)遠紅外線的分佈以及光譜
b)由於過於接近人工熱源所導致的局部性脫水效應。
而它們兩者彼此是息息相關的。

人工熱源與陽光在遠紅外線效應方面的比較

在一般爬蟲飼養家所能購買到的各種尺寸和瓦數的產品裡，包括傳統的白熾燈泡，具備穩流器的水銀蒸氣燈，金屬鹵素燈，都安裝在一個可以調整高低的測試環上，測試環境的溫度也都控制在一定值上。接著就依上述器材來進行一系列測量，以建立一個在不同高度下，加熱可達到的溫度以及所形成加熱區面積大小測試結果。

有許多因素會影響加熱燈所形成熱能的確切分佈狀態，以及這熱能在不同時間裡於陸龜體內的分佈狀況，這些因素包括了：
    a)動物的體型與重量
    b)加熱源的功率與燈泡大小
    c)光源射束的分佈狀況(例如聚焦點狀與大平面狀)
    d)背景(環境)的溫度

陸龜和較大型的蜥蜴也有一個問題，就是牠們身體的最高處比最低處會更貼近於熱源，越貼近燈具或熱源的地方，熱能分佈的不均勻情況就愈亦顯著。
從下面這張圖來看，很明顯的熱能是集中在位於燈直射下的一小塊龜殼上，這是所有加熱燈在使用時所常見的情況，而且當a)陸龜尺寸越大以及b)和燈具的距離越短時，這情況更是嚴重。

動物的體型越大，照射區域相對來說所佔的比例就越小，因此也越容易放大這個效應。理想上來說，要將這個效應造成的損害減到最低，只要加熱源能夠提供一無限寬廣的光線射束，就能夠有一極廣大的照射區域，接著只要在距離動物夠遠的距離來有效的使用就行了。而太陽，就是如此的加熱源。不幸的是，在現今的科技水準上，要用人造燈源來產生這樣的光源，在技術層面上仍然有很多的問題，其中最主要的困難點就是，當燈的尺寸、熱能以及有效距離越大，所需要的電力就會高到離譜，如果說使用120W的燈在成本上還算是可以被接受的話，那麼要在安全的距離下產生均勻的熱源，可能就得要好幾百瓦，甚至數千瓦的燈才行。

在實務面上，飼養家們應該是要考慮使用較高輸出、較大型的燈具(或是多燈組)，以分別佈署的方式來使用，如此才能將這"點狀加熱"的效應降到最低，同時燈與動物的距離才能盡可能的最大化。最少最少，加熱區的面積至少要跟動物全身的體型一樣大才行。

這種不均勻以及不均衡的加熱效應和野外所觀察到的加熱效應有著截然上的不同，它對於消化過程中自然維他命D3合成過程中的每個程序都有著嚴重的相關性。我們所見典型的效應就是燈只會聚熱於動物的某一小塊區域(有時這個受熱點會因過熱而遭受到熱傷害)，然而在天然的情況下，熱能的分佈狀況其實是更為均勻的。簡言之，對於陸龜來說，在人工熱源與自然環境這之間的差異有若天壤之別，尤其是最接近燈處與腹甲和核心溫度的差異是如此的極端。

比較一下典型陸龜在野外的曝曬狀況：

圖1


陸龜在典型100W水銀蒸氣燈下的曝曬狀況:
圖2


此外，在底下的這張圖片中也讓我們了解到為什麼大型陸龜（例如豹龜和蘇卡達象龜在燈下的情況）會這麼經常地被燈灼傷。為了讓核心以及四肢的溫度能夠到達所需的程度，牠們只好經常的在燈下"炙烤"，然而即使表面那一小塊區域已經是達到了危險的溫度，其餘的地方仍然還是太過於寒冷。

圖3


長期的在這過熱的熱點處曝曬，可能會造成局部的嚴重過熱以及組織損傷，我們從來都沒有在野生自由漫行爬蟲類的身上見到過這種現象，但是在有使用加熱燈的人工豢養的動物中卻十分常見。會造成如此情況可能是因為牠們是藉由身體核心的溫度是否達到合適的溫度的這個條件，來調整曝曬的時間長短，所以牠們會被這高聚焦的光束效應所混淆，而會在燈下持續待了過久的時間。實際的情況也的確是如此，如果只有身體的一小部份得到足夠的加溫，其餘的部份仍然很冷的話，牠們就可能會直接在熱源下待上很長的時間，這樣才能讓全身都熱起來而且達到所需的體溫。由於這樣的行為，就會經常導致陸龜的"焦殼"以及綠鬣蜥的深部組織燒傷的後果。除了燈的距離和爬蟲類的曝曬行為外，另外還有一個原因也會造成這樣的問題，用於加熱的人工燈具，其射線的光譜範圍裡，會有很大的一部分的能量會被水分子直接吸收。這人工的光束首先會接觸到的是介於燈具和動物之間的水分子，接下來才是動物組織內所聚積的水分子，動物就是這樣來吸收能量，因此身體才會熱起來。

在下面這幾張遠紅外線所拍攝的影像中，就能夠證實在各種人工照燈下，這種熱點曝曬所造的效應：

圖4


圖5


圖6

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深部組織的穿透以及WiRa(經過水分子過濾後的遠紅外線，為求文字簡潔，之後的翻譯直接以原文的縮寫代替)

太陽光的遠紅外線以其極巨大的寬廣射束，不只是分佈的非常均勻，而且在本質上在到達被照射物體表面前，也已經被所穿越數英里的地球大氣層所改變，當太陽光束穿過大氣層時，會碰到高密度的的自由水分子(水蒸氣)，因此有大部份光譜位於近端和遠端遠紅外線處的能量都會被吸收掉，這包含了遠紅外線A，B，C的波段：

遠紅外線-A: 780 nm – 1400 nm (0.78 μm – 1.4 μm, 215 THz – 430 THz)

遠紅外線-B: 1400 nm – 3000 nm (1.4 μm – 3 μm, 100 THz – 215 THz)

遠紅外線-C: 3000 nm – 1 mm (3 μm – 1000 μm, 300 GHz – 100 THz)

其他大氣層中的氣體包括二氧化碳和甲烷，也具有吸收遠紅外線的性質，不過其中水分子的吸收量還是佔絕大多數，當水分子吸收了這能量後，到達被照射物體表面的遠紅外線在這個被吸收波段的總量就會大大的減少。這種透過水分子過濾過的遠紅外線就是我們所知的WirA。有篇著作以下面這樣的敘述來描述這樣的性質：（要用咖啡色的字）"在溫和氣候帶能夠享受這樣舒適的太陽熱能，是由於地球大氣層中水蒸氣已經過濾掉了太陽熱輻射的緣故，水分子的過濾效應減少了這些波段的遠紅外線輻射(大部分是遠紅外線-B和C以及遠紅外線-A中會被水分子吸收的部份波段)，這些被濾掉的光就是會作用於皮膚中水分子，造成皮膚表面令人不悅熱負擔的源頭"。(Hoffman,寫於2007)。

普通的人工遠紅外線熱源並沒具有水分子過濾的功能，反而還會產生包括遠紅外線-A，B還有一部分頻率接近遠紅外線-B的遠紅外線-C這些廣範圍光譜的射線。這些射線所包含的波長對於活體組織來說，有著很高的吸收力，但是穿透力極低的特性，如此必然會因為這些能量不均勻的落在皮膚的上層，而導致體表的快速加熱，但是深層組織卻不暖的情況。

WiRa有這許多非常有趣的特性，這在近幾年間才開始進行充分的研究(見參考文獻1)。舉例來說，它能夠很有效的穿透到深層的組織，而且不會對表層皮膚造成高度的熱能負荷(加熱效應)。很明顯的這和傳統白熾燈以及充氣式的照射燈所產生的效應截然不同。WiRa除了能減少皮膚表層或者是其他組織在熱能上的負荷(加熱效應)外，它也被用於多種關於增進傷口癒合、減少傷口的二次感染以及降低傷害後疼痛方面的的臨床研究。因為它在這些方面的應用是如此的有效，因此目前在醫院以及獸醫院的臨床上都經常使用這種能產生高純度WiRa的燈具。令人可惜的是，這樣的科技設備的價格極為高昂，因此購買這種燈不但不划算而且還得負擔極貴的保養和運轉費用(見參考文獻2)，這也是目前還不見爬蟲飼養家使用這設備的原因。

簡單來說，在天然陽光中就存在以及也可由特殊的醫療級燈具所製造的WiRa和一般的加熱燈最主要的差異，就在WiRa能夠穿透進較深層的組織，而能達到"深層溫暖"的效應（這點會在未來發表的循環系統文章中談到），而來是非WiRa的能量則大部分會被表面的組織所吸收，這可能會導致局部的過度加熱，但身體的其他部份仍然在寒冷的狀態。當我們利用遠紅外線攝影機來作測試時，就能夠看到在陽光下和人工熱源下曝曬所造成的加熱效應有多麼的不同。

圖7


圖8
同一隻陸龜的腹甲

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加熱在皮膚組織表面與組織裡面的造成的實際效應，會跟構成皮膚的數層不同組織有關，當然這在不同種族也會有所差異。皮膚組織中每一層對於光和能量的吸收與反射性質都不同，其中反射的程度也跟黑色素的含量有關，尤其是在體表的部份，皮膚的顏色越深，所反射的輻射量就越少。

在人類的表皮或者是皮膚的較外層的部份，是由厚度為8-20 μm的角質層和50–150 μm的表皮生發層所構成。在表皮層下方則是厚度為1-4 mm的真皮層，根據所接受到波長的不同，這些皮層都有不同的反射係數和不同的反射、穿透及散射特質。波長範圍落在遠紅外線B(中等的波長:1.4-3 μm)和遠紅外線C(較長的波長:3μm - 1 mm)之間的遠紅外線很容易就會被人類皮膚的表層所吸收，因為這些皮層都相當的薄，所以皮膚暴露在位於此波段的高強度遠紅外線時，就會產生強烈的加熱效應，當高溫快速的達到約45°C時，就會觸動痛覺。用咖啡色的字"說真的，就人類痛覺的這個部份，在勞工的健康和安全法規裡對於皮膚所能接受的遠紅外線曝露並沒有特定的限值，也就是說這被歸類在當遠紅外線造成不舒服或痛感時，人類會將皮膚從曝露區中移開的正常反應"(Cherrie, Howe & Semple寫於2010)。然而這種反應是不是也能套用在爬蟲類的身上？這就不清楚了。

短波長的遠紅外線-A具有較強的穿透力，能夠溫暖的範圍包括真皮下組織到更深層處(可達數mm，遠紅外線-B只能達1 mm或更少)，一般的燈組所提供的高輸出非經水過濾的遠紅外線-A和遠紅外線-B和C波段對於表面組織有著很很強的加熱能力，但是對於皮膚下的肌肉和其他組織的加熱能力則很差。對於爬蟲類來說，這嚴重的牽涉到了熱能調節以及伴隨之出現的特殊的問題，那就是在和天然陽光下的曝曬有如此差異情況下來接收熱能，到底會對爬蟲類們在判讀熱能訊息時，造成怎樣的影響？從為何許多被豢養爬蟲類在使用人造熱源的環境下會出現熱傷害的情況來看，誤判熱能訊息可能就是相當合理的解釋了。有位專門的爬蟲類獸醫將這種情況總結為：（用咖啡色的字）"兩棲類動物和特殊爬蟲類的熱傷害對於爬蟲類獸醫來說是很常見的傷害，對於這些動物為何這麼經常遭受到熱傷害的真正原因並不清楚，但是似乎有某種因素存在於牠們的行為模式以及牠們對於感知熱傷害的能力上(或者說是無法察覺熱傷害)，使得牠們比起其他的豢養動物更容易受到這樣的熱傷害"(Navarre,B, DVM,寫於2008)。

在大自然的陽光下，天然的WiRa深深地穿透到了富含血液的肌肉組織，使得動物全身的受熱都十分均勻，不會出現皮膚表層過度加熱的情況，而且熱能也能快速到達核心的器官。爬蟲類用了各種各樣的行為模式來達成加熱或散熱的過程；這包括了的身體的姿勢、與周遭環境接觸的程度以及利用遮蔽區（減少寒風吹拂）或是利用全陰影或半陰影區等等。當牠們要讓體溫盡量升高時，就會將脖子和四肢完全的伸展開來，讓充滿血液的區域能直接曝曬在陽光以及遠紅外線-A的穿透下，並且會讓身體盡可能的不接觸到較冰涼的地面。

圖9在血液循環較豐富的區域，例如脖子的基部，在天然WiRa非常均勻且深層的加熱下尤其明顯。這個區域同樣也是評估穿透熱能的整體分佈狀況和核心溫度的良好指標。


採用這些姿勢能夠大大地加速全身體溫的均衡化，而要讓這些行為模式能夠正確的運用，就有賴於動物是否能夠從環境以及牠所感知到的溫度來得到足夠且可靠的訊息，不過在這諸多的人工環境裡，能否提供這些訊息實在令人存疑。

圖10一隻正在曬太陽的澤龜讓身體遠離較寒冷的表面，在加上伸展四肢和頸部以快速的從陽光中獲取熱能。這四肢和頸部的血流相當豐富，而且能快速的循環回心臟然後再到達核心，這些區域對於維他命的D3合成也非常重要。


陸龜能夠從曝曬處的周遭環境獲取到相當多的太陽熱能，在某種含意上，陸龜（以及其他接受曝曬的爬蟲類）是種非常有效的太陽能收集者，能夠非常有效率的獲取和儲藏太陽的遠紅外線能量。這在我們於地中海區域測試曝曬中陸龜的熱能影像時就極為明顯，只要一開始獲取熱能，就能夠立刻觀察得出來。其中比較不明顯，但是也一樣重要的是全身熱能分佈的"深度"以及均勻度的性質。

圖11


圖12
這是WiRa具有深層組織透性質的高度特徵


圖13


圖14
這種效應用簡單的工具就可以觀察的出來


在熱能影像的觀察下，這種熱分佈非常均勻的特質，即使是在四肢也表現的非常明顯。

圖15


圖16沿著P1這條線所畫出的溫度統計圖

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在視力方面的影響

爬蟲類在過度曝露於特定波長的紫外線後，可能會對眼睛造成傷害（光照性角結膜炎）(Baines,寫於2007)，但是在遠紅外線這方面卻很少人作相關的研究。然而在人體中，波長介於3 μm到1 mm的遠紅外線的確會被眼睛的外層表面所吸收，波長介於1.4到3 μm的遠紅外線就能穿透進眼球中相當的深度，當接受到高強度的曝露後就會導致一種稱之為"吹玻璃工人的白内障症"，高強度或者是過長時間曝露於遠紅外線-A下也會導致這種情況。紫外線所引起的眼睛傷害比較偏向於短期的傷害，而且只限於角膜和眼瞼上，通常也是能夠恢復的，遠紅外線所導致的傷害則較為嚴重，所影響的是眼睛較內部的結構，通常並無法復原。更進一步來說，眼球外層若是過份乾燥，其實也會導致眼睛的發炎以及其他更嚴重的狀況。不幸的是到目前為止，在豢養爬蟲類的領域中，對於遠紅外線所引起的視力疾病的發生率還沒有可信的資料。

人造燈源所引起的脫水效應

不同的物種對於環境濕度的需求都不相同，大致上來說，這些需求會跟牠們所居住棲息地的型態息息相關，一般的判斷準則是熱帶森林的物種可能會需要平均在80%或者是更高的濕度，而乾燥或半乾燥的棲地物種，適合的濕度範圍就介於45-55%，在典型的西班牙南部歐洲陸龜（Testudo graeca graeca）居住區裡，環境濕度的最低記錄是在25%左右，但是動物極少會在濕度這麼低的區域待上很長的時間，反而是會將自己挖埋藏起來或者是待在植物叢中，這些地方的濕度會稍微高一些(一般是在40-50%)，而且水分的散失也會比較少一些。

提供適當的微氣候環境有助於減少體內水分因為蒸散作用（通常是從皮膚散失或是呼吸所引起）而喪失，同時也能幫助維持體溫的穩定度。因此微氣候對於陸龜來說非常重要，在野外許多物種也會廣泛的利用微氣候，這對於生活在荒涼少遮蔽物的乾燥環境物種來說，更具有其重要性。

雖然說要避免環境過於乾燥，但是同樣的過於潮濕的環境也一樣不行，正確的環境設定就是要由自然的棲地來決定一切。居住在乾燥環境的物種長期待在過溼的條件下，會導致細菌或黴菌所引起的甲殼感染及皮膚病(高濕度會軟化爬蟲類皮膚中的角蛋白)，而且會對某些物種增加罹患呼吸道疾病的可能性。
  
週期性或者是短時間的處於高濕度的情況一般來說並不具傷害性，不過提供一個在乾燥後可以潮濕的機會也是必要的。這在大自然中也經常是如此，即使在非常乾燥的棲息環境，也會出現季節性濕度增加和降雨的情況，同樣的在清晨的一大早，當氣溫低於露氣凝結溫度時，也會有一段充滿濕氣的時候。

環境的相對濕度若是長期低於20%，那麼即使是沙漠的爬蟲類也會受不了，這會造成慢性的脫水，同時伴隨著健康和福利方面的嚴重後果。與健康方面相關的問題包括了增加腎臟疾病和痛風方面問題的發生率，前者是因為膀胱中的高濃度尿酸而增加形成結石的機會，後者則是會出現廣泛性無力的症狀。充足的含水狀態和適當的環境相對濕度在健康的維持上具有絕對的必要性。

不幸的是在我們持續長達5年的測試中，在多達30種以上不同廠牌、型號、瓦數，而且是全世界爬蟲飼養家經常在使用的燈具裡，每盞燈在能夠產生足夠照射溫度的距離下，位於燈正下方的濕度都低到了極度危險的程度，完全沒有例外。

下面這些圖表指出了在一般爬蟲加熱燈正下方，環境濕度所經歷的戲劇性降低的情況。當燈一開啟，無論是那一種燈都一樣，只要燈一開，濕度馬上就降下來，測試時的室內濕度就是圖中的起始濕度值，我們也同時使用獨立的資料記錄器在距離加熱點2公尺的上方處來記錄室內的濕度值。

在這第一張圖表中室內的濕度是70%，但是在幾秒鐘內加熱燈下的濕度馬上就掉到30%，接下來就低於20%。

圖16在燈一關掉後，濕度馬上就恢復，再打開燈，濕度又立刻像剛開始那樣掉下來，我們做了幾次測試的結果都是如此。


圖17在100W的加熱燈下測量超過12小時的相對濕度值圖表，當時室內的背景濕度為70%。


圖18
在這個例子中，這個100W的加熱燈是安裝在距離被照射物30公分的上方，一開始的環境濕度為40%。


任何來源的遠紅外線只要波長是落在2.5~3.5 μm，就會引起強烈的脫水和乾燥效應，因為在3 μm左右的波長正是水分子最易吸收的波段，另外值得注意的是，爬蟲類皮膚主成份-角蛋白在這個3 μm的波長也有很強的吸收能力(見參考文獻3)。

由於這波長為3 μm的遠紅外線在加熱和脫水上的效率非常好，因此目前被使用在快速脫水的科技上，其中印刷業就是最大宗的使用者(見參考文獻4)。

圖19
從這張長期測量的圖表可以觀察到，在封閉的飼養箱中因為加熱燈所出現的過熱效應。濕度的最高峰值恰恰是出現在9點之前，這是因為底材中的濕氣經加熱後變成水蒸氣所導致，在此之後，濕度就遽然的掉到20%以下了。


在綜合了表面組織承受了過多的熱能以及這波長範圍的遠紅外線特別容易作用於水分子，這兩個因素後，就能夠明白為什麼在高強度或是長時間的曝露下，會對生物活體造成如此嚴重的脫水現象。

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一個實際上的案例

有九隻剛孵化的歐洲陸龜（Testudo graeca graeca），年紀、尺寸和重量都相同（事實上牠們是同一窩蛋所敷出的兄弟姊妹），被分成兩組，第一組只接受天然的陽光曝曬，不參雜任何人工的光源。第二組則刻意遮蔽了陽光，只用一盞懸吊式的100 W水銀蒸氣燈來當作唯一的光熱源。在兩實驗組的溫度控制上，則盡可能的接近，以維持兩者的相似度。在這一點上，則是藉由一對資料記錄器，搭配遠紅外線的溫度計來作持續性的監控，另外也有使用到遠紅外線的熱能攝影機來幫忙。兩個飼養箱彼此相鄰，以確保空氣的流動速率和周遭環境濕度能幾乎相同。這兩個飼養箱都是頂端開口式，70 X 50 X 20公分的塑膠容器，裡面裝有5公分厚的天然土壤，讓陸龜有相同的挖掘條件。為了讓兩組都能有很接近的曝曬時間，我們使用了光電感應控制器與日照同步來開關燈具，這樣兩組在高溫照射區的曝曬時間才能夠幾乎相同。兩組的所供應的食物都相同，另外都有提供一淺碟的水，每天都會換新。在四周後，我們注意到只有用加熱燈那組陸龜所排出的尿酸，會比只接受陽光那組的來得更濃稠以及砂礫狀，相較之下，在這個試驗期間裡，陽光組陸龜從未排出過砂礫狀的尿酸。這個試驗在六週後就因為加熱燈組的陸龜開始出現危險的脫水狀況而終止了，同時我們也留意到牠們有體重減輕的狀況。這當中的脫水情況並沒有利用血液的生化檢查來作確認，例如紅血球容積比(譯者註：血液中紅血球所佔的百分比，在脫水時這個數值會升高)或血液中尿素的濃度(譯者註：這通常代表腎功能的好壞，值越高越差，當脫水時，這個數值會上升），而是就作者本身的經驗，由肉眼已經可見到固體狀尿酸的情形來作判定。這組只使用人工光源飼養的陸龜馬上就將飼養條件更改成和陽光組相同，在21天後，就不再出現砂礫狀的尿酸，體重也同樣的恢復了。

非動物的實驗組
為了要比較同樣富含水分但不是動物的物體曝露在加熱燈下的反應，我們選用了2朵在外觀尺寸和重量都很接近的新鮮蘑菇來作測試。第一朵蘑菇放在南西班牙的屋頂露臺上接受8小時的陽光曝曬，第二朵也放在相同的區域，但是在遮蔽了陽光後，用100W的加熱燈來照射它。燈的高度就定期調整，以便讓兩朵蘑菇的表面溫度都能夠幾乎相同。在這整個測試中，空氣的流通程度和環境濕度則幾乎完全相同，蘑菇的表面溫度都沒有超過20°C，下面這張圖就是8小時後的結果，左邊的蘑菇是放在燈下曬的，右邊的蘑菇的重量和一開始相比減少了17%，左邊的蘑菇則減少了44%，這個結果對於爬蟲飼養家來說，實在是不容抹滅啊。它們所展現的，就如同其他數份關於遠紅外線對水果和蔬菜影響的研究報告裡所敘述到的，是完全真實的效應，而其中的原因機制，則是跟會造成動物有相似結果的脫水機制完全相同。
對於活體動物來說也非常類似。
  
圖20蘑菇在曝曬之前的樣子


圖21蘑菇在試驗過後的樣子，左邊的是待在人工的燈下，右邊的則處身於陽光中的天然遠紅外線之下。


在某一次像這樣的測試中，是將新鮮的蘋果置於數種不同波長的遠紅外線下，穿透的深度以及表面所吸收的能量會隨著波長接近水分子最佳吸收波峰而改變(Krishnamurthy, Khurana, Jun, Irudayaraj and Demirci寫於2008)。這些特質已經實際上運用於食品加工業上，遠紅外線的乾燥技術比起熱風乾燥來說，已經被視為是能夠縮短乾燥時間同時耗能更少的另一種新選擇(Sakai & Hanzawa寫於1994)。

對於爬蟲飼養家所面臨到的困難是，雖然知道活體動物曝露在這段波長的遠紅外線下的反應和蘋果或者是蘑菇會很類似，但是目前用的燈具幾乎都會發出這個波段的遠紅外線。實際上的效應會跟幾個因素有關，這包括被照射物的吸收和反射特性，以及各種不同燈具例如水銀蒸氣燈、白熾(鎢絲)燈、陶瓷燈所釋放出的波長和強度也都非常不一樣。的確，水分子很容易會對這個波段的遠紅外線產生高度的吸收，而乾燥（脫水）自然也是無法避免的結果。在研究各種不同的燈具和加熱器時，我們很明顯的就能夠發現，有些製造商根本就是拿相同的產品去販售給不同的市場，舉例來說，有一個陶瓷加熱器在它的使用說明書數據表上竟然出現了以下的敘述：
"1.加熱但不發光，不會影響睡眠(舉例來說：讓爬蟲類和寵物保持溫暖、除濕以及殺菌)
2.用於乾燥所有種類的塗料油漆以及木製品，有著絕佳的乾燥表現"

我們必須再三強調，這個製造商的敘述就代表這項賣給爬蟲飼養家的產品，不過就是換個商標就拿出來販售罷了。

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脫水對爬蟲類健康所產生的後果

在豢養的爬蟲類中很經常會見到膀胱的結石，同樣的在綠鬣蜥身上也經常發現，有些獸醫評估說，他們的陸龜病患中，大約有10%會有膀胱結石的問題(Mader所寫無標示日期)。也有其他獸醫提到"用膀胱切開術來取出膀胱中的結石是我們在龜類的手術中最常進行的項目"(Wright寫於2008)。雖然說在野外的陸龜也曾被記錄到有出現膀胱結石的情況，但是相形之下，豢養陸龜就實在是太常見了。這跟幾個因素有關，包括會造成血中尿素增高的食物(例如食物中含有過高的蛋白質)，但是在這些案例中，最經常被證實的關鍵原因則是動物體內的含水狀況。

圖22


被豢養的動物會處於脫水的高風險中主要有幾個原因，作者在很多年前就指出缺乏適當的微氣候就是其中的一項原因(Highfield寫於1995)。現在根據上述的種種資料則明白的指出，常用加熱源所釋放出的遠紅外線光譜在對活體組織所造成的乾燥和脫水現象，比我們過去的認知還要強上許多，而且到目前為止，無疑的這應該就是被公認會造成此種情況的最主要原因。

圖23


被豢養的陸龜，尤其是得生活在寒冷氣候中的陸龜，一天可能要花上14小時以上待在熱源區的周遭(通常是直接在燈下面)，即使是有提供新鮮的飲水來防止出現慢性脫水的情況發生，但是這樣的情況一樣還是很有問題。許多飼養家真的是努力在減少發生脫水的危險性，所使用的策略有許多種，其中有一些還真的是很有效，這些方法總結如下：

噴霧和撒水：這能夠暫時性的減緩過份乾燥的情況，但是只要加熱燈一打開，水份馬上就會被熱給蒸發，所以這種方式的有效時間會非常短暫。我們用這種方式來做了幾次測試，發現只要經過20分鐘，接近加熱燈下的區域就會乾燥到像之前還沒噴水時的那樣。當然這種方法也不是都沒有好處，如果在加熱燈關閉的夜間有先撒一些水，那麼至少有助於角蛋白(例如陸龜的甲殼)的含水狀態。可是只要動物一移動到加熱燈下，燈所發射的這種會被水分子吸收的遠紅外線，很快就會把水份給烤乾了。

提供飲水和泡澡：這種方法對於降低整體脫水的風險上，只要能經常執行並確保飲水的充足，的確是相當有效。不過這種方法不能完全防止局部的表面組織的脫水情況，或者因為這種狀況所導致的局部反應，例如說皮膚(或者是角蛋白)的增厚狀況（譯者註：就是前面一開始的所連結的第二篇文章所提到的隆背現象）。許多飼養家每星期只有提供2~3次的飲水，而這根本就完全不夠，在豢養的情況下，就算是乾燥區域的陸龜，也應該要隨時都提供一盆大小適當的新鮮飲用水。小型的陸龜或者是蜥蜴，曝露在這種會發射問題多多遠紅外線的加熱燈下，很快就會開始缺水，必須要非常小心的監測所排出尿酸的狀態才行。

提供環境的濕度：所有的爬蟲類都應該根據其種類的不同，來提供牠們適當濕度的環境，而這需求的差異性非常的大。要在加熱燈以及遠紅外線熱源的照射區域周圍維持適當濕度的難度非常高，許多飼養家不曉得該如何去正確的測量濕度，或者是只靠著廉價又不準的濕度計來測量，所以即使濕度已經低到很危險的情況，還誤以為所提供的濕度已經相當足夠。很不幸的，加熱燈在摧毀飼養家想要維持濕度的能力上，實在是強到不行，因此在測量濕度時，一定要用準確的儀器，而且要測量緊鄰著動物的位置才行。即使濕度再怎麼高，依然不會影響皮膚表面吸收遠紅外線的能量，這些在飼養箱空氣中的水蒸氣根本也沒有前述所謂的"水分子過濾"的效應，因為燈和動物之間的距離實在是太短了(大氣層的水分子要能夠過濾遠紅外線，需要有穿越對流層那麼遠的距離才行，這大約是17~20公里那麼深的長度)。

適宜的微氣候：提供正確的微氣候能夠幫忙減少整體的水分流失情況(發生在皮膚以及呼吸道)，而且也能協助爬蟲類以不同行為模式來作熱能的調節。雖然說在離開微氣候環境的那段時間裡，仍然有可能會發生快速的乾燥和脫水的情況，可是待在會發射高強度3 μm波長遠紅外線的加熱燈下，那乾的才是快呢。

上述的這些防脫水措施都沒有辦法完全因應過度乾燥所代來的效應，我們只能根據物種的不同需求，從這些措施中替牠們選出適合的來一併使用，這樣才能夠幫忙減緩這其中最糟糕的效應，至少短期間內也會有所幫助。

討論

不同的燈和加熱器所產生遠紅外線的強度和波長都不一樣，爬蟲飼養家使用燈的情況經常是在太短的距離內對動物照射太久。飼養家們並沒有仔細的思考過這樣的方式所可能造成的影響，而這些實驗的結果則建議我們應該要多關心這個主題，而且飼養家們在使用任何的人工熱源時應該要更加小心。替代的方案例如室外的溫室以及其他是利用太陽光來當作熱源所建構的飼養場都應該列入考慮。雖然說有些組成的結構會阻擋UV-B，這點可以用不會產生遠紅外線的螢光燈來克服（譯者註：這裡指的應該是紫外燈管）。要在寒冷的地區飼養爬蟲類實在是個很大的挑戰，而且實在是沒有辦法不倚靠加溫燈。這些結果建議我們要盡量減少使用加溫燈，如果真的要使用加溫燈的話，那麼就要保持安全的距離，照射區的範圍盡量寬廣一點，最少也要能均勻的包括全身才行(對於較大型的爬蟲類，則得要在較遠的距離使用較大型的加熱燈，或者是陣列式的燈組)，最好還能夠選擇遠紅外線(在水分子最易吸收的這波長範圍)含量較少的燈。因此在燈具的選擇上，金屬鹵素燈會優於鎢絲燈以及水銀蒸氣燈。在理想的狀況下，遠紅外線的源頭應該要經過水分子的過濾會比較好，但是這項科技目前過於昂貴，而且在浪費大量的能源後，在加熱方面的表現也只是中等而已。

本文的作者對於野生動物學家Paula Kahn博士發表在聖地牙哥動物園網站中所發表的一篇文章深感贊同，文章的內容是關於熱能和紫外線:"在地球上根本就沒有任何燈泡可以提供陸龜所需求量的熱和光"。我們越是探討將動物置於人工燈源環境下所會產生的效應，我們越認知到我們的不足，當我們還在考慮人造燈源對動物所造成的影響時，動物們早就沐浴在大自然的陽光下好幾千年了。

Linuxs

非常赞同