Что такое свет и почему он так важен? Часть 2
Что такое Кельвины и показатель CRI
Вторую часть статьи про свет, Джон Кортни-Смит посвятил ультрафиолетовым лампам, здоровью, благополучию и репродукции.
Первый момент, которого я здесь коснусь, – это определение, которое обычно используют для искусственного дневного освещения. К сожалению, есть некая путаница с термином «полный спектр». Этот термин обычно используют для излучения лампы, которое включает в себя «полный спектр» видимого света от 400 до 700нм, и допускается его использование для описания цвета дневного освещения (шкала Кельвина). Это может быть от 4200 до 7000 Кельвинов, а в некоторых случаях и до 8 тысяч Кельвинов (от теплого к холодному свету). Что такое Кельвины в лампах мы теперь знаем.
Проблема здесь в том, что термин «полный спектр» используется для описания всех источников света и цветности в пределах общепринятых цветов дневного света. Не существует общепринятого стандарта, который гарантирует, что лампа действительно излучает весь спектр естественного дневного света. Следовательно, на лампах может стоять маркировка «полный спектр», даже если они не являются таковыми. На самом деле, специалисты по освещению могут управлять излучением лампы, или «спектром», чтобы показать разницу между кривыми спектра лампы и естественного дневного света.
На данный момент невозможно досконально повторить спектр солнца в одной лампе, мы просто еще не можем воспользоваться его точной спектральной кривой или повторить ее. Что мы должны сделать, так это использовать хорошую научную базу, которая гарантирует, что спектр лампы максимально приближен к спектру дневного света.
Это все еще невозможно, когда речь идет о видимой части спектра, однако у качественных ламп с УФ-излучением это получается очень точно. Теперь мы можем быть уверены, что высококачественные лампы сбалансированы по уровню ультрафиолета, излучают количество УФ, которое в системе международных единиц измеряется UV-индексом UVI, и окажут положительное влияние на биологические циклы, которые подвержены воздействию ультрафиолета, особенно на цикл D3.
Неправильная маркировка ламп может сбить с толку тех, кто стремится использовать специальное освещение для птиц, поскольку остается некоторая путаница. Я видел продавцов на больших птичьих выставках, продающих люминесцентные лампы для фотосъемки и даже светодиоды как лампы, имеющие полный спектр; правда в том, что они могут давать цвет света, аналогичный дневному свету, но они всегда не сбалансированы по спектру, который необходимый для зрения птиц, и не способны излучать ультрафиолет, особенно это касается светодиодов.
Ультрафиолетовое излучение, в котором соблюдается естественный баланс ультрафиолета A и B (UV-A и UV-B), позволяет птицам полноценно видеть, а затем синтезировать собственный витамин D3. Таким образом, эти «стандартные» лампы, будь то люминесцентные или светодиодные, не оказывают положительного влияния на биологическую функцию птиц, разве что помогают установить естественный циркадный ритм. Действительно, если на лампе нет четкого логотипа «UV» в треугольнике, нанесенном на стекло или на цоколь лампы, как указано в законе, то она не излучает нужного количества ультрафиолета, и от нее следует отказаться.
Что же такое CRI в лампах? Мы должны искать заявленный термин «полный спектр», затем проверить наличие символа «UV», удостовериться, соответствует ли цвет лампы естественному дневному свету (в Кельвинах), а также искать индекс цветопередачи, или CRI (англ. Colour Rendering Index). CRI – важная единица измерения освещения для птиц, так как это простая шкала от 0 до 100, которую используют для измерения того, насколько объект под лампой отображается похоже на тот же объект, рассматриваемый при естественном дневном свете. Чем выше CRI, тем более «естественным» будет восприниматься объект (птица). Полноспектральные лампы с UV-B-излучением (Full-Spectrum + UV-B) должны иметь CRI более 90. У новейших ламп этот показатель около 95. Затем мы должны проверить способность ламп излучать нужный уровень ультрафиолета на расстояние (UVI). Теперь мы точно знаем, что такое показатель CRI в лампах и почему этот показатель так важен!
Специальные лампы для птиц
Специальные лампы для птиц со стандартной мощностью T8, высокой мощностью T5, стандартной мощностью T5, компактные люминесцентные лампы E27 и компактные лампы T5 с повышенной мощностью отличаются от стандартных ламп, промаркированных как полноспектральные, или ламп «дневного света». Действительно, в этих лампах специально подобранные и редкие люминофоры, которые не только пытаются воспроизвести спектр видимого земного дневного света и в пределах цветности дневного света, но также излучают длины волн в ультрафиолетовом диапазоне, или UV. Лампы помечены логотипом «UV», а спектр напечатан на коробке и показывает излучение в диапазоне от 290 до 400нм.
Как работает люминесцентная лампа?
Долгое время люминесцентные лампы были доступны, начиная с диаметра в полтора дюйма (прим. 3,75см), или T12, затем более распространенные T8 с диаметром в один дюйм (прим. 2,5см). Последние примерно 15 лет люминесцентное освещение продолжало развиваться, итогом чего стало изобретение ламп HO-T5 (High Output). Эти чуть более тонкие лампы используют высокомощный высокочастотный сигнал для запуска и работы. Затем на специально разработанные люминофоры подается питание таким образом, которое позволяет им генерировать почти в два раза больше света на ватт, чем лампы T8/T5 стандартной мощности, и они не мерцают. Поскольку больше света вырабатывается в виде общего излучения, то и ультрафиолета больше, причем стабильного и сбалансированного. Это дает возможность доставлять определенную дозу энергии на большее расстояние.
Но как же работает люминесцентная лампа? Лампа – довольно простое изобретение, но содержит очень умную химию и опирается на сложную физику. Стеклянная часть лампы называется колбой. Два противоположных металлических конца с контактными штырьками – это цоколи. Колба изнутри покрыта тонким слоем люминофорной краски. Это тип люминофора и индивидуальная смесь, которая производит окончательный «цвет», или излучение лампы. У лампы на каждом конце электроды, это «нагреватели», они расположены внутри трубки и нагреваются до температуры, достаточной для испарения крошечного фрагмента ртути в лампе. Трубка также заполнена одним из благородных газов, а именно аргоном. Теперь вы вкратце знаете, как работает люминесцентная лампа.
Электроны не могут течь от одного конца лампы к другому в воздухе, только в одном из благородных газов. Когда электроды нагреваются, они испаряют ртуть. Это приводит к тому, что электроны движутся через лампу от одного конца к другому многократно и невероятно быстро. Когда ртуть испаряется в аргоне в виде «потока», она производит чистый и очень разрушительный UV-C. Это звучит ужасно, поскольку ультрафиолет С очень опасен, но именно на УФ-С реагируют люминофоры, и это заставляет их излучать свет. Таким образом, энергия UV-C поглощается люминофорами и специальным стеклом лампы, поэтому она блокируется. То, что остается, является мощностью лампы, согласно требованиям разработчика. Именно по этой причине, не рекомендуется приобретать лампы неизвестных азиатских марок, так как до сих пор они не научились “прятать” вредный UV-C.
В специальных лампах для птиц и рептилий используют смесь люминофоров, которые производят свет в видимом спектре, имитирующий спектрограмму солнца, но они также производят UV-A и UV-B в любом процентном соотношении, нужном изготовителю.
Итак, почему мы должны обеспечить животных в неволе ультрафиолетовым излучением? Проще говоря, солнце дает нам эту энергию в светлое время суток, поэтому мы используем ее в жизни. Конечно, это слишком упрощенно, поэтому давайте посмотрим на UV-A.
Ультрафиолет А (320-400 нм) напрямую влияет на нашу жизнь. Наиболее широко известна «активация» тетрахроматического зрения. Известно, что птицы, рептилии и некоторые рыбы приобрели дополнительный вид клеток глаза, которые просто позволяют им видеть, или воспринимать, очень большое количество цветов и отражательную способность. Часто говорят, что человек, обладая трихроматическим зрением, может видеть около миллиона цветов, в то время как виды с тетрахроматическим зрением могут видеть около 100 миллионов цветов. Из-за этого тема становится довольно сложной, ведь кажется, что каждый вид имеет дополнительные приспособления в строении глаз и способен видеть немного не так, как другие. Так, мы знаем, что почти все птицы используют UV-A для наблюдения за миром, но не все птицы видят одинаково.
Как это помогает им? Способность видеть мир, отличный от мира человека, позволяет птицам процветать. Возможно даже, что они используют эту улучшенную зрительную способность в процессе миграции и поиска пищи. Действительно, есть опубликованные документы, которые показывают, что некоторые фрукты, насекомые и другие, помещенные под ультрафиолет A, на самом деле «флуоресцируют» для тетрахроматов. Возможность видеть «светящуюся» еду, даже спрятанную в листве, — настоящий подарок для птиц, поскольку они способны разглядеть нужную пищу и затем лететь прямо к ней, выбирая наиболее эффективный путь.
Как владельцы, мы все прекрасно понимаем, что многие виды мономорфны для человека (оба пола выглядят одинаково). Для дикого животного это было бы безумием, поскольку было бы почти невозможно оперативно найти партнера и произвести на него впечатление. Да, разнополые особи у таких видов совсем не похожи между собой для тетрахроматов. Теперь мы видим, что если на птицу попадает достаточно ультрафиолета А, то перья, ноги и клюв, кажется, флуоресцируют или светятся даже для человека.
Ультрафиолет A позволяет птицам находить пищу и воду, но также позволяет им находить другие группы своего вида и, конечно же, партнера. На самом деле, мы даже думаем, что здоровье перьев играет роль в выборе пары: когда птицы здоровы и репродуктивно готовы, перья будут целые и здоровые. У птиц в плохом состоянии или больных птиц будет плохое оперение. Сами по себе и как обладающие силой сверхъестественного зрения, куры могут выбрать петуха, который, скорее всего, обеспечит их успешным потомством. Также считается, что некоторые виды используют секрет копчиковой железы (надхвостной железы) для украшения перьев и клюва. Это можно увидеть адаптированным глазом и может привлекать двумя основными способами. Во-первых, «мастерством» самого украшения, а во-вторых, некоторые считают, что у птиц в хорошей форме секрет копчиковой железы более качественный и будет сильнее реагировать на ультрафиолет.
Конечно, большинство птиц будут регулярно использовать копчиковую железу, так что, по-моему, в этом есть смысл. Стоит также отметить, что секрет копчиковой железы содержит предшественников витамина D3. Эти предшественники «активируются» под воздействием ультрафиолета и превращаются в усваиваемую форму витамина D3. А раз так, птицы таким образом могут обеспечивать себя, используя масла, выделяемые этой железой, так как масло попадает в клюв и наносится на перья; логично предположить, что какой-то процент проглатывается.
______________________________________
Для тех, кто считает фотографию сложным делом: Адам Хаф признает, что у птиц достаточно голой кожи или они получают достаточно дневного света, чтобы был эффект даже у тех, кто практически полностью покрыт перьями; в этом мы видим главный аргумент для правильного использования освещения, содержащего ультрафиолет. Даже если некоторые группы только допускают, что копчиковая железа реагирует на УФ-излучение и что переход от предшественника к витамину D3 происходит под воздействием УФ-излучения, попадающего на Землю. Конечно, те из нас, кто понимает природу и синергию ресурсов, признают, что даже при незначительном воздействии ультрафиолетового излучения на кожу это будет влиять на здоровье птицы. UV-A также помогает регулировать синтез D3.
Может показаться, что у некоторых птиц даже более высокая потребность в полном спектре дневного света. Это показано в долгосрочной перспективе естественного развития вида, его среды обитания, привычек и даже его оперения. Если мы посмотрим на жако и ара, то увидим, что это птицы с большими участками голой или почти голой кожи на лице. То же самое можно сказать и про виды с голой кожей вокруг глаз, на лице и на голове.
Даже формирование яркой окраски у птиц, особенно с оранжевыми или красными перьями, связано с получением естественного дневного света. Эти виды должны получать полный спектр каротиноидов и подвергаться воздействию нефильтрованного дневного света для правильного развития этих цветов. Посмотрите на тигрового астрильда, который снова станет почти черным, если не давать ему доступа к ультрафиолету. Это сложные циклы и процессы, которые связаны с рационом и энергией окружающей среды. У некоторых попугаев с красными перьями процесс может протекать немного по-другому, но наверняка эти законы повлияют на жизнь птиц в целом.
Одна из причин, по которой некоторые виды на протяжении многих лет так трудно размножаются в неволе, почти наверняка связана с неправильным освещением. Как можно ожидать, что качественный выбор партнера у мономорфных видов пройдет легко без доступа к нужному количеству UV-A? Более того, даже известно, что некоторые цыплята разевают клюв, чтобы получить еду с цветными метками, отражающими ультрафиолет – даже эта важнейшая потребность требует UV-A, чтобы ее увидел родитель.
Разводили ли эти виды в прошлом без специального освещения? Да, но это было реже, чем хотелось бы, что говорит о том, что тяга природы к размножению является гораздо более мощной силой, чем любой уровень неверной заботы. Если мы правильно обеспечиваем энергией, позволяя им делать качественный выбор партнера, что приводит к репродуктивной демонстрации и возможному вскармливанию, то наши попытки разведения будут более плодотворными.
Посмотрите на коллекцию экзотических птиц, которых содержат на улице в теплом климате, у целого ряда видов результаты, полученные на Тенерифе, впечатляют. Это даже доказано в птицеводстве, что птицы, которые получают естественный ультрафиолет, откладывают яйца лучше, чаще и дольше. Птицы, которым доступно нужное количество сбалансированного UV-A и которые способны видеть так, как задумала природа, также менее подвержены неестественному стрессу.
Это было больше проблемой в старые времена дикого вылова, но, безусловно, подобный результат должен быть довольно неприятным для тех птиц, которых держат на улице в течение какого-то промежутка времени с доступом ко всем цветам, а затем забирают обратно внутрь, подальше от ультрафиолета и из сферы естественного зрения. Стресс отрицательно влияет на каждый цикл и процесс в организме. Гормоны стресса нужны животному, чтобы быстро избавиться от опасности. Тем не менее, долгосрочное воздействие вредно.
Избыточная выработка кортизола со временем окажет негативное влияние на микробиоту птиц, нарушая пищеварение и воздействуя на саму «электростанцию птицы», то есть иммунную систему. Кортизол, если он присутствует в течение долгого времени, также может отрицательно влиять на жизненно важные органы.
Я вижу два установленных примера потенциальных стрессоров для птиц, у которых нет необходимого доступа к сбалансированному УФ-излучению. Один из них мы обсуждали относительно невозможности естественного зрения. Вторая причина связана с биологическим дисбалансом, который может возникнуть у птиц из-за критического недостатка витамина D3 в сыворотке крови. Мы называем это гиповитаминозом D, который на более поздних стадиях оказывает непосредственное влияние на работу мозга и нервов, а также, осмелюсь сказать, на психическое здоровье.
А как насчет окон, может ли размещение птицы у окна быть благоприятным? Большинство стекол вообще не пропускают ультрафиолет, поэтому вы не загорите, сидя на солнце в своей гостиной или управляя машиной. Окна пропускают некоторое количество инфракрасного излучения, но не пропускают УФ, если только это не специальное стекло с низким содержанием железа. Таким образом, расположение птицы рядом с окном, если это окно не открыто для птицы, не может оказать никакого положительного эффекта, кроме установления цикла день/ночь и некоторой стимуляции умственной деятельности.
Это, конечно, может быть частью положительных умственных стимулов. Тем не менее, поскольку стекло пропускает ИК-излучение, это повышает риск быстрого перегрева птицы. Именно при полном «нефильтрованном» воздействии дневного света или при правильном использовании специальных ламп мы можем оказать наибольшее положительное влияние на птиц в неволе. Это не магия, научно-фантастическая сила, глобальный обман или лженаука, это основной принцип «энергия полностью равна уровню энергии, доступной для использования и/или отображения».
Те же самые принципы в некотором роде применимы ко всей жизни. Мы даже чувствуем это сами, сидя на солнце (не считая расстройства от неестественных солнечных ванн по принципу «бум и спад», ведущих к ожогу), даже мы чувствуем себя лучше после дня на улице. Это не загадка! Это быстрая реакция тела в виде синтеза и использования в организме витамина D3, или, как его называют в СМИ, «солнечного витамина».
В следующей части мы рассмотрим UV-B, его важнейшее значение для жизни, то, как производится и регулируется витамин D3, и немного подробнее рассмотрим типы ламп, которые используются для создания солнечного света, излучающего УФ.