李论,冯典兴,吴静
(沈阳大学生命科学与工程学院,辽宁沈阳 110044)
利用尸食性蚤蝇推断死亡时间的法医学研究进展
李论,冯典兴,吴静
(沈阳大学生命科学与工程学院,辽宁沈阳110044)
死亡时间的准确推断一直是法医学的难题。昆虫学方法已被认为是死亡时间推断的有效方法。尸食性蝇类发育生物学在死亡时间推断中有着重要地位。蚤蝇体形微小,在相对密闭的空间,可成为尸体上主要的甚至是唯一的昆虫证据。本文从尸食性蚤蝇的作用、种属鉴定以及日龄推断方面,综述了利用尸食性蚤蝇推断死亡时间的法医学研究进展。
法医学;昆虫学;综述;死亡时间;尸食性蚤蝇
在凶杀案件的侦破中,死亡时间(post-mortem interval,PMI)的准确判断具有重要意义,是确定破案范围、确定嫌疑人以及排除作案可能性的主要依据之一。尸食性蝇类发育生物学在PMI推断中有着重要地位,当PMI大于3d时尤为显著[1]。
相对于大型的蝇类,体型微小的蚤蝇可轻易通过缝隙进入相对密闭的空间(门窗关闭的室内、汽车内、相对密封的塑料袋、棺材等)第一时间入侵尸体,从而成为命案现场主要甚至是唯一的昆虫证据。因此,近些年,尸食性蚤蝇备受法医昆虫学家和昆虫学家的重视[2]。通过建立翔实的尸食性蚤蝇资料,对推断相对密闭空间内尸体的PMI具有十分重要的作用。
墓柩锥蚤蝇Conicera tibialis Schmitz是欧洲报道较早的蚤蝇,常是唯一一种出现在棺材中的蝇类[3]。1998年,Greenberg和Wells报道[4]隐迹异蚤蝇Megaselia abdita(Schmitz)和蛆症异蚤蝇M.scalaris(Loew)的发育时间表,由于2种蚤蝇偏爱腐败较久的尸体,认为其具有中等法医作用,但是在冲绳岛和巴拿马这样的地区,蚤蝇作为唯一的昆虫证据可以出现在任何地方,尤其是大型昆虫无法进入的密闭公寓,它们的作用是最重要的。Thevan等[5]报道了在马来西亚发生的4起室内案件中,首次发现了2种东洋区蚤蝇种类——库异蚤蝇M.curtineura(Brues)和东亚异蚤蝇M.spiracularis(Schmitz)。2012年,瑞典中部城市一59岁妇女自然死亡于家中,房间门窗关闭,尸检只在尸体上发现角喙栓蚤蝇的幼虫、蛹和成虫[6]。在低温条件下,蚤蝇也具有较强的活动能力,Disney等[7]发现一具碗橱(有通风口与外界相通)中的尸体,在尸体上找到大量红足异蚤蝇M.rufipes(Meigen)的幼虫、蛹和成虫,所经历的平均气温是10℃。他们报道的另一起室内案件,在低温条件(10~11℃)下,隐迹异蚤蝇M. Abdita(Schmitz)成为尸体上的主要昆虫[8]。Boehme等[9]报道2起蚤蝇作为室内唯一昆虫的案件,其中一个案件发生在较冷的10月末,一名53岁男子死于家中,隐迹异蚤蝇M.abdita(Schmitz)是尸体上唯一的昆虫。
在相对密闭的条件下(如门窗紧关的室内、相对密封的塑料袋、棺材、埋葬或包裹的尸体)以及在丽蝇活动能力较弱的冬季,利用蚤蝇推断PMI要比丽蝇更准确。蛆症异蚤蝇M.scalaris(Loew)是室内案件出现频率较高的种类[10-11]。Reibe等[12]分别利用蛆症异蚤蝇M.scalaris(Loew)、丝光绿蝇Lucilia sericata(Meigen)和红头丽蝇Calliphora vicina(Robineau-Desvoidy)的发育历期推断3起室内案件中死者PMI,结果显示,两种丽蝇总是延迟到达尸体,而蛆症异蚤蝇M.scalaris(Loew)则可在死者死后较短时间内到达尸体并产卵,推断的时间最接近死者的PMI。在英国,一男子死于家中,室内通风不畅,室内温度12.5~16.7℃,在尸体上收集到了丽蝇和蚤蝇——红足异蚤蝇M. rufipes(Meigen)和隐迹异蚤蝇M.abdita(Schmitz),利用蚤蝇推断尸体PMI为36~39d,而丽蝇为29d,在这起案件中蚤蝇更有价值[6]。
需要注意的是,蚤蝇也能引起人类的蝇蛆病[10],在推断PMI时要考虑到这种情况。Bugelli等[13]报道意大利一起室内案件,一名60岁男子死于半密闭的家中,在尸体上发现麻蝇幼虫和蛆症异蚤蝇M.scalaris(Loew)蛹,利用麻蝇推断PMI为1~2 d,蛆症异蚤蝇M.scalaris(Loew)为1周前,而死者实际PMI是2 d前。在这起案件中,利用蚤蝇推断的时间与该男子死亡前5d得了蝇蛆病的时间是吻合的。此外,在实际办案中可能还会碰到一种情况,即蚤蝇是被室内垃圾吸引提前进入室内,未必是因为室内尸体的原因产生的。
2.1形态学鉴定
蚤蝇的体型比较特殊,其胸部背板隆起,加之头和腹部的着生位置似乎偏下,所以侧视下身体呈驼背状,体长1~6mm,属小型昆虫。体色比较单调,多在黑、褐和黄三种颜色间变化,色泽可随日龄而有变化。触角3节,端节大,触角芒3节,位于背方或末端;后足腿节发达;翅一般膜质透明,无色至褐色,除翅基部外,几无横脉;前部3条纵脉明显增粗、色深,后部4条纵脉细弱、色浅[14]。
在蚤蝇科中,Smith[3]认为Megaselia、Aneurina、 Conicera、Diplonevra、Dohrniphora、Metopina、Triphleba等属蚤蝇入侵脊椎动物的尸体。到目前为止,已从人尸体上收集到墓柩锥蚤蝇C.tibialis(Schmitz)、近似锥蚤蝇C.similis(Schmitz)、隐迹异蚤蝇M.abdita(Schmitz)、红足异蚤蝇M.rufipes(Meigen)、蛆症异蚤蝇M.scalaris(Loew)、东亚异蚤蝇M.spiracularis Schmitz、库异蚤蝇M.curtineura(Brues)、角喙栓蚤蝇Dohrniphoracornuta(Bigot)和裸胫寒蚤蝇Triphleba nudipalpis(Becker)共4属9种蚤蝇的幼虫或蛹[15-16]。
冯典兴等[15]对沈阳地区4种尸食性蚤蝇蛆症异蚤蝇M.scalaris(Loew)、东亚异蚤蝇M.spiracularis(Schmitz)、角喙栓蚤蝇D.cornuta(Bigot)和广东栅蚤蝇Diplonevra peregrina(Wiedemann)幼期种属进行了光镜鉴定研究,提出根据其口器、体壁突起、气门和呼吸角等特征不仅可以区分虫龄,还可以将4种蚤蝇区分开。此外,幼虫和蛹的显微结构,如头节末端器官、后气门毛、泡膜结构、呼吸角的气门形态、数目和排列方式可作为种类进一步鉴定的特征[17-19]。
2.2分子生物学鉴定
目前,DNA条形码是常用的生物种属鉴定的分子生物学技术。Boehme等[9]利用COⅠ序列将蛆症异蚤蝇M.scalaris(Loew)、吉氏异蚤蝇M.giraudii(Egger)、隐迹异蚤蝇M.abdita(Schmitz)、红足异蚤蝇M.rufipes(Meigen)、墓柩锥蚤蝇C.tibialis和博林虼蚤蝇Puliciphora borinquenensis 6种蚤蝇成虫区分开,为幼虫期及蛹期蚤蝇种类鉴定奠定了基础。王剑峰等[20]利用COⅠ序列对沈阳地区4种尸食性蚤蝇蛆症异蚤蝇M.scalaris(Loew)、东亚异蚤蝇M. spiracularis(Schmitz)、角喙栓蚤蝇D.cornuta(Bigot)和广东栅蚤蝇D.peregrina(Wiedemann)进行了鉴定,结果表明COⅠ序列不仅可以区分4种蚤蝇还能够解决蚤蝇性二型问题。Zhong等[21]完成了蛆症异蚤蝇M.scalaris(Loew)线粒体基因组测序,为提高线粒体DNA检测的识别率提供了更多的信息。
蚤蝇日龄的准确推断对于应用其推断PMI具有重要的意义。蛆症异蚤蝇M.scalaris(Loew)是发育资料积累最多的蚤蝇种类。Disney[22]总结了2008年以前蛆症异蚤蝇M.scalaris(Loew)发育历期的资料,由于时间跨度大,种群、食物和实验条件不同,导致数据差异很大。2014年,Zuha等[23]报道了蛆症异蚤蝇M.scalaris(Loew)马来西亚种群在8个不同恒温下(23~36℃)的发育历期,幼虫和蛹的体长和体质量发生变化,计算了K值和发育起点温度,强调蛆症异蚤蝇M.scalaris(Loew)幼虫离食期和蛹期体长和历期的性二型现象,雄蛹约是雌蛹平均体长的五分之四,平均体质量的十分之三到二分之一。雌性比雄性幼虫的离食期长4.0~11.4 h,蛹期长3.7~24.0 h,而整个发育期长3.0~20.1h。在蛹期日龄推断方面,Feng等[24]在不同恒温恒湿条件下(18~36℃),通过解剖,根据裸蛹的外部形态特征将蛹期细分为10个亚期(预蛹期、呼吸角伸出期、胸腹分节期、雄背肌分化和腹部分节期、黄眼期、浅棕腿期、棕腿期、棕眼期、红棕眼期和黑眼期),并指出在36℃,马来西亚种群蛹可以发育,而中国种群难以存活,在27℃和33℃发育历期也存在差异,这可能是由于种群、食物、实验条件造成的差异,在法医学实践时要将这些因素考虑进去。
对于其他蚤蝇种类,Barnes[25]报道了角喙栓蚤蝇D.cornuta(Bigot)在23℃的生活史。Greenberg等[4]报道了隐迹异蚤蝇M.abdita(Schmitz)在10、12.5、23℃幼虫的发育历期和体长变化。在自然变温条件下,Disney[26]饲养了吉氏异蚤蝇M.giraudii(Egger)和红足异蚤蝇M.rufipes(Meigen)2种尸食性蚤蝇,描述了2种蚤蝇从卵到成蝇的发育历期,并分析其在尸体上产卵的最早时间。Feng等[27]报道了东亚异蚤蝇M. spiracularis(Schmitz)蛹在18~36℃的发育历期,并根据裸蛹的外部形态特征将蛹期细分为11个亚期。
目前,关于尸食性蚤蝇积累的资料更多的是形态学数据,对于3龄幼虫离食期、蛹期和休眠期等形态变化不明显的时期,还需要其他方法来推断日龄,特别是能够定量分析的方法。近年来,利用已知功能基因的差异表达推断丽蝇幼期日龄具有一定的优势[28-31]。将基因表达数据与传统形态学数据有机结合是未来尸食性蚤蝇研究的一个重要方向,推断的时间涵盖尸食性蚤蝇整个发育期,会极大地提高PMI推断的准确性。
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(本文编辑:邹冬华)
Research Progress of Carrion-breeding Phorid Flies for Post-mortem Interval Estimation in Forensic Medicine
LI Lun,FENG Dian-xing,WU Jing
(College of Life Science and Engineering,Shenyang University,Shenyang 110044,China)
It is a difficult problem of forensic medicine to accurately estimate the post-mortem interval. Entomological approach has been regarded as an effective way to estimate the post-mortem interval. The developmental biology of carrion-breeding flies has an important position at the post-mortem interval estimation.Phorid flies are tiny and occur as the main or even the only insect evidence in relatively enclosed environments.This paper reviews the research progress of carrion-breeding phorid flies for estimating post-mortem interval in forensic medicine which includes their roles,species identification and age determination of immatures.
forensic medicine;entomology;review;post-mortem interval;carrion-breeding phorid flies
DF795.1
A
10.3969/j.issn.1004-5619.2016.05.011
1004-5619(2016)05-0363-04
国家自然科学基金资助项目(81102296);辽宁省教育厅科学研究一般资助项目(L2014472)
李论(1990—),女,硕士研究生,主要从事法医昆虫学研究;E-mail:15840595946@163.com
冯典兴,男,博士,副教授,主要从事法医昆虫学研究;E-mail:fdx0808@163.com
(2016-01-27)