法医学上重要的蝇类进食后幼虫的空间扩散：对法医调查的启示

《Spanish Journal of Legal Medicine》：Spatial dispersion of post-feeding larvae of forensically important flies: Implications for medicolegal investigation

法医昆虫学研究阿根廷北部巴塔哥尼亚地区 Calliphoridae 幼虫离散行为，通过圆形分区箱实验分析温度、光照及地表坡度对幼虫离散及蛹分布的影响，发现温度和地表坡度显著影响幼虫离散方向，光照无显著影响，为优化昆虫证据采集及精确估算死后间隔时间提供依据。

　　

朱利奥·塞萨尔·拉韦佐（Julio César Lavezzo）|安娜·朱莉娅·佩雷拉（Ana Julia Pereira）|玛丽安·贝盖兰（Marien Béguelin）

阿根廷里奥内格罗省维德马（Viedma）的里奥内格罗国立大学（UNRN）犯罪与暴力观测站

摘要

引言

家蝇科（Calliphoridae）昆虫能够帮助估算死亡后间隔时间（Postmortem Interval, PMI），因为它们是最早到达腐烂尸体的昆虫。它们的幼虫以尸体为食，随后离开去化蛹（这一过程称为“进食后扩散”）。由于环境会改变昆虫的生理和行为特征，幼虫的扩散路径以及蛹的最终位置可能与尸体被放置的地点有关。本研究的目的是探讨巴塔哥尼亚北部地区幼虫在进食后的扩散情况与环境变量之间的关系。

材料与方法

本研究评估了在不同光照、温度和土壤坡度条件下蛹的分布情况。每个处理组使用了一个被划分为四个象限的圆形盒子作为实验对象，并设置了一个对照组。将进食后的幼虫放置在每个盒子的中心，让它们自由扩散直至化蛹。通过卡方检验（χ2 test）来分析各象限中收集到的蛹数量是否存在差异。

结果

根据对照组数据，进食后的幼虫扩散具有随机性（p值=0.098）。在温度方面，幼虫会避开热源（p值=0.01）。坡度处理组显示幼虫会避开较高的表面（p值=0.01）。而在光照条件方面，未观察到明显趋势（p值=0.41）。

结论

了解幼虫的扩散模式并考虑环境变量，可以缩短搜索时间，并有助于确定最有可能发现蛹的区域。这样可以在法医调查中更精确地估算死亡后间隔时间。

引言

法医昆虫学研究的是出现在尸体上的昆虫及其他节肢动物。¹该学科的主要目标是确定死亡时间与尸体被发现之间的时间差，即死亡后间隔时间（PMI）。

为此，它依赖于两种方法：一是通过观察不同物种出现的顺序；二是通过测定昆虫各发育阶段的年龄。²前者基于对腐烂尸体上昆虫群落出现顺序的了解；后者则通过测定昆虫各发育阶段的年龄来实现。³通过这些信息，可以计算出昆虫开始在尸体上活动的具体时间。

家蝇（双翅目，Diptera）是最早在尸体上定居并产卵的昆虫。卵孵化后，幼虫会啃食腐烂的组织，随后开始离开尸体，这一过程称为“进食后扩散”⁴，在此期间它们会寻找合适的地点进入下一个发育阶段——蛹期。⁵蛹的最终位置取决于幼虫离开尸体后的移动方向。理解幼虫的扩散模式有助于估算死亡后间隔时间，因为如果未能收集到后期的昆虫样本，这一时间间隔可能会被低估。

由于昆虫是变温动物，其扩散行为受多种环境因素的影响。⁶先前的研究已经探讨了进食后幼虫的扩散和蛹的发育过程。⁷例如，Robinson等人⁸研究了不同室内表面条件对扩散和幼虫发育的影响，发现无地毯的环境会导致蛹化时间延迟，这可能是由于幼虫在扩散过程中需要消耗更多能量。⁹Singh和Bala⁹研究了家蝇科（Calliphoridae）幼虫的扩散距离与其体重之间的关系，发现体重较轻的幼虫能够传播更远的距离。¹⁰最近有研究指出，在进食和扩散阶段，即使属于不同物种的幼虫也会聚集在一起。^{10, 11, 12}

然而，很少有研究同时考虑环境变量对蛹最终分布的影响。Tessmer和Meek¹³在美国南部实地条件下研究了家蝇蛹的空间分布，并发现了季节和土壤类型之间的差异。尽管如此，具体环境因素对幼虫离开尸体后的最终位置的影响仍不明确。因此，本研究旨在探讨温度、光照和尸体下方表面坡度对幼虫扩散的影响，假设幼虫会根据环境变量成群扩散，从而导致蛹的分布呈现特定模式。最终目标是为法医调查人员提供优化犯罪现场昆虫证据收集的相关信息，提高死亡后间隔时间估算的准确性。

材料与方法

为了研究进食后幼虫的扩散情况，我们测试了处于扩散阶段的幼虫以及最终的蛹分布情况。2018年2月，在阿根廷里奥内格罗省奇波莱蒂（Cipolletti）市（南纬38°，西经68°），使用诱饵陷阱捕捉了家蝇科（Calliphoridae）的成虫。每组处理共收集约300枚卵，这些卵被放入含有200克牛肉的300毫升容器中，以确保样本量至少为50个。

对照组

对照组盒子中共收集到243个蛹，分布情况如图3所示。经过随机扩散后，对照组各象限之间的实际分布与预期分布存在显著差异（p值=0.098）。

温度

总共收集到81个蛹（见图3）。观察到的蛹数量与预期分布存在显著差异，幼虫主要聚集在象限2和象限3（p值=0.01）。C1和C4象限中的蛹数量较少。

讨论

本研究在阿根廷北巴塔哥尼亚地区探讨了环境因素对进食后幼虫扩散的影响，该地区此前尚未进行过此类研究。研究发现温度和土壤坡度都会影响蛹的最终分布，而光照因素则没有显著影响。此外，在对照组条件下未观察到幼虫的明显扩散模式。

关于温度对幼虫扩散的影响分析表明……

资助

本研究得到了国家大学间委员会（[Grant No. CIN EVC3-UNRN1925]和里奥内格罗国立大学（[PI (2015) 40-A-463]）的资助。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。