Rozvoj a inovace výuky ekologických obor ů

formou komplementárního propojenístudijních program ů Univerzity Palackého a

Ostravské univerzity

BIOINDIKACE

Nekrobiontn í hmyza jeho vyu žití v kriminalistice

Petr Kočárek

CZ.1.07/2.2.00/28.0149„EKOLOS“

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Nekrobiontní hmyz jako p ředmět ekologických studií

•• nekrobiontnnekrobiontníí hmyz hmyz -- zzáásadnsadníí role prole přři dekompozici i dekompozici mrmrššinin

•• mrmrššina ina -- potravnpotravníí zdroj efemzdroj efeméérnrníí v prostoru a v prostoru a ččasease

=> => řřada nezbytných adaptacada nezbytných adaptacíí (R(R--strat.)strat.)

•• limitovanost potravnlimitovanost potravníího zdroje => mezidruhovho zdroje => mezidruhováákompetice o potravnkompetice o potravníí zdroj vede k segregaci nik. zdroj vede k segregaci nik.

MoMožžno pozorovat ve no pozorovat ve ččtytyřřech ech úúrovnrovníích: 1. preferenci typu ch: 1. preferenci typu nebo stupnnebo stupněě dekompozice (v sukcesi), 2. diurndekompozice (v sukcesi), 2. diurnáálnlníí aktivitaktivitěě, , 3. preferenci biotop3. preferenci biotopůů, 4. fenologii, 4. fenologii

•• výskyt jednotlivých druhvýskyt jednotlivých druhůů tvotvořříí dobdobřře definovatelnou e definovatelnou a pa přředvedvíídatelnou sukcesndatelnou sukcesníí sséériirii

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Význam nekrobiontního hmyzu

Teorie – Ekologie• modelové organismy pro studium obecných principů

ekologické sukcese, mezidruhových a vnitrodruhových vztahů, teorie nik

• vyostřená kompetice• Megnin (1894) – teoretické základy sukcese

Praxe – kriminalistika• využití specifických vlastností (většinou úzce vyhraněných) v

pomoci při objasňování kriminálních případů

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

nekrofágové – čerstvá mrtvola

saprofágové – biochemicky aktivní mrtvola

dermatofágové – vysýchající mrtvola

keratofágové – dehydratované zbytky

Klasifikace nekrobiont ů

nekrofágové x omnivorové x parasité a predátoři

+ (akcesorické druhy)

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Potravní vztahy na mršin ě

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

stadia podle charakteristických fyzikálních změn:

Fuller (1934) – 3 fáze

Payne (1966) – 6 fází

Leclercq (1974) – 8 fází

Goff (2000) – 5 fází (fresh, bloated, decay, post decay and skeletal)

Sukcesní vlny a jejich klasifikace

fresh bloated decay dry(anaerobní

dekompozice)(aerobní

dekompozice)

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

1. Stanovení PMI (Post Mortem Interval)

- vazba nekrobiontů na stadium rozkladu

- znalost délky vývoje za různých podmínek

- znalost fenologie a diurnální aktivity

- 72 a více hodin po smrti je hmyz nejpřesnější metoda pro PMI

Soudní entomologie (Forensic entomology)

2. Stanovení místa činu - geografický výskyt hmyzu, endemity, specifické biotopy,

vertikální distribuce

- vazba nekrobiontů na biotop

- mobilita nekrobiontů

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

3. Analýza mikrostop

- části hmyzích těl a jejich identifikace

- kumulace látek v hmyzích tělech (např. Pb, Hg apod.)

Soudní entomologie (Forensic entomology)

4. Detekce smrtících jedů, drog a DNA

- analýza obsahu látek v muších larvách v případech pokročilého rozkladu (entomotoxikologie)

- např. fenobarbitol, organofosfáty, oxazemap atd.

- DNA z larev hmyzu, když mrtvola zmizela

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Soudní entomologie (Forensic entomology)

5. Hmyzí jedy

- úmrtí způsobená bodnutím nebo kousnutím (alergické reakce)

- dopravní nehody (např. Oxytelus tetracarinatus), pracovní úrazy

- vraždy pomocí hmyzích jedů (kantaridin – smrt. dávka 0,02-0,03g)

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

• první popsaný případ využití soudní entomologie z Číny - Sung Tz’u (13. stol.)

• 18.-19. stol. Francie a Německo – využití při exhumacích (Reinhard, Hofmann)

• první stanovení PMI – francouzský lékař Bergeret (1855)

• Megnin (1894): La faune de cadavres – prvnísoudně-lékařská studie

• od 20 let 19. stol. desítky studií (např. Meixner, Merkel, Bianchini) a zavedení do kriminalisticképraxe

Historie soudní entomologie

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

• studium na lidech problematické• pouze příležitostné a útržkovité informace• obecné zákonitosti sukcesívního výskytu lze sledovat na

různých obratlovcích

prase – Payne (1965)pes – Reed (1958)králík – řada autorůpotkan – řada autorů+ jiné (slon, cibetky, studenokrevní obr.)

Modelové druhy pro studium sukcese

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

temperátní oblasti – klíčová je teplota

pouště a polopouště – klíčový je nedostatek vlhkosti (rychlý rozklad, převládá mumifikace)

tropické oblasti – kombinace teploty a vlhkosti (rychlý kompletní rozklad)

Rozklad v r ůzných prost ředích

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Hroba říci a jejich bionomie

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Hroba říci a jejich bionomie

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Hroba říci a jejich bionomie

na mršinách ze dvou důvodů – rozmnožování a potrava (muší larvy)

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Hroba říci vs. bzu čivky

x

kompetice o potravní zdroj – využít může jen jeden!

foretičtí roztočiamoniak

strategie, zbraně:

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

rozto či Poecilochirus spp.

draví roztoči, živí se vajíčky a larvami (<5mm) much

mutualismus - hrobařící – boj s kompeticí much- roztoči – transport na mršiny (forézie)

vzájemná korelace vývojových cyklů, vývoj v kukelních komůrkách transportovány deutonymfy, nasedají na líhnoucí se brouky

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Líhnutí bzu čivek

při 15-20°C:

pouze vajíčka < 24 hod.

vajíčka+larvy 24-48 hod.

kukly - min. 7 dní

líhnutí ca 14 dní

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Metodiky použité p ři výzkumech

• modifikace zemních pastí

• automatické časové pasti

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Dekompozice mršiny drobného savce

dekompoziční křivky - tvar obráceného „S“

• prázdné symboly - přístup nekrobiontů

• plné symboly – bez nekrobiontů

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Dekompozici ovliv ňuje řada faktor ů – např. zastín ění:

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Sukcese výskytu nekrobiontních brouk ů

• na mršinách potkanů bylo uloveno celkově 145 druhů brouků ve 22 čeledích

• v průběhu dekompozice množství ulovených druhů broukůdosahovalo maxima ve stadiu „decay“

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Diurnální aktivita nekrobiont ů

větší pohybová aktivita brouků ve světelné fázi dne s kulminacíokolo soumraku

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Diurnální aktivita hroba říků – segregace nik

vyostřená mezidruhovákompeticenižší překrývání nik u druhůs odlišnou vazbou na biotop

Fig. 1. spring period, forest habitat;Fig. 2. spring period, non-forest habitat; Fig. 3. summer period, forest habitat; Fig. 4. summer period, non-forest habitat;Fig. 5. autumn period, non-forest habitat.

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Sezónní aktivita hroba říků

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Diurnální aktivita larev bzučivek (Diptera: Calliphoridae) během disperse z mršiny

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39

time

los

s in

bio

ma

ss

(%

)

0

50

100

150

200

250

300Lucilia caesarCalliphora vomitorialoss in carrion biomass

nu

mb

er

of l

arv

ae

• larvy bzučivek se kuklí v půdě v určité vzdálenosti od mršiny (až 6-10 m)• disperse sledována u druhů Calliphora vomitoria a Lucilia caesar• k dispersi docházelo 7-12 den po exponování mršiny

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Diurnální aktivita larev bzučivek (Diptera: Calliphoridae) během disperse z mršiny

dark period

0

20

40

60

80

100

120

10-1

2

12-1

4

14-1

6

16-1

8

18-2

0

20-2

2

22-2

4

24-2 2-4

4-6

6-8

8-10

nu

mb

er

of l

arv

ae

Calliphoravomitoria

Luciliacaesar

ho

urs

• disperse larev z mršiny vrcholila v rozmezí 00-02 hod. u L. caesar a v rozmezí 04-06 hod. u C. vomitoria

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Diurnální aktivita larev bzučivek (Diptera: Calliphoridae) během disperse z mršiny

• proces disperse bíle zbarvených larev po povrchu půdy je riskantní z hlediska napadení predátory

• noční dispersí larvy toto riziko výrazně snižují

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Počty druh ů nekrobiont ů a jejich determinace

• na mršině obvykle 100-200 druhů brouků + desítky druhůdvoukřídlých

• různá míra determinovatelnosti, většinou potřební specialisté

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Larvy nekrobiont ů a jejich determinace

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Chrysomya megacephala Hydrotaea capensis

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Knoxville, antropologický ústav

University of Tennessee

• „farma“ – založena v 70-letech prof. Bassem• školící středisko forenzních entomologů, policie, FBI • sledování rozkladu lidských těl za různých podmínek• rozmístěno několik set těl (ve vodě, v zemi, na slunci, v autě apod.) -

dobrovolní dárci …. darovací smlouva

CZ.1.07/2.2.00/28.0149

Základní literatura

Daněk L. 1990: Možnosti využití entomologie v kriminalistice. Kriminalistický ústav, Praha, 142 pp.

Goff M.L. 2000: A fly for the prosecution. Harward Univ. Press, Cambridge &London, 225 pp.

Byrd J.H., Castner J.L. 2000: Forensic Entomology: The Utility of Arthropods in Legal Investigations. CRC, 440 pp.

Catts E.P. & Goff M.L. 1992: Forensic entomology in criminal investigations.Annu. Rev. Entomol. 37: 253-272