巴西东南部农村地区家猪尸体分解过程中双翅目昆虫演替研究

为解决巴西里约热内卢州农村地区法医昆虫学演替研究不足的问题，研究人员通过阈值指示类群分析（TITAN），研究 Seropédica 市农村地区家猪尸体分解过程中成年和未成熟双翅目昆虫的生态演替，明确不同季节的变化点（cp），为法医案件提供依据。

　　

在法医学领域，准确推断尸体的死后间隔（PMI）是破解刑事案件的关键环节之一，而双翅目昆虫的生态演替规律因其与尸体分解进程的紧密关联，成为法医昆虫学的核心研究方向。然而，在巴西里约热内卢州的农村地区，由于暴力犯罪频发，弃尸现象屡见不鲜，但该区域关于尸体分解过程中双翅目昆虫演替的基础数据却极为匮乏，导致法医在实际案件中难以通过昆虫证据精准判断 PMI。特别是不同季节的气候差异（如温度、湿度、降水）可能显著影响昆虫的 colonization 时间和演替模式，而当地农村复杂的生态环境（如森林残留地、农田）进一步增加了研究的必要性。在此背景下，来自巴西奥斯瓦尔多?克鲁兹基金会（Oswaldo Cruz Foundation, FIOCRUZ）等机构的研究团队，针对 Seropédica 市农村地区开展了家猪（Sus scrofa）尸体分解过程中的双翅目昆虫演替研究，相关成果发表在《Scientific Reports》，为热带地区法医昆虫学的应用提供了重要参考。

研究团队采用改良的 Shannon 陷阱装置，在 2022 年干季（10 月）和 2023 年雨季（4-5 月）分别放置 12 kg 家猪尸体，通过每日监测尸体分解阶段（分为新鲜、膨胀、液化、骨架化期），同步收集成年（访问类群）和未成熟（定植类群）双翅目昆虫样本。研究运用阈值指示类群分析（Threshold Indicator Taxa Analysis, TITAN），结合 Spearman 秩相关分析环境变量（温度、湿度、降水）与分解时长的关联，旨在明确不同季节下昆虫演替的关键变化点（change points, cp）及其对 PMI 推断的指示价值。

研究结果

1. 非生物因素与分解进程

干季平均温度（29.6℃）高于雨季（27.3℃），而相对湿度（60.3% vs 63.4%）和降水量（9.6 mm vs 36.8 mm）差异显著。尸体分解持续时间在干季为 15.3±0.6 天，雨季延长至 22.7±7 天，且分解时长与温度（r=-0.40）、湿度（r=-0.21）呈负相关，与降水（r=0.67）呈正相关，表明温度是影响分解速率的主要因素。

2. 访问类群（成年双翅目）演替

• 干季：鉴定出 23 个 Z - 类群（早期优势种），cp 分布于 4-11.5 天，如Hemilucilia segmentaria（cp=4.5 天）、Lucilia eximia（cp=5.5 天）；仅Stomoxys calcitrans为 Z + 类群（后期优势种，cp=12.5 天）。
• 雨季：26 个 Z - 类群的 cp 集中在 4-13.5 天，如Cardiacephala（cp=4 天）、Chrysomya megacephala（cp=8.5 天）；Hemilucilia segmentaria转为 Z + 类群（cp=15.5 天），反映世代交替对演替的影响。

3. 定植类群（未成熟双翅目）演替

共收集 19,273 只幼虫和蛹，主要包括Chrysomya albiceps（Calliphoridae）、Hydrotaea aenescens（Muscidae）等。TITAN 分析显示，Chrysomya albiceps（Z-，cp=16 天）和Hemilucilia segmentaria（Z-，cp=13.5 天）为早期定植种，而Hydrotaea aenescens（Z+，cp=11 天）和Piophila casei（Z+，cp=21.5 天）为后期优势种，分别与液化期和骨架化期相关。

研究结论与讨论

本研究首次将 TITAN 分析应用于定植类群的未成熟阶段，揭示了巴西东南部农村地区双翅目昆虫演替的季节动态。结果表明，干季和雨季的昆虫组成虽相似，但丰度差异显著，且温度通过影响昆虫代谢和微生物活动主导分解速率。例如，Calliphoridae（如Chrysomya albiceps）作为先锋物种，其 cp 可指示早期 PMI，而 Sarcophagidae（如Oxysarcodexia spp.）在中间阶段的持续存在为推断中期分解提供了依据。此外，研究发现Stomoxys calcitrans等吸血性昆虫的后期出现可能与周边 livestock（如牛、马）相关，提示环境因素对昆虫群落的复杂影响。

该研究填补了里约热内卢州农村地区法医昆虫学数据的空白，为当地刑事案件中 PMI 的精准推断提供了基于季节和分解阶段的昆虫学指标。同时，研究强调了本地化演替研究的重要性 —— 不同区域的气候、植被和动物分布差异可能导致昆虫群落结构的显著变化，因此需建立区域特异性的法医昆虫学数据库。未来研究若能增加样本量（如重复实验）和拓展生境类型（如森林 vs 农田），将进一步提升数据的普适性。总之，本研究通过严谨的生态演替分析，为热带地区法医昆虫学的实践应用奠定了关键基础，具有重要的科学意义和司法实践价值。