重庆市南部地区嗜尸性昆虫群落演替及其法医学应用

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在法医学实践中,高度腐败尸体的死亡时间(postmortem interval, PMI)推断素来是困扰广大法医学研究者和基层法医工作者的难题。这类案件往往难以借助传统的法医病理学方法来推断 PMI,而法医昆虫学有时会成为这类案件破获的关键。目前,通过昆虫学证据来推断腐败尸体的PMI主要有两种方法,一是依靠尸食性蝇类幼虫的发育历期或发育积温,另一种则是借助嗜尸性昆虫群落演替规律。我国法医昆虫学起步较晚,且大多集中于尸食性蝇类幼虫的生长发育规律方面,目前仅有少数地区进行过嗜尸性蝇类群落或昆虫群落调查研究,而重庆地区尚未见同类研究报道。重庆市幅员广阔,人口众多,是青藏高原地区与长江中下游平原地区之间的过渡地带。该市地处亚热带湿润季风气候区,区域内阴湿多云雾,物种多样性丰富,当地的嗜尸性昆虫群落组成及其演替有相当大的研究空间与应用价值。  目的:  1.观察重庆市南部地区全年四季猪尸的自然腐败过程以及其上的嗜尸性昆虫群落演替情况;  2.探索与PMI推断相关的四季各物种多度时序性分布与不同腐败阶段之间的相关性;  3.对比颅脑损伤和机械性窒息死亡之间、体重近似的兔尸与猪尸之间以及体重比约为1:2的猪尸之间尸体腐败过程以及嗜尸性昆虫群落演替情况的差异性以及这些实验组与各物种多度时序性分布间相关性;  4.根据重庆市南部地区常见的嗜尸性昆虫种属某些特殊的形态学特点,尝试建立该地区命案现场昆虫形态学分类快速检索表;  5.尝试将嗜尸性昆虫群落演替规律用于当地命案侦破实践,为当地相关案件提供侦查线索,对理论研究与实践应用相结合做初步探索。  方法:  1.每季节分别使用敲击枕部和绳勒处死两头体重较大的巴马小香猪,并将尸体放入野外预先安装好的改进型Schoenly氏嗜尸性昆虫诱集装置中,观察两组猪尸腐败过程差异以及四季差异;  2.春夏秋三季使用敲击枕部法分别再处死体重约为体重较大的巴马小香猪1/2的小香猪和家兔各一只,观察对比兔尸与猪尸以及敲击枕部处死的大小两只猪尸间猪尸腐败过程、腐败时间以及四季差异;  3.在定性与定量的基础上采集全年四季所有动物上昆虫样本,经对标本进行种属鉴定后,分析比较全年四季猪尸以及春夏秋三季兔尸上嗜尸性昆虫群落组成差异;  4.借助CANOCO4.5生态统计学分析软件,根据四季中各物种时序性分布情况,分别对应使用冗余分析(Redundancy Analysis,RDA)进行直线拟合或典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis, CCA)进行曲线拟合,对不同季节里各物种多度时序性分布与不同腐败阶段的相关性进行降维分析,并绘制昆虫群落二维排序图;  5.在循环对照的基础上,使用上述同样的方法对比颅脑损伤和机械性窒息死亡之间、体重近似的兔尸与猪尸之间以及体重比约为1:2的猪尸之间嗜尸性昆虫群落演替情况的差异性以及各实验组与各物种多度时序性分布间相关性,并绘制昆虫群落二维排序图;  6.在数码立体显微镜下,使用对大量同种属样本进行反复观察和比较,找出该种属最具特征性的形态学结构,并尝试建立重庆市南部地区命案现场昆虫形态学分类快速检索表。  7.在实际案例中,结合本课题研究结果,探索使用嗜尸性昆虫群落演替规律进行PMI推断的方法。  结果:  1.研究结果显示,重庆市南部地区全年四季猪尸腐败情况基本符合新鲜期(F)、肿胀期(B)、快速腐败期(D)、进展腐败期(AD)和干化期(DR)五个腐败阶段划分法,尸体腐败存在较为固定的模式。  2.全年四季中,改进型Schoenly氏嗜尸性昆虫诱集装置内、外环境温度均无显著统计学差异,证明该装置具有良好的稳定性和通气性。  3.全年中,不同的季节间尸体上的嗜尸性昆虫群落组成差异显著,同一季节的尸体各腐败阶段之间,双翅目、鞘翅目和总体多度以及三者的丰富度均存在非常显著的差异;不同季节的同一腐败阶段间,双翅目多度以及双翅目、鞘翅目和总体丰富度存在显著的差异,鞘翅目多度和总体多度无统计学差异。  4.每个季节的优势物种均不相同;全年主要优势种群,冬季为蚤蝇科、毛蠓科、隐翅虫科、蝇科和露尾甲科;春季为蝇科、丽蝇科、蚁科、露尾甲科、埋葬甲科、毛蠓科、隐翅虫科和蚤蝇科;夏季为丽蝇科、蚁科、蝇科和郭公甲科;秋季为丽蝇科、蝇科、蚁科、毛蠓科、隐翅虫科、蚤蝇科和郭公甲科。  5.春季 SHDI最高,是嗜尸性昆虫群落物种多样性最高且甲虫数量最多的季节;夏季SHDI次高,是蝇类、蚁科以及总体昆虫数量最多的季节;秋季 SHDI略低于夏季,昆虫种类和数量均一般水平;冬季SHDI最低,是昆虫种类和数量最少的季节。  6.冬季各物种时序性分布在F、B、AD三个腐败阶段均无统计学差异;春、夏两季各物种时序性分布在 B期存在非常显著的差异,在AD期、DR期存在显著差异,其余阶段无统计学差异;秋季各物种时序性分布在AD期存在非常显著的差异,在DR期存在显著差异,其余腐败阶段无统计学差异。  7.颅脑损伤与机械性窒息致死的猪尸全年四季各腐败阶段时间无显著差异;两组间全年嗜尸性昆虫群落组成无统计学差异;全年四季两组间各物种多度时序性分布均无显著差异。  8.全年四季中,体重近似的家兔与小型猪尸体之间以及体重相差1倍的小型猪尸体之间不同腐败阶段时间均无统计学差异,但兔尸在每个季节的每个腐败阶段时间均较猪尸短。  9.体重近似的家兔与小型猪尸体之间全年群落组成无统计学差异;体重相差约1倍的小型猪尸体之间群落组成有非常显著的差异;兔尸上黑蝇属和蚁科所占比例较高,毛蠓科和皮蠹科则几乎不侵袭兔尸;体重较小的猪尸上丽蝇科比例远高于其他两组;体重较大的猪尸上毛蠓科、埋葬甲科、皮蠹科和露尾甲科所占比例较高。  10.兔尸与体重近似以及体重大1倍的猪尸,三组间的昆虫种类和数量均存在非常显著的差异,体重较大的猪尸上昆虫种类和数量均显著多于体重较小的两组;春季猪尸上甲虫种类与总体种类显著高于兔尸;春夏秋三季猪尸上尸食性昆虫群落 SHDI均显著高于同季节的兔尸。  11.在春夏秋三季,兔尸与体重近似以及体重相差1倍的猪尸三组间各物种多度时序性分布均存在显著差异。  12.根据重庆市南部地区常见的嗜尸性昆虫种属某些特殊的形态学特点,可建立该地区命案现场昆虫形态学分类快速检索表。  13.在现实案件中使用嗜尸性昆虫群落演替规律进行 PMI推断具有一定的可行性,但冬季效果不甚理想。  结论:  1.本课题为国内首次引进改进型Schoenly氏嗜尸性昆虫诱集装置相关方法学,在此基础上对重庆市南部地区全年四季动物尸体腐败过程以及嗜尸性昆虫群落演替情况进行了深入的观察研究,填补了国内该领域研究的空白。  2.冬季不宜单纯使用嗜尸性昆虫群落演替规律推断 PMI,春夏秋三季则可通过群落演替数据矩阵推断处于B、AD或DR三个腐败阶段的尸体的PMI。  3.颅脑损伤和机械性窒息差异无需作为利用嗜尸性昆虫群落演替来推断PMI时的参考因素,但强烈的天气变化则必须考虑在内。  4.兔尸与猪尸上嗜尸性昆虫群落演替是两种截然不同的模式,尤其是与体重较大的猪尸相比,兔尸存在晚期演替波次缺失,仅适合于嗜尸性蝇类群落调查。因此,体重较大的猪尸上嗜尸性昆虫群落演替规律与模式应更近似于人类尸体。  5.当使用嗜尸性昆虫群落演替来推断PMI效果也不甚理想时,可结合尸体腐败情况、各种昆虫在全年各月份的种群分布以及生长发育情况作进一步分析和判断。
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