法医昆虫标本的数字库建立与应用

胡道明

(福建省罗源县公安局刑事侦查大队技术中队，福建罗源350600)

昆虫是地球上最繁盛的类群,它对人类社会的生存和发展有重大的影响。法医昆虫学是一门研究昆虫在刑事科学技术领域应用的学科,例如命案现场勘查,特别是室外现场,尸体作为独特的气味源,吸引着大量嗜尸性昆虫聚集、繁衍,刑事科学技术人员通过现场勘查对昆虫标本采集、分析,并利用这些昆虫的生长发育时间、外部结构、部分高度特化的昆虫种类小栖息地分布特点等规律,判断出凶杀案件受害人死亡时间段和案发第一现场地理范围。

刑事科学技术法医昆虫学的研究内容包括：通过对尸体内外或尸体附近环境中采集到的昆虫标本进行检验、鉴定、分类,明确昆虫种类和地理分布,确定生长发育状态,结合昆虫在尸体上的生态群落演替,研究关于死亡时间的问题；通过观察昆虫在尸体上的聚集方式、昆虫体内毒物检测以及代谢异常情况,判断损伤或中毒等死亡原因；通过调查昆虫的地理分布,分析种群遗传和分布特性,判断尸体是否被远距离移动过,进而判断死亡地点；以及其他可通过昆虫研究协助解决的法医学问题等(蔡继峰等,2015)。

1 刑事科学技术法医昆虫学应用现状

由于现代科学技术的发展,刑事科学技术已进入微量分析阶段,包括原子吸收光谱,红外光谱,荧光光谱,气相色谱,高效液相色谱、质普、气相色谱-质谱联用等。这些高密度微量分析技术同样在法医昆虫学中可以发挥重要作用。其中,法医昆虫毒理学的主要研究内容有：检测尸食昆虫体内药(毒)物,以推断死者生前染毒情况；监测药(毒)物对昆虫生长发育影响,以协助确定死后间隔时间。前者作为法医毒理学的重要组成部分,其可靠性和实际应用价值已得到广泛认同,特别是在尸体高度腐败甚至白骨化的案件中,尸食昆虫的药(毒)物检测价值愈发凸显(邹熠等,2011)。法医昆虫学DNA分析技术主要包括限制性片段长度多态性(RFLP)、DNA随机扩增多态性(RAPD)和DNA序列分析等技术,可以对尸食性昆虫进行快速、准确地种类鉴定、判断昆虫体内是否含有人体DNA。

2 国内昆虫数字化应用情况

目前,国内关于昆虫的网站已经具有一定的数量,且各具特点。其中具有一定影响力的有：中国科学院昆明动物研究所(http：∥www.kiz.ac.cn/zyfw/kxsjk/dwsjk)；蓝色动物学(http：∥www.blueanimalbio.com)；台湾昆虫谱(http：∥gaga.biodiv.tw)；昆虫标本数据库(http：∥www.yellowman.cn)；昆虫网(http：∥insect.sppchina.com； https：∥www.insect-sale.com)等。 从表 1可以看出,这些网站中物种范围有涵盖全动物界的,也有侧重昆虫纲的,图片类型有黑白的也有彩色的。

表1 国内各昆虫网站标本范围比对情况Table 1 Comparison of specimens of various insects in China

经过查询,在互联网和国内昆虫网站都没有关于刑事科学技术法医昆虫的目录或二级子站。利用法医昆虫进行案件分析时,昆虫种类的鉴定是首要的一步(Catts et al.,1990),如何对现场采集的昆虫进行快速、准确地种类鉴定,从而为案件侦破提供方向,这是我们从事刑事科学技术工作人员首要要解决的问题。本文通过建立刑事科学技术法医昆虫标本数字化网络库,希望可以为法医昆虫种类的鉴定提供帮助。

3 刑事科学技术法医昆虫标本库数字化应用

3.1 法医昆虫标本的数字化存储

刑事科学技术的法医昆虫标本库数字化应用是将刑事案(事)件现场勘查中采集到的实体昆虫标本转化为数字信息,存储于数据化网络标本库中。法医昆虫标本信息的储存形式以及规范是极为重要的,这既关系到标本信息的规范化,又是标本信息数据库检索的主要依据(赵帅等.2013)。已建立的法医昆虫标本库中的信息包括：标本编号、目名、拉丁学名、中文名、产地信息图片等字段。

3.2 法医昆虫标本影像资料的采集处理

拍摄法医昆虫标本影像资料是建立法医昆虫标本库数字化应用的基础,数据库的法医昆虫标本以福建省罗源县公安局刑事科学技术室法医昆虫标本实验室、福建农林大学植物保护学院昆虫标本室为基础,进行影像采集工作。拍摄的法医昆虫标本以种为单位,选取保存完好、特征明显、具有代表性的优质标本进行拍摄。拍摄时分别从昆虫背面和腹面两个角度进行拍摄。

3.3 利用法医昆虫影像资料，按照分类学构建数字化网络标本库

我们将拍摄到的法医昆虫影像资料,按照昆虫分类学的基本要求,进行法医昆虫数字化网络标本库分类,共分纲,目,科,种四个阶元。数据库依托福建农林大学植物病虫害数字化网络标本库网站(http：∥210.34.81.90/index.do),建立单独的法医昆虫目录(图1),在目录中有法医昆虫名录中各目、科、种昆虫标本影像图片。网站管理员可以利用后台管理系统完成法医昆虫标本数据的录入和发布工作,并且在物种分类地位发生变动后,快速地进行数据更新(吴珑等,2016),前台主要用来展示数据库的信息,包括文字、图像等多种数据类型。

图1 数据库物种分类树形图Figure 1 Classification tree of the species database

3.4 利用数据库检索标本资料，用于刑事侦查

昆虫证据是命案现场重要的线索,应该被视为与血痕、指纹、毛发和纤维同样重要的物证(马孟云等,2016)。在刑事侦查工作中,经常会遇到对命案现场、或者非正常死亡的现场勘查,而对于在现场出现的腐败尸体(尸块),其死亡时间的推断成为了刑事侦查侦破的关键。由于腐败尸体(尸块)已经无法应用传统方法推断死亡时间,而昆虫不仅能直接取食尸体、而且还可以帮助各种微生物进入尸体,加快其崩溃(胡萃,2000),因此利用法医昆虫可以弥补这一技术的空白。

刑事科学技术法医昆虫数字化网络标本库提供树形图、缩略图两种浏览方式(图2)和拉丁学名搜索功能(图3)。在法医昆虫目录下,每个物种均有独立的二维码(图4),网络环境下通过扫描二维码可以把数据快速存储到手机,方便刑事科学技术人员查找使用数据、构建知识树和记忆,有助于对现场发现的昆虫进行自主比对,从而为刑事侦查提供方向。

图2 数据库物种分类缩略图界面Figure 2 Taxonomic thumbnail of the species database

图3 数据库分类阶元物种列表图Figure 3 The database of species taxa

4 小结与讨论

一个优秀的数字化昆虫标本馆,它的内容设置一定要合理,也就是说网站的内容一定要和自身的性质和功能紧密相连。什么样的网站就要具备什么样的功能来满足大众的口味,即通常所说的实用性(杨红珍等,2010)。法医昆虫数字化网络标本库是对昆虫标本的数字化贮存、利用,它与国内各昆虫标本网站的本质是一样的,都是将数字化的便利应用于昆虫标本中,以提高标本资源的整体价值和利用率,可是它又有自身的创新性,即充分利用现代科技手段,实现刑事科学技术法医昆虫数据共享。

随着时代的进步和社会的发展,刑事犯罪案件日益复杂,而法医昆虫证据是刑事侦查的重要物证,建立法医昆虫数字化网络标本库,实现资源数据共享。今后刑事科学技术人员在刑事案(事)件勘查现场,采集发现到昆虫物证后,可以第一时间通过标本库查询到物种信息,为迅速侦破案件赢得时间。

图4 昆虫物种图片页面Figure 4 Insect species interface

下一步数据库将扩展法医昆虫库的种质资源的收集、研究和影像拍摄,目前库内对昆虫纲内法医昆虫影像资料比较充分,但在具有法医学意义的其他节肢动物如蛛形纲、甲壳纲、重足纲等的收集和影像拍摄仍有待进一步加强,以便更好的为刑事侦查服务。