UV-B-Strahlung

Calumma parsonii parsonii orange eye in Mahambo 2018
Furcifer labordi Männchen
Palleon nasus in Ranomafana 2018
Furcifer lateralis

Was ist UV-B?

UV-B ist die Abkürzung für Ultraviolett-B. Das ist ein Teil der Sonnenstrahlung, die auf die Erde trifft. Nur etwa 5% der Sonnenstrahlen sind überhaupt Ultraviolett-Strahlen. Sie teilen sich je nach Wellenlänge der Strahlung auf in UV-A, UV-B und UV-C. UV-A deckt Wellenlängen von 380 bi 315 nm ab. UV-B ist das für Chamäleons wichtige Ultraviolett und wird in diesem Artikel ausführlicher behandelt. Es beinhaltet Wellenlängen von 315 bis 280 nm, also nur einen ganz schmalen Strahlungsbereich. UV-C-Strahlen mit Wellenlängen von 280 bis 100 nm werden von den obersten Luftschichten der Erdatmosphäre größtenteils absorbiert, kommen also gar nicht auf der Erde an. Ultraviolette Strahlung ist für das menschliche Auge nicht sichtbar.

Spektrum der elektromagnetischen Strahlung auf der Erde

Wozu braucht ein Chamäleon UV-B-Strahlung?

Für Chamäleons ist UV-B-Strahlung lebenswichtig. Vitamin D3 (Cholecalciferol) wird in der Haut durch UV-B-Strahlung aus Provitamin D (7-Dehydrocholesterol) hergestellt. „Zuviel“ Vitamin D3 zerfällt wieder, wenn es nicht im Blut benötigt wird. Das ins Blut abgegebene Vitamin D3 wird zur Leber transportiert und dort zu Calcidiol umgebaut. Selbiges wird über das Blut wiederum zu den Nieren transportiert, um dort zu Calcitriol verstoffwechselt zu werden. Das Hormon Calcitriol sorgt für den Einbau von Kalzium in die Knochen des Chamäleons. Ist zu wenig Kalzium im Blut, wird die Vitamin D3-Bildung in der Haut des Chamäleons erhöht. Das geschieht jedoch nur, wenn genügend UV-B-Strahlung vorhanden ist.

Ein Mangel an UV-B-Strahlung führt beim Chamäleon über eine verringerten Kalzium-Blutspiegel zur gesteigerten Ausschüttung von Parathormon. Dieses Hormon stimuliert die Knochen, Kalzium abzubauen und ins Blut abzugeben. Die Niere hört auf, Kalzium aus dem Blut zurück zu filtern. Gleichzeitig wird weniger Kalzium aus dem Darm aufgenommen. Letztlich führt der Kalziummangel zur lebensbedrohlichen metabolic bone disease.

Zusätzlich zu diesem lebenswichtigen Vorgang trägt UV-B auch zu Wohlbefinden, besserer Reproduktion und regerem Stoffwechsel beim Chamäleon bei. Außerdem ist anzunehmen, dass Chamäleons im UV-A-Bereich (nicht im UV-B!) sehen können, so dass ultraviolette Strahlung auch ihre Kommunikation und Wahrnehmung beeinflusst. Studien haben gezeigt, dass Chamäleons ihr Verhalten an ihren Vitamin D3-Bedarf anpassen. Sie verbringen mehr Zeit unter UV-B-Strahlung, wenn gerade mehr Vitamin D3 benötigt wird. Wie genau sie erkennen, wann sie mehr sonnen müssen und wann nicht, ist noch nicht genauer untersucht worden.

 

Messung von UV-B-Strahlung

Weshalb sollte man UV-B messen?

UV-B-Messungen mit dem Solarmeter 6.5 auf der Insel Nosy Faly im Nordwesten Madagaskars

Online und in Fachgeschäften gibt es heute verschiedenste UV-B-Lampen zu kaufen. Bei vielen steht bereits auf der Verpackung, wie viel UV-B das jeweilige Lampe abgeben soll. Leider sind diese Angaben nicht sehr zuverlässig. Misst man regelmäßig Lampen nach, fällt auf, dass selbst innerhalb einer einzigen Charge Unterschiede in der UV-B-Strahlung auftreten können. Einige Lampen geben zu kurzwelliges UV-B oder Strahlung im Bereich viel zu hoher UV-B-Indizes ab. Diese Lampen können zu schweren Verbrennungen führen. Andere Lampen geben kaum oder gar kein UV-B ab, was beim Chamäleon später zu einem Kalziummangel und einer metabolic bone disease führt. Es ist also sehr wichtig, Lampen für Terrarien nachzumessen und passend für das Chamäleon auszurichten.

Das Nachmessen sichert nicht nur dem Chamäleon die „richtige Menge“ an UV-B, es lässt uns als Halter auch den richtigen Zeitpunkt zum Lampenwechsel finden. Man wirft also keine Lampe mehr zu früh weg, obwohl sie vielleicht noch nutzbar wäre. Andersherum kann man Lampen genau dann aussortieren, wenn sie nicht mehr genügend UV-B abgeben. Und falls eine Lampe mal wirklich ab Kauf bereits gar kein UV-B abgibt, kann man sie an den Hersteller zurückschicken.

Welches Messgerät kann man verwenden?

Es gibt inzwischen etliche Geräte, mit denen man UV-B-Strahlung messen kann. Für Reptilien sind jedoch nicht alle geeignet. Für die Messung von UV-B-Quellen über dem Terrarium ist wichtig zu wissen, wie viel Vitamin D3 das Chamäleon damit effektiv bilden kann. Das optimale Messgerät sollte also möglichst genau in den Wellenlängen messen, in denen das Tier Vitamin D3 bildet. Zum Glück gibt es eine solche „Vitamin-D3-Synthetisierungs-Kurve“ bereits. Und noch besser: Es gibt ein Messgerät, dessen Messbereich sich zu über 90% mit dieser Kurve deckt.

Das Solarmeter 6.5 mit Silizium-Karbid-Photodetektor wird von Solar Light Company Inc. (USA) hergestellt und kostet aktuell 250 bis 350 €. Das baugleiche Messgerät wird von Zoo Med unter dem Namen Digital UV Index Radiometer vertrieben. Das Solarmeter 6.5 misst den sogenannten UV-Index, eine international verwendete wissenschaftliche Größe. Das Solarmeter kann über Jahre genutzt werden, ohne kalibriert werden zu müssen. Seit Kurzem gibt es das Model 6.5 R, das sich aber lediglich durch einen anderen Aufkleber vom Solarmeter 6.5 unterscheidet. Es wird mit einer 9V-Batterie betrieben, die problemlos ausgewechselt werden kann. Wir haben regelmäßig Solarmeter 6.5 auf Madagaskar im Einsatz, sie bewähren sich bei uns seit Jahren.

Die verschiedenen Aufkleber des Solarmeter 6.5 im Vergleich: Links das alte Design, in der Mitte die beiden aktuellen Aufkleber und rechts die Variante von ZooMed. Die Geräte sind alle baugleich. Foto mit freundlicher Genehmigung von Frances Baines, uvguide.co.uk

Zurzeit gibt es keine anderen Messgeräte, die an die Genauigkeit des Solarmeter 6.5 für die Messung von UV-B in der Terraristik herankommen. Handy-Apps, billige China-Kopien und auch vermeintlich hochwertige, aber preisgünstigere Messgeräte sind leider nicht aussagekräftig. Indem diese Messgeräte nicht exakt der Synthetisierungskurve von Vitamin D3 folgen, zeigen sie verfälschte Messwerte an. Es nutzt nichts, irgendeinen UV-B-Bereich zu messen. Es muss der gemessen werden, in dem das Chamäleon auch wirklich Vitamin D3 bilden kann. Das „übrige“ UV-B nutzt dem Tier nichts! Die falschen Messwerte von Billig-Messgeräten sind für das Chamäleon bestenfalls noch nutzlos, können aber auch extrem gefährlich werden. Hier sollte man also keinesfalls am falschen Ende sparen.

Wie und wo wird gemessen?

Entscheidend ist, dass mit dem Solarmeter 6.5 innerhalb des Terrariums gemessen wird – also genau dort, wo das Chamäleon sich aufhält. Durch die bei Chamäleons verwendete Gaze im Terrariendeckel wird ungefähr 30% der UV-B-Strahlung absorbiert. Fruchtfliegen-dichte Gaze mit sehr geringen Maschenweiten kann sogar bis zu 50% der UV-B-Strahlung absorbieren. Es lohnt sich also, bereits beim Terrarienbau zu überlegen, welche Maschenweite man verwenden möchte. Wegen der hohen Gefahr von Verbrennungen können Lampen jedoch bei Chamäleons nicht innerhalb des Terrariums angebracht werden. Ein Gitter zwischen Terrarium und Lampen ist bei Chamäleons immer zwingend notwendig.

UVB messen

UV-B-Messungen mit dem Solarmeter 6.5 in Maroantsetra im Nordosten Madagaskars

Die Messung des UV-Index mit dem Solarmeter 6.5 ist denkbar leicht. Gemessen werden sollte im oder nahe des Zentralstrahl der Lampe, da dort der höchste UV-Index zu erwarten ist. Man hält das Solarmeter dabei mit dem Sensor in Richtung der Lampe und drückt auf die schwarze Taste. Im Display wird nun direkt der UV-Index angezeigt. Dann bewegt man das Solarmeter horizontal mit der Hand ganz langsam unter der Lampe, um den höchsten Punkt der Messung zu finden. Am besten misst man nicht nur direkt unter der Gaze des Terrariums, sondern auch an den Sonnenplätzen, die das Chamäleon erreichen kann. Die Lampe über dem Terrarium sollte so aufgehängt werden, dass der maximale UV-Index, den das Chamäleon erreichen können soll, direkt unter der Deckelgaze liegt. Chamäleons klettern gerne auch kopfüber an Gaze herum. Deshalb sollte nicht nur den Sonnenplätzen Beachtung geschenkt werden, auch unter der Deckelgaze direkt sollte das Tier sich ohne Verletzungsgefahr bewegen können.

Ganz wichtig: Misst man die UV-B-Strahlung einer Lampe direkt im Terrarium, sollten zur gleichen Zeit alle anderen UV-B-Lampen in der Nähe ausgeschaltet werden. Sonst misst man womöglich deren Strahlung mit und gar nicht die der Lampe, die man eigentlich messen wollte.

Um Lampen das erste Mal zu messen, sollte die Einbrennzeit beachtet werden. Mindestens 30 Minuten dauert es im Durchschnitt, bis sich der „reelle“ UV-B-Index einer Lampe messen lässt. Bestenfalls lässt man eine Lampe sogar einen ganzen Tag laufen, bevor man sie mit dem Solarmeter 6.5 ausmisst. Nach der ersten Messung und Ausrichtung passend zum Chamäleon empfehlen wir mindestens monatliches Nachmessen jeder Lampe.

UV-Indizes auf Madagaskar

Direkt im Lebensraum auf Madagaskar von uns gemessene UV-Indizes findest du in der Rubrik „Arten & Habitatsdaten“. Bei diesen Daten ist zu beachten, dass sie maximal für ein Chamäleon am jeweiligen Ort erreichbare UV-Indizes darstellen. Die meisten Chamäleonarten verbringen jedoch nicht den ganzen Tag in der prallen Sonne, sondern die meiste Zeit in Schattenbereichen. Selbst „Sonnenanbeter“ wie Pantherchamäleons sonnen nur eine begrenzte Zeit des Tages. Manche Arten sind häufiger als andere auf sonnigen Plätzen zu finden, nur wenige Chamäleons sonnen auch in der Mittagshitze mal. Erdchamäleons bekommen am Boden generell kaum UV-B ab, obwohl einzelne Sonnenflecken selbst im tiefsten Regenwald noch erstaunliche UV-Indizes erreichen.

UV-Indizes unter verschiedenen Wetterbedingungen, gemessen über einen ganzen Tag im März 2016 in der Nähe von Ambilobe im Nordwesten Madagaskars

Dazu kommt, dass der UV-Index auf Madagaskar extrem von den Wetterbedingungen und der Tageszeit abhängt. Der UV-Index steigt und sinkt mit der Uhrzeit. Kurz nach Mittag mit dem höchsten Stand der Sonne werden die höchsten Werte erreicht. Am frühen Morgen und späten Nachmittag ist auf Madagaskar fast kein UV-B messbar. Bei starkem Regen oder vielen Wolken am Himmel ist der UV-Index wesentlich niedriger als bei knallender Sonne um die gleiche Uhrzeit. Es gibt also in der Natur keinen stetig gleich bleibenden UV-Index, sondern einen extrem wechselhaften UV-Index mit vielen Ausreißern nach oben und unten.

Um UV-Indizes exakt wie in der Natur im Terrarium imitieren zu können, muss ein Terrarium entsprechend großzügig dimensioniert sein und vor allem eine sehr gute Bepflanzung aufweisen. Das Chamäleon muss sich aussuchen können, welchen UV-B-Bereich es nutzen möchte. Vorsicht ist hier auch bei den Temperaturen angezeigt: In der Natur ist der UV-B-Wert vereinfacht gesagt dort am höchsten, wo es am wärmsten ist. Bei Terrarienlampen ist das nicht immer der Fall. Dort muss gegebenenfalls sehr genau mit Helligkeit, Temperatur und UV-B nachjustiert werden.

Wer es sich einfacher machen und in der Chamäleonhaltung „auf Nummer Sicher gehen“ möchte, ist mit den Ferguson-Zonen gut bedient.

Ferguson-Zonen

2009 veröffentlichte der Biologe Gary Ferguson zusammen mit fünf Kollegen einen Artikel, der sich mit Reptilien in Nordamerika und Jamaika befasste. Sie hatten bei 15 verschiedenen Schlangen und Echsen nachgemessen, welchen UV-Indizes diese sich wann und wie freiwillig in der Natur aussetzten. Dann sortierten sie die 15 Arten je nach ihrem Verhalten in vier verschiedene Zonen ein, die sogenannten Ferguson-Zonen. Sie veröffentlichten damit erstmals Richtlinien, welche UV-Indizes für welche Reptilienarten in der Terraristik genutzt werden könnten. Ferguson et al. empfohlen außerdem, selbst mit dem Solarmeter 6.5 in Lebensräumen in der Natur zu messen, um mittlere und maximale Expositionswerte verschiedener Reptilien zu ermitteln.

Mittlerer UV-Index Maximaler UV-Index
Zone 1 0-0,7 0,6-1,4 Schatten oder in der Dämmerung aktive Reptilien
Zone 2 0,7-1,0  1,1-3,0 Halbschatten, gelegentlich sonnende Reptilien
Zone 3  1,0-2,6  2,9-7,4 Halbschatten oder Sonne, aber nicht unbedingt in der größten Mittagshitze
Zone 4  2,6-3,5  4,5-9,5 „Sonnenanbeter“, auch mittags in der prallen Sonne auffindbare Reptilien

Die Ferguson-Zonen bieten eine grobe Orientierung für die Terraristik. Es sind, vereinfacht formuliert, „sichere“ Bereiche, um Verbrennungen durch UV-B-Strahlung zu vermeiden, gleichzeitig einem Reptil im Terrarium aber die notwendige Menge an UV-B-Strahlung zukommen zu lassen. Die Werte der Zonen entsprechen nicht unbedingt dem, was ein Chamäleon auf Madagaskar vorfindet. Das können sie auch gar nicht, denn es wurden zum einen nicht madagassische Chamäleons untersucht, zum anderen wurde zur Erstellung der Ferguson Zonen nichts auf Madagaskar gemessen.

2016 veröffentlichte die Tierärztin Frances Baines zusammen mit sieben weiteren Kollegen konkrete Empfehlungen für die Einteilung vieler gängiger Reptilienarten in die bestehenden Ferguson-Zonen. Außerdem erarbeiteten sie konkrete Nutzungsempfehlungen zu verschiedenen Lampen. Immerhin drei Chamäleon-Arten schafften es in diese Veröffentlichung, auch wenn zu ihnen nach wie vor keine publizierten Fundort-Messungen aus Madagaskar vorliegen. 2021 korrigierten Ferguson et al. die Einschätzung für Furcifer pardalis eine Zone nach oben.

Mittlerer UV-Index Maximaler UV-Index
Zone 1 0-0,7 0,6-1,4 Brookesia superciliaris
Zone 2 0,7-1,0  1,1-3,0
Zone 3  1,0-2,6  2,9-7,4 Calumma parsonii
Zone 4  2,6-3,5  4,5-9,5 Furcifer pardalis

Modifizierte Ferguson-Zonen für madagassische Chamäleons

Modifizierte Ferguson Zonen für madagassische Chamäleons

Leider gibt es noch keine Untersuchung darüber, welche Chamäleon-Art auf Madagaskar welchen UV-Index bevorzugt. Wir arbeiten zurzeit an Fundort-Messungen der verschiedenen Arten auf Madagaskar. Auf Grund unserer Beobachtungen über die Jahre schlagen wir die hier rechts gezeigte Einteilung der verschiedenen Arten in eine Art modifizierte Ferguson-Zonen vor. Wir nutzen dabei keine starre Tabelle, sondern eine Leiste mit steigendem UV-Index, da einige Arten im Verhältnis zu anderen deutlich häufiger in der Sonne zu beobachten sind als andere und entsprechend vermutlich auch mit höheren UV-Indizes klarkommen. So befinden sich beispielsweise unseres Erachtens zwar sowohl Calumma brevicorne als auch Furcifer balteatus in Zone 3, Calumma brevicorne sonnt aber seltener und weniger intensiv als Furcifer balteatus.

Es handelt sich bei dieser Einteilung nur um einen Vorschlag. Wir haben die Arten vor allem auf Grund ihres von uns beobachteten Verhaltens in die verschiedenen Zonen eingeteilt. Da wir aber kein Chamäleon 24 Stunden täglich über 365 Tage im Jahr beobachten können, handelt es sich dabei um grobe Einschätzungen, mehr nicht. Es fehlen außerdem noch einige Arten, bei denen uns aktuelle Beobachtungen fehlen und die wir deshalb noch nicht in die Tabelle mit aufgenommen haben.

Gibt es Alternativen zur Messung von UV-B?

Ja, die gibt es. Als es noch keine Solarmeter gab, musste man die UV-B-Versorgung anders sicherstellen. Dazu verwendet man eine sehr spezielle Mischlichtlampe,  die Osram Ultra Vitalux 300 W. Ein Vorschaltgerät ist bei dieser Lampe nicht nötig. Sie ist seit 1928 mit kleinen Verbesserungen auf dem Markt, hat sich in dieser Zeit mehr als bewährt und stammt ursprünglich aus dem Humanbedarf. Die Vitalux wurde in der Prophylaxe und Therapie rachitischer Kinder genutzt. Bei Chamäleons muss die Lampe lediglich 30 Minuten täglich eingesetzt werden, wobei stets ein Sicherheitsabstand von 80 bis 100 cm zum Chamäleon eingehalten werden sollte. Eine Porzellanfassung bietet sich wie bei vielen anderen Leuchtmitteln für die Nutzung an, da die Lampe im Gebrauch sehr heiß wird. Da die meisten Chamäleonhalter keine anderthalb Meter Platz über dem Terrarium haben, muss das Chamäleon für die Verwendung der Lampe in aller Regel aus dem Terrarium entnommen werden. Wer sich kein Solarmeter anschaffen möchte, sollte auf eine Vitalux nicht verzichten. Die Radium Sanolux ist übrigens baugleich zur Osram Ultra-Vitalux. Die Osram Ultra Vitalux findet heute auch noch in der Therapie kranker Chamäleons häufig Anwendung.

Im Sommer kann UV-B-Strahlung je nach Wohnort und Außentemperaturen über eine Haltung von Chamäleons im Gehege genutzt werden. Dies ersetzt jedoch keinesfalls die UV-B-Bestrahlung im Winter.

Osram Vitalux

Aktuelle Verpackung der Osram Ultra Vitalux

Keine Alternative ist es übrigens, ein Chamäleon „zum Sonnen am Fenster sitzen zu lassen“. UV-B-Strahlung dringt leider nicht durch Glas, das Chamäleon bekommt also dort gar keine UV-B-Strahlung ab.

Iso-Bestrahlungsstärke-Diagramme

Wer häufiger neue Lampen ausmisst, kann die Werte mit anderen Reptilienhaltern teilen und so zu einem breiteren Wissen über die UV-B-Strahlung der verschiedenen Lampen beitragen. Um Lampen für mehr als nur den Eigenbrauch im Terrarium auszumessen, nutzt man sogenannte Iso Irradiance Charts, zu deutsch Iso Bestrahlungsstärke-Diagramme. Ein solches Diagramm stellt die UV-B-Strahlung einer bestimmten Lampe bzw. deren Verlauf zweidimensional dar. Anleitungen, wie man ein solches Diagramm selbst zu Hause herstellt, gibt es hier und hier.

Beispiel für ein Iso Irradiance Chart. Foto mit freundlicher Genehmigung von Frances Baines, uvguide.co.uk

Die Diagramme der einzelnen Lampen gleichen Typs sehen sich prinzipiell sehr ähnlich. Eine Metalldampflampe beispielsweise gibt in der Regel eine intensive UV-B-Strahlung auf einem relativ engen Bereich ab, während eine Leuchtstoffröhre eine sehr gleichmäßige UV-B-Strahlung über eine große Fläche abgibt. Hier gibt es eine gute Übersicht, bei welchem Lampentyp welches Diagramm zu erwarten ist. Unter dem Diagramm ist jeweils der Hersteller der gemessenen Lampe, der Lampentyp, der Name sowie Brenndauer in Stunden und Chargennummer angegeben. Diese Angaben sind deshalb wichtig, weil die UV-B-Strahlung mit der Nutzungszeit abnimmt und selbst innerhalb der gleichen Charge variieren kann.

Die Diagramme können vor allem dabei helfen, den passenden Lampentyp für das eigene Chamäleonterrarium zu finden. Sie können außerdem ungefähr bei der Positionierung einer Lampe über dem Terrarium hilfreich sein. Die Diagramme ersetzen jedoch nicht das regelmäßige Ausmessen einer gekauften Lampe!

Iso-Bestrahlungsstärke-Diagramme einer ganzen Reihe von Lampen finden sich unter den folgenden Links: Lucky Reptile Bright Sun UV Desert 50 W, Lucky Reptile Bright Sun UV Desert 50 W, ZooMed PowerSun 160 W, ZooMed ReptiSun 5.0 T8 18 W, Zoo Med ReptiSun 10.0 UVB T8 18WArcadia D3+ Reptile Lamp T8, Arcadia D3+ 12% UVB Reptile Lamp T8 18 W, Arcadia D3 6% UVB Reptile Lamp T5, Arcadia D3+ 12% UVB Reptile Lamp T5, Zoo Med ReptiSun 5.0 UVB T8.

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