Osvětlení
Světlo má pro želvu mimořádný význam
Světlo a teplota jsou rozhodující pro správný vývoj želv a pokud oba tyto faktory hodnotíme z krátkodobého hlediska, jsou i důležitější než výživa. Želva dokáže přežít mnohem déle při nesprávně složené krmné dávce, než v chovu při nevhodných podmínkách. Teplota a světlo se ve svém účinku na želvu vzájemně podmiňují. Každý druh želvy je aktivní v určitém intervalu teplot, ale pouze dodržení doporučené chovné teploty pro aktivitu želvy nestačí. Musí současně působit i světlo. To, jak se během dne mění intenzita světla a jeho "barevnost" ovlivňuje zásadním způsobem chování želvy. Toto její chování je důsledkem změn v průběhu biochemických a fyziologických reakcí v těle. V závislosti na světle, tj. na denní době, dochází k postupné aktivaci a následně k utlumování jednotlivých reakcí. Podobně jako u teploty existuje pro každý druh želv i určitá minimální intenzita osvětlení, při kterém je želva ochotna vyvíjet nějakou fyzickou aktivitu. S dalším zvyšováním intenzity osvětlení aktivita většinou narůstá, zejména pokud se současně zvyšuje i teplota okolí. Fyzická aktivita rychle klesá v okamžiku dosažení limitní maximální hodnoty osvětlení nebo při příliš vysoké teplotě okolí. V takovém případě želva vyhledává zastíněné a chladnější místo.
Pokud při minimální chovné teplotě bude současně spolupůsobit i světlo, želva aktivitu zahájí, byť třeba ve značně omezené intenzitě. Pokud však při stejné teplotě bude želva v prostoru s podlimitním osvětlením, zůstane obvykle zalezlá v úkrytu a zvýšenou fyzickou aktivitu nezahájí. A nezahájí ji ani v případě, kdy se bude teplota postupně zvyšovat. Pokud v teráriu praskne žárovka a bude tam tma, želva nezačne žrát ani v případě, kdy se teplota zvýší třeba na 27°C. Nedostatek světla "nabourá" přirozený cyklus, nedojde k aktivaci potřebných reakcí, želva situaci vyhodnocuje jako neobvyklou (ohrožující) a zůstává v bezpečí úkrytu. Pro přirozené chování želvy je dosažení určité minimální chovné teploty podmínkou nutnou, ne však dostačující.
Jak zvolit správné osvětlení?
Osvětlení je jeden ze tří vrcholů zlatého chovatelského trojúhelníku (světlo - teplota - výživa). Z pohledu chovné pohody želv je průběh a intenzita osvětlení zřejmě nejdůležitějším parametrem. Zajistit optimální osvětlení v teráriu je však mnohem složitější, než si začínající chovatel dokáže představit. Intenzita a barevnost denního světla se mění v průběhu dne. Ráno jsou parametry denního světla jiné než v poledne a podobně je tomu i v odpoledních a v podvečerních hodinách. Navodit podobný světelný režim v podmínkách terária je prakticky nemožné. Lze se tomu jen více či méně přiblížit. Svoji roli totiž nehraje jen zvolený světelný zdroj, ale také velikost a tvar terária, jeho vybavení, vzdálenost zdroje světla od povrchu substrátu a málokdo si uvědomuje, jak velkou roli hraje i odrazivost a barevnost stropu nebo stěn terária. Měnit v průběhu dne barevnost světla a jeho intenzitu je úkol, který jedním nebo dvěma svítidly prostě zatím zajistit nelze.
Chovatel tak stojí před řešením problému, ve kterém je příliš mnoho proměnných veličin a bez určitých znalostí je jeho úspěšné vyřešení jen metoda pokusů a omylů. Pokud bude mít chovatel štěstí a zná jiného zkušenějšího chovatele, tak ten mu může s výběrem osvětlení poradit. Další možností je zajít do specializovaného obchodu a spoléhat na to, že prodavač bude v osvětlení odborník a dokáže poskytnout požadované informace. Faktem je, že i u zkušených teraristů převládá s použitými světelnými zdroji spíše osobní zkušenost, ale co k dosažení světelné pohody zvířata skutečně potřebují, je více méně jen odhad. Nelze totiž parametry osvětlení vyhovující lidem automaticky považovat za vyhovující i želvám. Už jen proto, že želvy vnímají světlo trošku jinak než lidé a jejich oko je schopné vnímat jako světlo i záření, které my již nevidíme.
Pokud nelze chovat želvu ve venkovním výběhu, je potřeba se pokusit o co nejvěrnější napodobení přirozených světelných podmínek v teráriu. K tomu jsou potřeba určité informace a následující text tohoto článku by měl napomoct k lepší orientaci v problematice osvětlení.
Cirkadiánní cyklus
Vývoj želv probíhal již od samého počátku díky rotaci Země v podmínkách pravidelného střídání světla a tmy. Řada biologických funkcí v těle želvy je tak hned od prvopočátku přizpůsobena tomuto pravidelnému střídání, a protože se jedná prakticky o 24 hodinový rytmus, byl označen jako cirkadiánní cyklus (někdy se hovorově používá označení cirkadiánní hodiny, cirkadiánní lze volně přeložit z latiny jako "trvající přibližně 1 den"). V tomto cyklu mozek postupně stimuluje nebo utlumuje různé funkce jednotlivých tkání tak, aby co nejlépe vyhovovaly požadavkům želvy z hlediska činností vykonávaných v různých denních případně i nočních hodinách. Nejdůležitější přitom je, aby byl v daný okamžik celý organismus připravený k potřebnému výkonu. To může být fyzická aktivita spojená s vyhledáváním a příjmem potravy, proces trávení přijaté potravy, různé fyzické aktivity, regenerace, odpočinek apod. S průběhem cirkadiánního cyklu souvisí například i kolísání tepové a dýchací frekvence nebo snaha o příjem tepelné energie (slunění). Na úrovni buněk ovlivňuje cirkadiánní cyklus změny v koncentraci některých hormonů, procesy regenerace kožních chromoforů, aktivaci biochemických reakcí souvisejících s uvolňováním energie pro potřeby fyzické aktivity a celé řady dalších procesů. Velice dobře je prostudovaný vliv spánkového hormonu melatoninu, který řídí cyklus denní aktivity a spánku a je klasickým případem hormonu řízeného cirkadiánním cyklem. Primárním podnětem pro regulaci cirkadiánního systému je změna v intenzitě dopadajícího světla. A jak naznačují objevy z posledních let, nejedná se jen o zrakový vjem. Plazi totiž vyhodnocují dopadající záření i na kůži a dokonce byl podobný efekt prokázán i u některých savců. Jiné podněty, jako je rytmus příjmu potravy, zvuky, změna v průběhu okolní teploty mají na cirkadiánní cyklus také vliv, ale jejich význam je menší, než světla.
V souvislosti s cirkadiánním cyklem je potřeba zmínit ještě cirkanuální (roční) cyklus. Želvy jsou totiž vysoce vnímané na změny v intenzitě záření v závislosti na měnící se délce dne v průběhu roku.
V odborné literatuře jsou popsány výsledky testů, ze kterých vyplývá, že červené světlo má velkou pronikavou sílu a působí hodně do hloubky tkání. V souvislosti s jeho působením byl zaznamenán efekt zvyšování koncentrace glukózy v krvi, docházelo k aktivaci pohlavních hormonů a celkově byla zaznamenána vyšší aktivita procesů spojených s přeměnou energetických sloučenin. U zeleného světla byl popsaný efekt spočívající v útlumu reakcí směřující k přeměně látek a získávání energie. Světelnou pohodu vytváří nejlépe světlo žluté a purpurové. Naopak modré světlo stimuluje oxidační procesy, zisk energie a aktivuje dýchací systém. V tomto smyslu byly u modrého světla prokázány až trojnásobně vyšší stimulační účinky ve srovnání se světlem zeleným nebo žlutým. U modrého světla byl také pozorovaný efekt snížení hormonální aktivity, nejvíce se projevil v regulaci syntézy spánkového hormonu.
Světelné záření ovlivňující biorytmy se nachází v části spektra, na které je zrakový systém nejcitlivější. Vrchol se nachází v modrozelené části spektra. Lidské oko je nejcitlivější na vlnové délky zhruba kolem 550 nm a podobné to bude i u želv. Na tomto místě je ale potřeba zdůraznit, že pocit světelné pohody a ovlivňování cirkadiánního cyklu jsou dvě zcela odlišné věci. Zatímco největší světelnou pohodu vytváří záření o vlnových délkách mírně nad 550 nm (světlo s nádechem do žluté barvy), cirkadiánní cyklus nejvíce ovlivňuje záření s vlnovými délkami mírně nižšími (u lidí ho nejvíce ovlivňují vlnové délky kolem 500 nm, u želv se předpokládá, že by to mohlo být záření s ještě kratšími vlnovými délkami). Světelné zdroje použité v teráriu proto musí udržovat rovnováhu mezi zrakovým vjemem a potřebami i nezrakového systému ve všech parametrech. Pro biologický účinek je rozhodující úroveň elektromagnetického pole uvnitř těla želvy. Tzn. jaké procesy je schopné pronikající záření spustit. Je třeba si uvědomit, že jakékoliv procesy probíhající v těle mají chemickou podstatu, tzn. dochází při nich k chemickým reakcím. Chemické reakce znamenají změny ve vazbách mezi atomy prvků. Pokud má dopadající záření vyvolat nějakou reakci, musí být příslušná chemická vazba schopná přijmout energii dopadajícího záření (fotonu). Energii fotonu může přijmout jen takový systém, který je schopný cílené změny energie stejné velikosti, jako je energie dopadajícího fotonu. Vazebné energie chemických vazeb jsou v rozsahu od 0,01 do 5 eV, přičemž ve sloučeninách, které fyziologicky (tzn. žádoucím způsobem) reagují na záření jsou to zhruba 2 až 3,3 eV. Viditelné světlo je tvořeno fotony s energiemi od 1,6 do 3,4 eV, což je právě v intervalu energií chemických vazeb sloučenin, které tělo cíleně využívá k interakcím se zářením. Ovšem foton s vyšší energií již dokáže atakovat i kovalentní chemické vazby s vazebnou energií kolem 5 eV. Jejich rozštěpením nebo přeskupením mohou vzniknout nové sloučeniny, které mohou v tkáni vyvolat nevratné poškození. Nejtypičtějším a nejčastějším případem je vyvolání mutací. Proto je záření s velmi krátkými vlnovými délkami tak nebezpečné.
Želvy jsou adaptované na přirozené světelné záření a obvyklé dávky k životu potřebují. Neznamená to ovšem, že záření vyvolává jen pozitivní procesy. Záření může vyvolat i nežádoucí reakce, většinou jsou spojovány s teplem a fotochemickými procesy. Ty se mohou projevit u nevhodně zvoleného osvětlovacího systému využívajícího umělé světlo. Riziko pro želvy představují umělé zdroje, které emitují takové množství energie, které překračuje práh energetického poškození tkáně. Převážně se jedná o orgány na povrchu těla - pokožku a oko.
Oko
Proces vidění se skládá z celé řady na sebe navazujících chemických reakcí od dopadu fotonu až po vznik a přenos vzruchu. Smyslovým orgánem vyhodnocujícím světlo je oko. V oku jsou umístěné na světlo citlivé buňky, které důmyslným způsobem převádí dopadající světelné záření na nervový signál. Pro želvy je rozhodující intenzita dopadajícího záření, jeho vlnová délka a zejména poměr v intenzitě záření jednotlivých vlnových délek.
Při posuzování potenciálních zdravotních rizik vyvolaných zářením je třeba rozlišit účinky podle typu záření. Na následujícím obrázku je znázorněné, jak se jednotlivé typy záření chovají ve vztahu k oku. Místa, kde je příslušné záření pohlcováno, jsou vyznačena fialovou barvou. V oku jsou 2 prvky pro eliminici nepříznivých vlivů záření. Prvním je vlastní čočka, která je schopná pohltit záření z oblasti UV obsažené ve slunečním záření. Druhým je sklivec, který pohltí infračervené záření, přemění jej na teplo a toto je pak odvedeno z oka díky kapilárnímu prokrvení.
Záření ve viditelné oblasti a také část infračerveného záření (IRA) prochází zrakovým systémem a dopadá na sítnici. Jedná se o rozsah vlnových délek od 400 nm do 1400 nm. Místem pohlcení energie dopadajících fotonů je tedy sítnice (na obrázku vlevo nahoře). Energie dopadajících fotonů je právě taková, aby vyvolala požadované změny v chemických vazbách chromoforů nacházejících se v tyčinkách a v čípcích. IRA záření (780 až 1400 nm) způsobuje mírné zahřívání, toto dodané teplo je však bez jakýchkoliv problémů odváděno krví z oka pryč. Vede ke zvýšení průchodnosti kapilár v oku, což je vyvolané zvýšením roztažnosti kapilárních stěn. Při delším působení IRA paprsků o vyšší intenzitě záření může dojít přechodně ke zvýšení nitroočního tlaku. Jakmile přestane toto záření na oko dopadat, nitrooční tlak se poměrně rychle vrátí do normálních hodnot bez jakýchkoliv negativních následků.
Záření o vlnové délce v rozmezí 315 až 400 nm patří do UVA oblasti. Toto záření prochází přes rohovku a je zachycováno částečně rohovkou, zbytek čočkou (na obrázku vpravo nahoře). Energie těchto fotonů už je hraniční a dlouhodobé působení na rohovku a čočku už není zcela bez rizika. V případě UVA je rozhodující intenzita tohoto záření. Tělo želvy podvědomě chrání oko buď zavřením víček nebo zatažením hlavy pod krunýř. U některých zvířat ještě funguje zúžení zorniček. Díky tomu je více chráněná čočka, protože na ni pak dopadá menší množství paprsků a většinu energie zachytí rohovka. Přirozenou reakcí želvy je při nadměrné intenzitě UVA záření přesun do zastíněných úkrytů. Proto musí být terárium takovým úkrytem vybavené.
UVA záření ovšem nepůsobí jen na oko, ale také na kůži. O těchto paprscích se ví, že po dopadu na redukovaný pigment (bílý) obsažený v kůži dochází k jeho oxidaci a barva pigmentu se mění na hnědou. UVA paprsky proto způsobují okamžité hnědnutí pokožky. Toto je však možné pouze v případě, kdy už pokožka obsahuje dostatek kožního barviva melaninu. Sice se uvádí, že UVA paprsky působí příznivě na regenerační procesy v kůži, ale právě jejich schopnost působit na imunitní reakce v kůži je nyní vnímána dost rozpačitě. Jak se nyní ukazuje, tato reakce není pro organismus želvy zase až tak jednoznačně přínosná. Jedná se totiž o spoluúčast při reakcích, které se velice snadno mohou zvrhnout v rakovinotvorné procesy. Takže původní představa o bezpečnosti jakékoliv dávky UVA paprsků dostává v poslední době vážné trhliny. Je proto velice důležité zvolit správnou intenzitu záření instalované UVA lampy. U želv v žádném případě neplatí, čím více UVA záření, tím lépe.
Na předchozím grafu jsou vyznačena pásma potenciální nebezpečnosti záření odvozené od energie fotonů. Za bezpečné pásmo se považuje záření, jehož fotony nemají energii vyšší než zhruba 3,6 eV, to odpovídá vlnové délce přibližně 340 nm. Nad tuto energii je již záření rizikové a stupeň jeho nebezpečí je úměrné délce osvitu tímto zářením. Záření s energií přibližně nad 4,4 eV je již hodnocené jako nebezpečné, vyvolávající vážné zdravotní problémy. Jedná se o fotony, jejichž vlnová délka je kratší než 280 nm.
Záření z oblasti do 315 nm (UVC a UVB záření) a také záření nad 1400 nm jsou pohlcovány již rohovkou (na obrázku vlevo dole). V případě UVB záření (280 až 315 nm) se uvádí, že je nutné pro tvorbu vitamínu D v kůži a je odpovědné za pozdější hnědnutí kůže při dlouhé expozici na Slunci. Vlivem tohoto záření se však v kůži vytváří celá řada nových sloučenin, které v první fázi vyvolávají specifický zánětlivý proces. Ten vyústí do zvýšené produkce ochranného pigmentu melaninu, který pak později vyvolá zhnědnutí kůže. Většinou se to odehraje s odstupem 12 a více hodin. Byl však prokázaný jejich vliv na vývoj zhoubných novotvarů kůže. Dnes je přítomnost UVB záření v umělých zdrojích světla pro želvy chápána jako ne zrovna výhodná. Obzvláště po zjištění, že pro aktivaci reakcí směřujících k tvorbě vitamínu D je u želv potřeba úplně zanedbatelné množství fotonů s energií odpovídající UVB záření. V každém případě je zvýšená dávka UVB záření pro želvu nebezpečná a musí se tomuto ozáření účinně bránit. Vynucená zvýšená produkce melaninů není za všech okolností prospěšná. UVC záření by v umělém zdroji světla nemělo být obsažené vůbec. Jedná se o záření o vlnové délce v rozsahu 100 až 280 nm a jak kůže, tak i rohovka toto záření účinně pohlcují. Ovšem energie dopadajících fotonů už je natolik vysoká, že může dojít k vyvolání mutací v chromozomech (např. při 200 nm je energie fotonů 6,2 eV, při 100 nm dokonce 12,4 eV !!!). Konečným důsledkem je pak změna v chování ozářených buněk, ty se rychle množí a může dojít až k nekontrolovatelnému bujení tkáně (nádor).
V pásmu IRB (1,4 až 3 mikrometrů) a IRC (3 až 100 mikrometrů) dochází k pohlcování energie fotonů v rohovce. Dochází k popálení a pokud je intenzita záření hraniční (blízké prahu poškození), může dojít k vyvolání zákalu rohovky. Pokud je intenzita záření příliš vysoká, dochází k trvalému poškození zraku.
Mikrovlnné záření s délkou vln větší než 1 mm prochází okem a je jen nepatrně pohlcováno všemi částmi zrakového ústrojí (na obrázku vpravo dole). Nijak neovlivňuje proces vidění a ani jeho tepelný přínos není nikterak významný. Z pohledu fyziologie a biochemie vidění ho lze hodnotit jako neškodné.
Nebezpečnost určitého záření je potřeba vždy vnímat v souvislosti jeho intenzity a doby, po kterou je tělo tomuto záření vystaveno. Pokud má záření jen nízkou intenzitu, může se želva v dosahu takového záření zdržovat delší dobu. Pokud má však toto záření vysokou intenzitu, doba přípustné doby expozice se velice rychle zkracuje. U lidí byl proto zaveden pojem UV index, přičemž jeden dílek na stupnici UV indexu má hodnotu 25 mW na metr čtvereční. S touto stupnicí se často pracuje i při hodnocení pokusů vztahujicích se k jiným živočichům. Pokud je například uvedeno, že pro daný druh želvy je vhodné UV osvětlení pro zónu 2 (viz zatřídění plazů do zón podle G. Fergusona), je potřeba si uvědomit, že se jedná o energii záření vlnových délek od 280 do 315 nm v celkové hodnotě 50 mW na metr čtvereční (2 x 25 mW).
Světlo
Viditelné světlo hraje v životě želv velice důležitou roli. Jejich vnímání světla je trošku odlišné od člověka. Na rozdíl od člověka želvy "vidí" i část světelného záření o vlnových délkách těsně pod 800 nm a s určitostí i kolem 350 nm. Záření o vlnové délce nad 760 nm už patří do infračerveného záření, což je záření, které je z pohledu živočichů vnímáno jako tepelné záření. Dá se tedy říct, že želvy toto tepelné záření vidí a to jim umožňuje na něho potřebným způsobem reagovat. Studium čípků v sítnici plazů ukázalo, že někteří plazi vidí jako světlo i část UVA záření, tzn. záření o vlnových délkách na opačném konci viditelného spektra. U ještěrů a želv byly prokázány v sítnici 4 druhy čípků reagujících na světlo s maximem citlivosti při vlnových délkách 370 nm, 445 nm, 508 nm a 560 nm. Na následujícím grafu je pod osou x barevně vyznačena oblast viditelného světla tak, jak je chápána ve vztahu k člověku (390 až 760 nm). Jak je z grafu patrné, viditelná oblast pro želvy je posunutá na obě strany. Citlivost všech čtyřech čípků k jednotlivým vlnovým délkám záření má tvar Gaussových křivek. Proto se s ohledem na maximum čípku citlivého k modrofialové oblasti (370 nm) dá extrapolací odvodit, že želvy vidí záření o vlnové délce zhruba kolem 340 nm stále jako světlo. Tato oblast spadá do rozmezí přiřazenému UVA oblasti, a proto lze celkem logicky odvodit, že želvy s velkou pravděpodobností UVA záření vnímají jako světlo. Podobně je tomu i na opačné straně viditelného spektra, i když tam už tak výrazný posun zřejmě není.
Tento graf svádí k představě, že všechny čípky reagují na své vlnové délky stejně intenzivně (v maximu dosahují stejnou hodnotu). Je třeba si ale uvědomit, že na ose y je vynesená relativní intenzita. To znamená, že pro lepší přehlednost je maximální citlivost vzata jako 1 (může být chápáno také jako 100 %). Síla signálu vysílaného do mozku je ale u každého čípku jiná. Nejsilnější signál vysílají čípky citlivé na červenou barvu.
Jak je z grafu dále patrné, citlivost jednotlivých čípků se pro jednotlivé vlnové délky částečně překrývají. Znamená to, že při konkrétní vlnové délce vysílají do mozku signály třeba tři druhy čípků, síla jednotlivých signálů je ale různá. Mozek pak vyhodnotí příslušnou barvu seskládáním všech signálů. Například, při vlnové délce 450 nm vlastně přijímá mozek signály ze všech čtyř druhů čípků. Signály z čípků citlivých na modrofialovou a červenou barvu jsou však slabé, převládají signály čípků citlivých na zelenou barvu a dominantní je signál z čípku citlivého na tyrkysovou barvu. I když je signál z čípku citlivého na tyrkysovou barvu nejsilnější, je nutné ještě vzít v úvahu zastoupení jednotlivých čípků v sítnici oka. U želv se předpokládá, že z celkového počtu čípků v sítnici oka je zhruba 58 % čípků citlivých na vlnovou délku 560 nm, zhruba 30 % na vlnovou délku 508 nm, asi 9 % na vlnovou délku 445 nm a pouze asi jen 3 % čípků citlivých na vlnovou délku 370 nm. To znamená, že bude sice pro zvolený příklad intenzita signálu přicházejícího z čípků ciltivých na zelenou barvu o něco slabší než z čípků ciltivých na tyrkysovou barvu, ale v součtu bude signál z čípků ciltivých na zelenou barvu silnější. Výsledný barevný vjem mozek vyhodnotí jako světle zelenou barvu (ten posun k modré barvě je kombinací zbývajících tří barev). Při klesající intenzitě světla může dojít i k situaci, kdy světelný tok při určité vlnové délce už bude tak slabý, že čípky přestanou na toto záření reagovat. Mozek pak signál z těchto čípků nedostává a výsledným efektem je vjem pouze jedné barvy.
Jen pro zajímavost, při osvětlení oka zářením o vlnové délce 550 nm dosahuje generovaný signál do mozku maximální hodnotu. Pokud by se ozářilo oko světlem o vlnové délce 650 nm a požadavkem by bylo vyvolání stejně intenzivního signálu, pak by toto světlo muselo mít světelný tok nejméně 1000 x větší než při vlnové délce 550 nm. Pokud klesne jasnost záření pod 100 cd/m2, pak čípky přestávají na takové záření reagovat a signál do mozku nevysílají. Pak už zrakový vjem zprostředkovávají jen tyčinky.
Jak se barvy světla skládají je znázorněno na následujícím obrázku. Týká se to lidského oka, protože podobné přesné údaje pro želví oko zatím nejsou známé. Mechanismus skládání barev je ale u želv zřejmě obdobný a předpokládá se, že skládání modré, červené a zelené barvy dává i u želv podobný barevný zrakový vjem. Ne úplně zodpovězenou otázkou je u želv vjem barev v modrofialové oblasti spektra, protože na rozdíl od člověka mají na oční sítnici ještě jeden typ čípků citlivých pro tyto krátké vlnové délky. Výsledky některých pokusů naznačují, že by želvy mohly díky čtvrtému typu čípků vidět svět mnohem barevnější, než například lidé a vyhodnocení jemných barevných odstínů by v jejich životě mohlo hrát mnohem větší roli, než si zatím dokážeme představit.
Na obrázku je vysvětlený vjem blankytně modré a fialové barvy u člověka. Fialová barva je vyjímečnou barvou, protože logika věci říká, že bychom ji měli vnímat jen jako určitý odstín modré. To, že člověk odlišuje tyto dvě velice blízké barvy poměrně přesně má na svědomí další malý pík na křivce citlivosti čípků pro červenou barvu, který se nachází právě v rozsahu vlnových délek pod 400 nm. Červené čípky totiž nepatrně reagují i na fotony s vlnovou délkou mezi 390 až 400 nm. Tato odezva je sice velice malá, ale vzhledem k celkovému počtu čípků citlivých na červenou barvu je jejich signál natolik významný, že částečně modifikuje celkový vjem fialové barvy. Pro objektivnost informace je třeba říct, že se takto projevují čípky lokalizované hlavně ve žluté skvrně na sítnici, kde je přímý dopad přicházejících paprsků. V grafu uvedená čísla udávají intenzity pro jednotlivé barevné frakce světla a výšky sloupců znázorňují relativní podíly jednotlivých barev v konkrétní směsi.
Tento nepatrný pík se překrývá se spektrální citlivostí čípků pro modrou barvu. Fialové světlo tedy vyvolává nervový vzruch jak u čípků pro modrou barvu, tak i u čípků pro červenou barvu (i když slabší ve srovnání s intenzitou vzruchu vzniklého na čípcích pro modrou barvu). Proto při aditivním míchání modré a červené barvy člověk vidí fialovou barvu. Želvy mají barvivo v čípcích pro červenou barvu nepatrně strukturálně odlišné od člověka a doposud nelze jednoznačně potvrdit ani vyvrátit, zda se jejich čípky citlivé na červenou barvu chovají podobně jako u lidí. Protože se jedná o subjektivní smyslový vjem, a zatím se nejsme schopni se želvami domluvit, nemohou nám tedy říct, jak vlastně fialovou barvu vidí. Je totiž možné, že jejich čípky pro červenou barvu nejsou vnímavé na krátké vlnové délky (nemají ten zmíněný malý pík citlivosti pro modrou barvu) a pak by nebyly schopné fialovou barvu od modré odlišit.
Vnímání fialové barvy je však pro želvy hodně důležité z pohledu ovlivňování průběhu cirkadiánního cyklu a tak jim zřejmě příroda pro její vnímání ponechala ty čtvrté čípky citlivé právě na fialovou barvu. Je také možné, že čípky citlivé na fialovou barvu plní u želv ryze bezpečnostní roli. Pokud čípky zachytí fotony s touto energií a vyšlou do mozku varovný signál o zvýšené intenzitě paprsků v oblasti UVA, může to být pro želvu signál, aby se jednoduše uklidila z jejich dosahu a zalezla do vhodného úkrytu.
Přirozené světlo
Ze 100 % celkového zářivého toku dopadajícího ze Slunce na horní vrstvu atmosféry je 47 % viditelné záření, 45 % tvoří infračervené záření a 8 % tvoří UV záření. Uvedené údaje mírně kolísají v závislosti na sluneční aktivitě. Vyjádřeno v dopadající zářivé energii to odpovídá 642 W/m2 viditelného světla, 615 W/m2 infračerveného záření a 110 W/m2 UV záření. Zářivá energie dopadající ze Slunce na horní vrstvu atmosféry činí 1367 W/m2 a tato hodnota se nazývá solární konstantou. Hustota slunečního zářivého toku dopadající na zemský povrch je podstatně nižší než solární konstanta. Je to dáno pohltivostí a odrazivostí atmosféry Země. Ve výškách 60 km nad povrchem Země pohlcují molekuly atmosférických plynů ultrafialové (UV) a rentgenové záření slunečního spektra a jsou jím ionizovány. Vrstva zemské atmosféry ve výšce 60 km je proto elektricky vodivá a díky tomuto jevu se označuje jako ionosféra. Níže v atmosféře, ve výškách od 20 do 30 km, se zachycují fotony blízkého UV záření ve vrstvě s velkým obsahem ozónu. Tato vrstva se nazývá ozonosféra. Tím, že ozonosféra absorbuje značné množství UV záření, odstraňuje zbylou část záření nebezpečného pro život a současně se při jeho pohlcování zahřívá. V troposféře pak dochází k pohlcování infračerveného slunečního záření vodními parami, oxidem uhličitým, prachem a kapkami vody v mracích. Z celkového toku energie se pohltí asi 19 až 34 %. Při ideálních světelných podmínkách (čistý vzduch bez vodní páry a mikroskopických prachových částic) se pohltí asi 260 W/m2 výchozí energie, při silném znečistění a vysokém obsahu vody v atmosféře (bouřkové mraky) se může pohltit až 460 W/m2 energie.
Pohlcení infračerveného (IR) záření v troposféře se projeví ve slunečním spektru velkým počtem tzv. terestrických čar a pásů. Na obrázku je možné vidět, že atmosféra je téměř průzračná pro světlo, kdežto UV a IR záření je z velké části atmosférou pohlcováno. Absorpce energie záření je rozdílná pro jednotlivé vlnové délky. Např. fotony s vlnovou délkou pod 280 nm prakticky přes atmosféru neprojdou, jejich energie je tedy atmosférou plně pohlcena (v odborných publikacích se uvádí údaj, že přes atmosféru projde maximálně 1 % původní hodnoty). Na následujícím grafu je znázorněné spektrum světelného záření po průchodu atmosférou. Na křivce jsou zcela zřetelně patrné píky směrem k ose x, které zachycují zvýšenou pohltivost záření o konkrétní vlnové délce způsobenou absorpcí energie fotonů molekulami atmosférických plynů. Rozdíl mezi oranžovou a zelenou čárou je energie pohlcená atmosférou. Pro doplnění informace je zakreslena i křivka rozložení vlnových délek u teoretického, absolutně černého tělesa s teplotou chromatičnosti odpovídající teplotě Slunce (5780 K).
Z průběhů křivek je také zřejmé, že atmosféra pohlcuje více záření s kratšími vlnovými délkami, než záření s vlnovými délkami nad zhruba 600 nm. Záření o vlnové délce kolem 310 nm je atmosférou pohlcováno více jak z 90 %, při vlnové délce 325 nm zhruba z 84 % a při vlnové délce kolem 750 nm jen asi ze 13 %.
Záření procházející atmosférou je rozptylováno díky molekulám plynů, vodní páry případně mikroskopických částeček, jejichž velikost však musí být mnohem menší, než je délka vlny záření. Tomuto jevu se říká Rayleighův rozptyl a díky tomuto jevu je ranní obloha vnímána s odstínem do oranžova, naopak v pravé poledne se obloha jeví jako sytě modrá. Čím má záření kratší vlnovou délku, tím více je v atmosféře rozptylováno. I molekuly čistého vzduchu působí na procházející sluneční záření tak, že ho rozptylují do různých směrů, a protože největší rozptyl nastává v oblasti modrého světla, jeví se nám atmosféra z povrchu Země jako "modrá obloha". Modré světlo je rozptylováno 16 x více, než světlo červené.
Obecně se traduje poznatek, že se oko při svém vývoji přizpůsobovalo dennímu světlu, tedy že jeho citlivost je nejvyšší pro vlnové délky přibližně kolem 550 nm. Ovšem poznatky poslední doby ukazují, že je potřeba tento pohled trochu změnit. Plazí oko (želv se to týká především) má mnohem více funkcí, než jen přenést obraz vnějšího světa na sítnici a získat z něj odpovídající zrakový vjem. Oko vyhodnocuje přijímané světlo nejen pro získání určitého zrakového vjemu (rozlišení předmětů, jejich barevnost), ale i jako důležitý faktor z pohledu cirkadiánního cyklu, zejména jeho modrou část spektra. Cirkadiánní rytmus souvisí s kolísáním aktivity a bdělosti v denní a také v roční periodě. Pro živočichy je důležité, aby byl cirkadiánní rytmus sladěný s rytmem dne a noci. U želv je řízen přes hypothalamus, který sousedí s křížením zrakových nervů. Díky přímému propojení se sítnicí mají zrakové vjemy různé intenzity světla a různých vlnových délek rozhodující význam při synchronizaci těchto procesů.
Pro synchronizaci cirkadiánního cyklu vyhodnocuje mozek želvy celou řadu vnějších podnětů. Mezi ty rozhodující a klíčové patří změny v osvětlení, a protože želvy patří mezi studenokrevné živočichy, hraje významnou roli i zvyšování teploty okolí. Změna druhové potravy a vlhkostní poměry jsou až druhořadé a spíše jen potvrzují údaje, které mozek vyhodnocuje jako primární. Tento článek se týká osvětlení, proto popisuje ovlivnění cirkadiánního rytmu z pohledu světelného záření. Na mnoha stránkách na internetu se zdůrazňuje vliv UVA záření takovým způsobem, že čtenář nabude dojmu, že právě toto záření je pro želvy to nejdůležitější a želvy ho milují. Opak je však pravdou. Želvy záření s krátkými vlnovými délkami (fialová a modrá část světelného spektra) moc v oblibě nemají a pokud jeho intenzita dosáhne určité hodnoty, mají tendenci se před ním ukrýt. Ve světle objevů z posledních let se předpokládá, že modrofialová složka světla má pro ně dvojí význam a při vyšší intenzitě pro ně funguje i jako jakýsi výstražný regulátor. Pokud přesto želva setrvává na přímém Slunci, má to spojitost s vyhříváním a v takovém okamžiku želva leží se zavřenýma očima (minimalizuje dopad UVA a hlavně UVB záření na sítnici oka) a mnohdy i zatahují přední končetiny a hlavu pod krunýř. Mnoho chovatelů si celkem logicky klade otázku, proč mají svítit UV lampou, když jejich želva v době jejího svícení zalézá do úkrytu. Želva určitou dávku UVA záření potřebuje, protože toto záření aktivuje celou řadu důležitých procesů v těle a signály získávané z oční sítnice jsou rozhodující pro cirkadiánní cyklus. S velmi vysokou pravděpodobností lze i tvrdit, že určitý podíl UVA záření v denním světle přispívá ke zvýšení rozlišovacích schopností želvy, a to především v barevném vidění. I druhy, které příliš intenzivní světlo nevyžadují, sledují změny v průběhu a intenzitě slunečního záření během dne ze svých úkrytů. Zbytečně vysoká dávka je však u želv kontraproduktivní a intenzita UV záření se musí v průběhu dne i roku měnit.
V želvím mozku byly totiž nalezeny oblasti citlivé na světlo, které dokonce reagují na světlo procházející místem na temeni lebky (lebeční kost je na tomto místě významně ztenšená). Délka dne a noci, poloha Slunce na obloze, měnící se intenzita a množství UVA záření (modré a fialové složky) v denním světle jsou všechno faktory, které želvě poskytují přesné informace o denní době a ročním období. V reakci na probíhající změny těchto faktorů želva upravuje své denní a sezónní chování, zejména reprodukční cyklus a způsob řízení termoregulace.
Želvy mají v oblibě světlo s delšími vlnovými délkami, tzn. s barvou teple bílou nebo až s mírným odstínem dožluta. Co však želva potřebuje, je zaznamenávat průběžně změnu v intenzitě modrofialové složky světla. Jinými slovy, její mozek potřebuje získávat průběžně informace o tom, jak brzy ráno dosáhne modrofialová složka slunečního záření určitou intenzitu záření. Pokud mozek vyhodnocuje informaci tak, že s přibývajícími dny dosahuje modrofialová složka světla potřebné intezity dříve, než den předešlý, želva ví, že se bude prodlužovat den, budou se zvyšovat teploty a tedy, že je čas na pořádnou pastvu a také je vhodná doba na zahájení rituálu spojeného s rozmnožováním. Na podzim je proces opačný a želva velice rychle vyhodnotí situaci tak, že se dny zkracují a je potřeba se připravit na zimování. Velkou chybou chovatelů je, pokud v bytových podmínkách nechávají želvě svítit UV zdroj každý den stejně dlouho. Prosvětlený pokoj situaci neřeší, protože UV záření ze Slunce je pohlcováno sklem a není schopno tedy do terária proniknout. Na druhou stranu, záření s dlouhou vlnovou délkou (oblast žluté a červené barvy) sklem prochází, a protože toto záření je hlavním nositelem tepelné energie, může po osvícení terária Sluncem dojít poměrně rychle k jeho přehřátí.
Na tomto místě je třeba zdůraznit jednu zásadní informaci. Zatímco UVA záření želvy vidí a mohou tedy na jeho intenzitu reagovat, UVB záření už jako světlo nevnímají a nevidí ho. Přirozené světlo má spojité spektrum záření, to znamená, že intenzita záření při jednotlivých vlnových délkách na sebe spojitě a plynule navazuje. Laicky řečeno, poměr mezi UVA a UVB zářením je v denním světle přibližně konstantní (v závislosti na denní době). Tím, jak želva reaguje na UVA záření si vlastně reguluje i přijímanou dávku UVB záření. Pokud však chovatel nainstaluje do terária zdroj UV záření, jehož složka UVB bude proti UVA více posílená (ve srovnání s poměrem ve slunečním záření), může želvě uškodit. Nebezpečí UVB záření spočívá v tom, že takto "tvrdé" záření dokáže poničit až zcela spálit tyčinky a čípky, gangliové buňky a nervová zakončení v sítnici oka. Prvním příznakem bývá slzení očí a následuje zánět. Lze to přirovnat k zánětu spojivek u lidí při delším pobytu na zasněžených horách za jasného dne bez slunečních brýlí.
Navyšovat intenzitu UVB záření není pro želvy s největší pravděpodobností vůbec nutné. Jeho přínos byl dlouhé roky spojován s přirozenou produkcí vitamínu D. Donedávna se aktivace syntézy vitamínu D spojovala se zářením o vlnové délce 290 až 315 nm, což je právě UVB záření. Dnes se ví, že na aktivaci těchto procesů v pokožce stačí energie fotonů s vlnovou délkou 305 až 315 nm a intenzita tohoto záření nemusí být nijak závratná. Mnoho pokusů a testů provedených v posledních letech ukazuje, že existuje dynamická rovnováha mezi instinktivním obranným chováním želv proti nadměrné dávce UVB záření a potřebou umožnit určité dávce záření proniknout do kůže za účelem syntézy vitamínu D.
Ani tvrzení, že UVB záření podporuje regenerační procesy v pokožce ve světle nových poznatků neobstojí. V současné době se odborníci spíše přiklánějí k názoru, že u želv není nutné používat UV zdroje s posílenou emisí UVB záření a pro želvy ho považují spíše za rizikové. Každý zdroj UVA záření obsahuje i malé množství UVB záření s vlnovými délkami kolem 310 nm. I toto velmi malé množství UVB záření bohatě stačí k pokrytí potřeb želv. Čím kratší vlnové délky zdroj emituje, tím rizikovější to pro želvy je. Energie UVB záření je totiž natolik vysoká, že dokáže poškozovat bílkoviny a další životně důležité organické komplexy v kůži a při dlouhodobé expozici může vážně narušit metabolismus želvy. Úplně nejhorší je situace, kdy v teráriu nebyla dlouhodobě umístěná žádná UV lampa, pak ji chovatel nainstaluje a hned první den želvě nastaví svícení třeba 4 hodiny. V takovém případě je nutná postupná adaptace od cca 15 až 20 minut první den až postupně na zmíněné 4 hodiny denně po zhruba 3 týdnech. To znamená, denně postupně přidávat asi po 10 minutách. Adaptační procesy nejsou rychleji schopné reagovat na změnu v délce osvětlení těmito krátkými vlnovými délkami. Dokonce je výhodné první týden naistalovat UV lampu co nejvýše, aby se intenzita osvětlenosti UVA zářením ještě více snížila. Jak se postupně prodlužuje čas svícení lze i pomalu UV lampu snižovat až na konečnou výšku. Tímto režimem svícení se dosáhne toho, aby mohly v kůži želvy proběhnout potřebné adaptační procesy, které normálně probíhají po ukončené hibernaci (ale také po delší aestivaci) ve volné přírodě. Další možností je vybavit terárium dostatečným úkrytem a umožnit želvě schovat se před takovou nadměrnou dávkou UV záření. Pro stimulaci imunitních procesů, produkci vitamínu D a produkce beta endorfinů v kůži želv stačí i malé dávky UVB záření produkované klasickými zdroji UVA záření. Důkazem jsou podrostové želvy, které se aktivně vyhýbají vyšší intenzitě záření, intenzita ozářením UV paprsky je velice nízká a přesto tyto želvy velice dobře prospívají a jejich kůže plní všechny fyziologické potřeby bez jakýchkoliv omezení.
Jiná situace nastává při venkovním chovu, kdy jsou želvy vystavené mnohem vyšší intenzitě záření. Za těchto podmínek probíhají v kůži želvy adaptační procesy synchronizované s postupně se zvyšující intenzitou slunečního světla. Tyto adaptační procesy vytváří potřebnou bariéru pro negativní účinek UVB záření. Z biochemického hlediska se jedná o aktivaci reakcí směřujících k produkci zvláštních komplexů (melaninových pigmentů), které jsou schopny absorbovat energii dopadajících fotonů UVB záření a zabránit jejich pronikání do hlubších vrstev kůže. Tím se chrání další struktury v kůži, které by takto vysoká energie již mohla poškodit. Tento ochranný efekt však trvá řádově jen desítky minut, než se ochranný účinek těchto komplexů vyčerpá. Pak se želva musí před nadměrným UVB zářením ukrýt. Jakmile se dostane do stínu, v těle proběhnou reakce, které vedou k regeneraci těchto ochranných komplexů. Chovatelé, kteří mají želvy v létě umístěné ve venkovních výbězích ví, že se želva většinou ráno nahřeje, něco slupne a pak má tendenci zalézt někam do stínu. První ranní paprsky mají modrou složku záření slabší a dopadající UV záření obsahuje prakticky jen UVA paprsky (a to ještě ve snížené intenzitě). Naopak mnohem více je posílena červená složka záření. Červené světlo je nositelem tepelné energie, proto se želva tomuto rannímu záření ráda vystavuje. Čím výše Slunce vystupuje nad obzor, tím více se zvyšuje intenzita toku UVA paprsků a v dopadajícím světle narůstá podíl UVB záření. Zvýšený podíl UVA paprsků silněji stimuluje oxidaci melaninů (tím hnědnou) a tmavě zbarvené molekuly melaninů lépe absorbují další dopadající fotony UVB záření. Absorbční kapacita melaninů je závislá na jejich počtu v kůži a to má své hranice. Oko želvy proto neustále vyhodnocuje narůstající podíl fialové složky záření a jakmile dosáhne určité hodnoty, želva reaguje "ústupem z pozic". Její tělo totiž podvědomě reaguje na stav, kdy se ochranný efekt melaninů v kůži už dostává do situace, kdy není schopen eliminovat vliv zvyšujících se dávek záření s příliš krátkými vlnovými délkami. Pokud se želva nemůže ukrýt, její jedinou možnou obranou zůstává už jen skrytí končetin a hlavy pod krunýř, protože UVA a UVB paprsky nejsou schopné přes krunýř proniknout. Někteří paleobiologové se domnívají, že právě vzrůstající intenzita UV záření na počátku druhohor by mohla být jedním z faktorů, který evoluční vývoj plazů dále směroval k vytváření různých kostěnných a rohovinových ochranných struktur na povrchu jejich těla.
V kůži jsou umístěny zvláštní buňky označované jako melanocyty. Jakmile oko vyhodnotí zvýšenou dávku UVA záření, vyšle mozek melanocytům signál, aby začaly produkovat bílé melaninové pigmenty. Tyto pigmenty (kožní barviva) jsou pak transportovány směrem k povrchu kůže. Pokud na bílou molekulu pigmentu dopadne UVA záření, pigment přijme energii dopadajícího záření a ztmavne. Aby k tomuto procesu tmavnutí mohlo dojít, musí už být v kůži určité množství tmavých molekul pigmentu (každá tmavá molekula pigmentu usnadňuje ztmavnutí sousedících bílých molekul). Proto je kůže želv od přírody zbarvená tmavě. Tmavé molekuly pigmentu absorbují dopadající UVB záření a chrání tak další biologické molekuly v kůži před jejich poškozením. Brzo na jaře, kdy není ještě kůže adaptovaná na zvyšující se intenzitu UV záření, potřebuje želva určitou adaptační dobu, aby si dokázala doplnit v kůži tmavé molekuly pigmentu na potřebný počet. V této době je její kůže hodně zranitelná. Dnes už se ví, že po zimním období je počet molekul melaninových pigmentů významně snížený, a proto musí kůže želvy co nejrychleji zahájit jejich intenzivní produkci. Než se metabolismus želvy rozjede na potřebné otáčky, trvá to několik dnů. Syntéza melaninových pigmentů je totiž poměrně složitý proces a sestává se z celé řady na sebe navazujících biochemických reakcí. Proto musí želva při přechodu na intenzivní UV záření prodělat několikadenní adaptační fázi. Regenerační procesy zmíněné v předchozím odstavci spočívají v tom, že část tmavých molekul pigmentu se v kůži rozkládá a melanocyty z nich vytváří nové bílé molekuly. Ty jsou pak připraveny absorbovat energii dopadajících fotonů. Klíčovou látkou pro tvorbu melaninů je aminokyselina tyrosin, která musí být dodána potravou. Na následující tabuli je schematicky znázorněn sled klíčových reakcí vedoucích k tvorbě melaninů.
Melanin není jedna sloučenina, ale celá řada velice podobných sloučenin, které se navzájem liší způsobem a stupněm polymerace indolchinonu. Výsledná barva kůže je daná poměrem jednotlivých melaninů ve směsi, protože každý typ melaninu má trošku jiné zbarvení. Typická směs dává kůži šedé až hnědé zbarvení, méně často s nádechem do červeného nebo žlutého odstínu. Jednotlivé druhy želv se v poměru jednotlivých melaninů odlišují a proto je tak vysoká variabilita ve zbarvení kůže. Navíc, složení směsi melaninů není po celém těle stejné. Některé buňky dokážou směs melaninů měnit a tím i intenzitu zbarvení kůže. Na kůži tak vznikají různě barevné skvrny a jejich umístění a barevnost je určena geneticky. Sytost vybarvení a stupeň ztmavnutí je již výsledkem obranné reakce konkrétní želvy na intenzitu UV záření. Základní barvy melaninů jsou pak ještě modifikované přítomností zvláštních tukových molekul označovaných jako lipochromy, jejichž barevná rozmanitost je značná (nejčastěji oranžové, žluté a červené). Takže nakonec může být kůže zbarvená prakticky jakoukoliv barvou. Pouze modrá barva je u živočichů poměrně vzácná a zelená se spíše objevuje u lesních a pralesních druhů.
Aby to nebylo tak jednoduché, v kůži se ještě vyskytují další dva typy buněk schopných produkovat ochranná barviva. Jedná se o leukofory a iridocyty. Tyto buňky jsou zvláštní tím, že jsou vyplněné krystalky látky označované jako guanin. Tato látka způsobuje, že se kůže po dopadu světla třpytí. Jen pro zajímavost, kočkovité šelmy mají tuto látku obsaženou v sítnici oka, díky ní se paprsky odražené od sítnice znovu jako po dopadu na zrcadlo vrací k sítnici. Tím se zesiluje signál z dopadajícího světla a tyto šelmy doslova vidí i ve tmě. Leukofory a iridocyty jsou vybaveni hlavně hadi, u želv je jejich obsah v kůži poměrně malý.
Předpokládá se, že zvýšená intenzita UVB záření spouští v kůži ještě jeden obranný mechanismus, a to je zvýšení počtu buněk melanocytů. Tento jev je pozorovatelný právě u želv, které jsou vystaveny vyšší dávce UVB záření. Aby se toto mohlo stát, musí kůže trochu zesílit (aby se měly melanocyty kam poskládat). Současně se vytváří hustší síť kolagenních vláken, která v sobě fixují další melaninové pigmenty produkované melanocyty. Tím se zesiluje ochranný účinek kůže před nepříznivým UVB zářením. Toto zesilování kůže bývalo v dřívější době pokládáno za pozitivní efekt a svým způsobem se považovalo za důkaz kvalitního růstu a vývoje želvy. Důkazem tohoto procesu je výraznější (většinou tmavší) vybarvení kůže u želv chovaných v létě ve venkovních výbězích. Jedná se však o přirozenou obrannou reakci želvy před nadměrnou intenzitou UV záření. Pro želvu to vždy znamená určitou energetickou zátěž. Proto želvy "utíkají" před intenzivním slunečním zářením do stíněných úkrytů. S poklesem intenzity záření na podzim se opět tloušťka kůže zmenšuje, snižuje se celkový počet melanocytů v kůži a také klesá celkový počet molekul melaninových pigmentů.
Poměrně často se objevuje argument, že sluneční záření má v UV oblasti mnohem vyšší intenzitu zářivého toku, než nabízí UV lampa. To může být pravda, ale zapomíná se na jeden velice důležitý fakt. Želva vyhodnocuje jak celkovou intenzitu záření, tak i podíl fialové složky záření v bílém světle. Zjednodušeně řečeno, pro želvu je rozhodující poměr počtu UV paprsků k počtu paprsků odpovídajících bílému světlu. Pokud např. za slunného dne dosahuje intenzita slunečního záření např. 70000 lx a z toho činí podíl UV paprsků např. 350 lx, pak se jedná o poměr 200 : 1. Pokud chovatel nainstaluje do terária lampu s výkonem 100 lx v UV oblasti, je sice 3,5 x slabší, než ze slunečního záření, ale otázkou je, jakou intenzitu má v teráriu světlo bílé. Pokud bude mít např. jen 1000 lx, pak je poměr 10 : 1 a hned je z tohoto srovnání patrné, že pro želvu to není normální stav. Díky tomuto nevýhodnému poměru je takové umělé svícení pro želvu mnohem více zatěžující, i když celková dávka UV záření je mnohem nižší, než by zvládla v přirozených podmínkách.
Schopnost organismu želvy produkovat tyto ochranné komplexy je v prvních dnech hodně nízká a její tělo se musí nejprve "nastartovat". Teprve asi po 6 až 8 dnech je výkonnost těla v produkci ochranných komplexů taková, aby mohla želva reagovat relativně rychle i na nárazově zvýšenou dávku UVB záření. Sepnutím spínače začne zdroj nainstalovaný v teráriu emitovat uvedené záření a na téměř plný světelný výkon se dostane během několika desítek sekund (přibližně po 1 minutě dosahuje průměrná UV lampa zhruba 95 % svého světelného výkonu). V těle želvy to ale takto nefunguje. Jakmile systém zachytí fotony s vyšší energií, rychle se spotřebovává pohotovostní zásoba ochranných komplexů v kůži a tělo musí začít produkovat další. Než však k významnější produkci dojde, trvá to až desítky minut. Takže obranný systém má jen určitou úvodní kapacitu, pak musí počkat, než tělo vyrobí další a dodá na potřebné místo. Navíc, tělo je schopné vyrobit jen určité množství těchto ochranných komplexů a víc prostě nedokáže, i kdyby si to vnější podmínky vyžadovaly. Biochemik by řekl, že je to dáno rovnovážnými konstantami systému a ty vylučují vyrobit něčeho více, než to systém dovolí. Takže organismus želvy je schopen vyrobit nějaké maximální množství a pokud se toto množství spotřebuje, buď musí želva utéct mimo dosah tohoto záření nebo ji to poškodí na úrovni buněk. Jiná možnost prostě není.
Proto někteří odborníci doporučují u citlivějších želv opakované osvícení po kratší dobu, ale ve více časových úsecích (např. 4 x po hodině s přestávkou 1 až 2 hodiny mezi svícením). Trošku to pak koliduje s cílem, aby nejvyšší intenzita osvícení byla kolem poledne. Mezi jednotlivými druhy želv jsou rozdíly v účinnosti jejich ochranného systému před účinkem UVB záření. Želvy ze savan a otevřených stepí jsou obecně k intenzívnějšímu slunečnímu záření více odolné. Naopak želvám podrostovým nadměrná intenzita záření s krátkými vlnovými délkami nesvědčí.
Umělé světlo
Pro želvy chované v bytových podmínkách v teráriích je nesmírně důležité zvolit správný světelný režim v průběhu dne. Ten musí být navíc sladěný s teplotním režimem. Nelze to vyřešit instalací jedné žárovky, která současně plní i funkci výhřevného místa. Ideální pro každou želvu je proto venkovní výběh, který ji umožní srovnat její cirkadiánní rytmus podle přirozeného osvětlení. Pokud chovatel tuto možnost nemá, musí se snažit co nejvíce napodobit světelný režim tak, jak se postupně mění během dne v přirozených podmínkách. Pro chovatele želv v domácích podmínkách je tedy žádoucí pochopit, podle jakých kritérií se světelný zdroj vybírá a jak ho správně do terária nainstalovat. Nejdůležitějšími parametry jsou intenzita záření a barevné spektrum záření (poměr v zastoupení jednotlivých vlnových délek).
Želvám je potřeba poskytnout "světelný gradient", pomocí něhož se mohou pohybovat v oblasti se zvýšeným UV zářením podle své vlastní preference, jak by to dělaly ve volné přírodě. Je také důležité zajistit, aby ultrafialové světlo bylo umístěno dostatečně blízko k výhřevnému místu, aby želva mohla získat teplo i UV záření společně. Pokud bude výhřevná žárovka a zdroj UV záření daleko od sebe může se stát, že bude želva preferovat výhřevnou zónu a nedosáhne potřebné dávky UV záření. Také může nastat situace, kdy želva z důvodů vyšší intenzity světla pod UV lampou vyhledá právě toto místo a z důvodů snahy o získání tepla zůstane pod lampou příliš dlouho. Vysoká expozice UV záření pak může mít pro želvu i nepříznivý dopad. Je proto výhodné umístit výhřevnou a UV lampu tak, aby želva měla možnost zaujmout i pozice na všech okrajích světelného kuželu výhřevné žárovky a sama si tak určit intenzitu přijímaného UV záření.
Světelné nároky
Každý druh želvy má jiné světelné nároky. Jsou druhy, které milují jasné počasí s intenzivním slunečním zářením, naopak jiné se ukrývají v podrostu a vyhovuje jim spíše světlo rozptýlené. Tyto druhy pak za jasných dnů zalézají do svých úkrytů a ven vylézají buď časně ráno nebo až před západem Slunce. Některé druhy upřednostňují bílé denní světlo, jiné barvu podmračného dne. Pro želvy jsou rozhodující 3 parametry světla - intenzita osvětlení, převažující vlnová délka světelného záření a zastoupení vlnových délek ve spektru (jejich vzájemný poměr). Důležitou roli hraje i délka slunečního svitu. Délka dne je časový úsek mezi východem a západem Slunce. Jak je z následujícího grafu vidět, na území ČR je délka dne značně proměnlivá (červená křiva). Želvy pocházející např. z rovníkové oblasti tak mají v ČR v létě podstatně delší den, než v jejich původní domovině. Naopak, ve zbývající době mají den podstatně kratší. Na rovníku jsou den a noc přibližně stejně dlouhé (zhruba 12 hodin). Tomu odpovídá délka dne přibližně v době jarní a podzimní rovnodennosti. Přes léto je pak délka dne v podmínkách ČR významně delší, než na co jsou želvy z rovníkové oblasti geneticky nastavené. Pro objektivnost informace je však potřeba uvést, že intenzita záření je za jasných dnů v původní domovině větší, než v podmínkách ČR.
Mnoho chovatelů se podvědomně řídí údajem o teplotě chromatičnosti světelného zdroje. Tady je potřeba upozornit na jednu důležitou okolnost. Teplota chromatičnosti sice dává jakousi informaci o tom, jakou barvou světlo svítí, ale tato hodnota byla odvozena pro lidské oko. Vůbec nic to neříká o tom, jestli daný světelný zdroj bude schopný zabezpečit světelnou pohodu želv. Jediným validním údajem je znalost vyzařovaného spektra. K tomu však musí být zdroj proměřený spektroradiometrem podle přesně stanovené metodiky. Pro normálního chovatele jen obtížně realizovatelné měření. Už jen proto, že spektroradiometr s "rozumnými" parametry začíná zhruba na 380.000,- Kč. K tomu potřebné další vybavení a pokud možno sklepní místnost bez jakéhokoliv okna a s dobře světelně izolovanými dveřmi. Takže pořídit si takovou světelnou laboratoř vyžaduje investici zhruba 800.000,- Kč. Samozřejmě, dají se koupit vláknové spektrometry i za 30.000,- Kč, ale měření někde na stole bez úplného odfiltrování denního světla je z kategorie věštění z křišťálové koule. Aby bylo možné aspoň nějak světelný zdroj posoudit, je zavedenou praxí porovnávat světelné zdroje určené pro želvy podle údaje teploty chromatičnosti.
Chovatelé proto vztahují světelné nároky k běžnému dennímu světlu, které má teplotu chromatičnosti 5780 K. Kupují tedy světelné zdroje, které mají stejnou nebo hodně podobnou teplotu světla. Nejčastěji pak žárovky nebo zářivky s teplotou kolem 6000 K, což odpovídá polednímu Slunci. Ovšem pro některé druhy želv může být výhodnější lehce zatažený den, neboť jeho hodnota chromatičnosti je 7 až 8000 K. Jen pro doplnění informace, teplota chromatičnosti Měsíce v úplňku za jasné oblohy je 4100 K, tedy více, než mají světelné zdroje se žlutým světlem (ty mají 2700 až 3000 K). Teplotu chromatičnosti lze zjistit na obalu světelného zdroje. Pro jakou hodnotu se rozhodnout napomůže pouze znalost světelných podmínek v oblastech jejich přirozeného výskytu. Chovateli tak nezbývá nic jiného, než využít možností internetu, nalézt si vhodné meteorologické stránky, na nich si pak potřebné informace vyhledat a pak si vše dát do potřebných souvislostí. Určitou pomůckou může být skutečnost, že světelný zdroj s teplotou chromatičnosti do 3000 K by měl být využitý při ranním a pozdějším odpoledním svícení, naopak zdroj s teplotou chromatičnosti 6000 K by měl být používaný hlavně kolem poledne. Zvýšení podílu záření s kratšími vlnovými délkami lze pak dosáhnout zapnutím UVA zdroje právě kolem poledne. Zapnutí světla s teplotou chromatičnosti 6000 K hned ráno při rozbřesku není pro želvy přirozené.
Mnohem důležitější je však parametr intenzity osvětlení. Určitým zjednodušením výběru je skutečnost, že intenzita záření je v určité zeměpisné šířce a současně ve stejné nadmořské výšce přibližně stejná (s přihlédnutím k ročnímu období). Například ve městech Břeclav (ČR) a Paříž (Francie), které se nachází ve stejné zeměpišné šířce (zhruba 48° s.š.) bude ve stejnou dobu při stejně jasném počasí prakticky stejná intenzita světla. Úplně jiná však bude při srovnání Břeclavi a třeba Záhřebu (Chorvatsko). Záhřeb leží na 45° s.š., tedy jižněji, sluneční záření zde dopadá na zemský povrch pod menším úhlem a intenzita záření je vyšší. Nejvyšší intenzita slunečního záření je v okamžiku, kdy sluneční záření dopadá na zemský povrch kolmo. To může nastat pouze mezi obratníky Raka a Kozoroha v závislosti na ročním období.
Otázkou tedy je, jakou zvolit intenzitu osvětlení. Toto už je trošku složitější rozhodnutí, protože hodnotu intenzity osvětlení nelze z obalu světelného zdroje vyčíst. To proto, že záleží nejen na samotném zdroji světla, ale také na jeho umístění v teráriu a také na povrchu a členitosti terénu v teráriu. Přitom intenzita osvětlení spolu s převažující vlnovou délkou záření je určující pro případnou aktivitu želvy.
Slunce vyzařuje prakticky konstantní tok paprsků světla a poměr v zastoupení jednotlivých vlnových délek (viditelného světla) je také konstantní. Graf intenzity slunečního záření lze nalézt v článku o světle. To se ovšem mění průchodem zemskou atmosférou. Plyny a vodní pára obsažené v atmosféře fotony zpomalují a ty pak ztrácí na své rychlosti. Důsledkem je prodlužování jejich vlnové délky. Ráno při východu Slunce a stejně tak při západu Slunce se světlo jeví žlutější, než v pravé poledne. Je to z toho důvodu, že v ranních a večerních hodinách vstupuje záření do atmosféry pod menším úhlem (vůči horizontu) a foton musí urazit delší dráhu v kontaktu s atmosférou. Podíl fotonů s vlnovou délkou nad 550 nm je vyšší, než je fotonů s vlnovou délkou pod 550 nm. Výsledná barva světla se tak posouvá ke žluté barvě. Želvy jsou mimořádně citlivé právě na podíl modré složky v záření, tedy na vlnové délky kolem 400 nm. Ráno je podíl této složky menší, narůstá v poledních a v popoledních hodinách a při západu Slunce zase rychle klesá. Správné osvětlení v teráriu by mělo tento vývoj ve vlnových délkách světla co nejvíce kopírovat. Většinou se doporučuje do terária umístit aspoň 2 světelné zdroje. Jeden žárovkový s teplotou chromatičnosti v rozmezí 2700 až 3000 K, tento zdroj zapínat ráno jako první a nechat ho svítit až do večerních hodin. Většinou se tento zdroj umísťuje na jednu stranu terária a slouží často i jako výhřevné místo. Intenzita osvětlení však u těchto žárovkových zdrojů bývá nízká. Lze to řešit instalací silnější žárovky (s větším příkonem), na druhou stranu se musí počítat s vyšší produkcí tepla a pak hrozí přehřívání terária. Samozřejmě lze využít LED osvětlení s vyšší hodnotou lumenů. Otázka vhodnosti použití LED zdrojů je stále předmětem diskuzí a zaznívají celkem protichůdné názory.
Pokud je v teráriu nainstalované ještě další zářivkové osvětlení s teplotou chromatičnosti 4000 nebo 6000 K, většinou lze dosáhnout zvýšení podílu modré složky světla a společným svícením obou zdrojů pak i zvýšení celkové intenzity osvětlení. Toto zářivkové osvětlení se většinou zapíná o něco později (zhruba o 1,5 až 2 hodiny) a také se dříve vypíná. Kombinací těchto světel lze pak dosáhnout zvyšování intenzity osvětlení i podílu modré složky. Navečer při postupném vypínání pak opačný trend. Pokud je ještě v teráriu umístěný samostatný zdroj UV záření, který se například zapne pouze přes poledne, dosáhne se efektu zesílení jak intenzity světelného záření, tak podílu záření s krátkými vlnovými délkami v době, kdy se to blíží normálnímu světelnému režimu v průběhu dne. V teráriích umístěných v areálu Želví zahrady se používá systém 4 světelných zdrojů o různých barvách chromatičnosti a různých světelných intenzitách. Největším oříškem je vyřešení problému dosažení spojitého spektra. Je to řešeno kombinací různých typů světelných zdrojů spínaných v různých časech. Zapínání dvou svítidel je řízeno astro programem (každý den automaticky zohledňuje dobu východu a západu Slunce), polední intenzita záření je řešena postupným časovým spínáním dalších dvou svítidel, přičemž jedno současně zajišťuje potřebné vlnové délky v oblasti UVA záření. Nepoužívají se UV lampy s posíleným UVB zářením. Teplota chromatičnosti světelných zdrojů i jejich světelný tok je uzpůsoben konkrétnímu chovanému druhu želvy.
Související články
Odkazy
Při zpracovávání textů a grafické stránky článků byly využity podklady z odborné literatury a internetu. Převzaté obrázky byly graficky upraveny pro potřeby tohoto webu. Kreslené obrázky podléhají autorským právům. Seznam použité literatury naleznete zde. Přehled o provedených změnách na tomto webu naleznete zde.
Zajímavé stránky
x