Využití čeledi Muscidae (Diptera) ve forenzní praxi Use of the family Muscidae (Diptera) in forensic practice Vanda Klimešová 1, Markéta Slobodová 1, Hana Šuláková 2 & Miroslav Barták 1 1 Česká zemědělská univerzita, Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů, Katedra zoologie a rybářství, 165 21 Praha 6 - Suchdol, Česká Republika; e-mail: klimesovav@af.czu.cz, marketaslobodova@seznam.cz, bartak@af.czu.cz Czech University of Life Sciences Prague, Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources, Department of Zoology and Fisheries, 165 21 Praha 6 - Suchdol, Czech Republic; e-mail: klimesovav@af.czu.cz, marketaslobodova@seznam.cz, bartak@af.czu.cz 2 Kriminalistický ústav Praha, pošt. schr. 62/KÚP, Strojnická 27, 170 89 Praha 7, Česká republika; e-mail: sulakova@centrum.cz Institute of Criminalistics Prague, P.O.Box 62/KÚP, Strojnická 27, 170 89 Praha 7, Czech Republic; e-mail: sulakova@centrum.cz Abstrakt Pro ověření možnosti využití čeledi Muscidae ve forenzní praxi byly v letech 2011 až 2013 na území hl. m. Prahy uskutečněny dva terénní pokusy. Jako pokusných objektů bylo použito pro každý experiment kadaveru prasete domácího (Sus scrofa f. domestica Linnaeus, 1758). Pokusné objekty byly vystaveny volné expozici a docházelo k jejich postupné sukcesi. Po celou dobu trvání experimentů byly odebírány vzorky přítomného hmyzu. Po jejich preparaci došlo k určení do druhů. Celkem bylo v obou experimentech zaznamenáno 20 144 zástupců čeledi Muscidae patřících 38 druhům. Byla tedy zaznamenána přítomnost 12,4 % (n = 307) z celkového počtu druhů, které se vyskytují v České republice. V obou experimentech dominoval druh Hydrotaea ignava (Harris, 1780), který je typickým zástupcem nekrofágní fauny 2. až 3. sukcesní vlny na mrtvolách. Klíčová slova: Muscidae, Diptera, forenzní entomologie, sukcese Abstract Two field experiments were conducted in city of Prague during the years 2011 to 2013 to verify the use of the family Muscidae in forensic practice. The test subjects used for each experiment were cadavers of domestic swine (Sus scrofa f. domestica Linnaeus, 1758). Test subjects were exposed free to gradual decomposition. Throughout the duration of the experiments insects were sampled and later identified to species level. In total, during the two experiments, 20,144 members of the family Muscidea were captured belonging 67
to 38 species, representing 12.4 % (n = 307) of the total fauna of this family known from the Czech Republic. Hydrotaea ignava (Harris, 1780) was dominant species in both experiments, which is a typical representative of necrophagous fauna of the 2 nd to 3 th successional wave on corpses. Key words: Muscidae, Diptera, forensic entomology, succession 1 Úvod Forenzní neboli kriminalistická entomologie je vědní obor zabývající se zkoumáním jednotlivých řádů hmyzu pro forenzní a právní účely (Eliášová a Šuláková 2012). Jeho hlavním úkolem je stanovení minimální doby od smrti v případech podezřelého nebo nevysvětleného úmrtí. Jedná se o stanovení tzv. post mortem intervalu (PMI). Pomocí forenzní entomologie lze však odpovědět na další důležité otázky, které vzejdou během forenzního výzkumu zda došlo k přesunu ostatků, v jakém prostředí byly uchovávány, dále lze identifikovat výskyt traumat na těle. Toxikologická a molekulární vyšetření nalezeného hmyzu mohou pomoci odhalit příčinu smrti nebo dokonce i totožnost oběti. Pokud tedy již v důsledku rozkladu není identifikace možná nebo pokud došlo k odstranění ostatků a na místě nálezu zůstal jen hmyz, lze se pokusit o molekulární vyšetření entomologických důkazů (Amendt et al., 2011). Martins et al. (2013) uvádí, že s pomocí výsledků prováděných studií lze považovat forenzní entomologii za velmi účinný a mnohdy rozhodující nástroj při objasňování kriminálních případů. Forenzní entomologie může ovšem poskytnout usvědčujícím důkazy i v případech, kdy došlo k zanedbání péče jak o člověka, tak u zvířat (Anderson a Huitson 2004). Například Goff et al. (1991) popisují případ, kdy díky přítomnosti a identifikaci larev Chrysomya megacephala (Fabricius, 1794) ve znečištěných plenkách batolete, byla usvědčena jeho matka ze zanedbání péče. Kolonizaci kadaveru hmyzem může ovlivňovat mnoho faktorů, například dle Daňka (1990) oděv, ovlivňuje rychlost rozkladu, působí částečně jako štít. Mouchovití (Muscidae) je velká, celosvětově rozšířená čeleď řádu dvoukřídlí (Diptera). Obsahuje asi 4500 druhů v přibližně 180 rodech (De Carvalho et al. 2005). V České republice se vyskytuje na 307 druhů (Barták a kol., 2013). 68
2 Materiál a metody 2.1. Popis lokalit terénních pokusů Název: Hrdlořezy 2011-2012 Troja 2012-2013 Pozemek náleží: Popis: Vyšší policejní škole MV v Praze 9 Hrdlořezích menší zatravněné plochy, zarostlé křovinami a listnatými stormy (Obr. 1) České zemědělské univerzitě otevřená travnatá plocha, v blízkosti výskyt křovin a ovocných stromů Nadmořská výška: 240 m n. m. 185 m n. m. Zeměpisné souřadnice: 50 5 22" N, 14 30 19" E 50 7'16" N, 14 23'53" E 2. 2. Popis experimentu a odběrových metod Oba terénní pokusy byly provedeny na kadaverech prasete domácího (Sus scrofa f. domestica). Hrdlořezy 2011-2012 Při experimentu bylo použito prase o hmotnosti cca 65 kg, které mělo na těle traumatická poranění (krvácející rány). Kadaver byl na pokusné ploše oblečen do lidského oděvu, aby se přesněji imitoval rozklad lidského těla. Toto pokusné zvíře mělo krvácející zranění imitující zranění oběti vraždy (Obr. 2). Experiment byl zahájen 13. 7. 2011 a ukončen 18. 10. 2012. Hmyz z kadaveru a jeho bezprostředního okolí byl odchytáván pomocí entomologické sítě, exhaustorem, pinzetou a do zemních pastí, naplněných směsí solného roztoku s přídavkem detergentu. Sběr hmyzu byl odlišný podle doby od počátku experimentu: 1. 17. den expozice probíhal odchyt hmyzu jednou denně, 17. 62. den jednou za dva až tři dny, 62. 195. den jednou za deset až čtrnáct dní a 195. 464. den už jen jednou měsíčně (Obr. 3 a 4). Troja 2012-2013 Při pokusu bylo použito prase domácí o hmotnosti cca 53 kg, které uhynulo přirozeným způsobem 19. 3. 2012, den před začátkem pokusu. Během následného převozu na pokusnou plochu bylo umístěno v uzavřeném plastovém pytli, aby se zabránilo předčasné kontaminaci (zakladení) hmyzem. Také tento kadaver byl oblečen do oděvu. Nálezová situace na pokusné ploše měla napodobit přirozené úmrtí člověka z důvodu nemoci anebo podchlazení, nebo s cizím zaviněním bez vnějších zranění (Obr. 6). K odběru dospělců čeledi Muscidae, kteří na pokusné zvíře přiletěli anebo se na něm vylíhli, byla použita metoda sběru pomocí pyramidové pasti. Past sestávala z jemné polyesterové 69
tkaniny umístěné nad kadaverem ve tvaru zespoda otevřené šikmé pyramidy (popis Barták a Roháček 2011) (Obr. 5). Past měla rozměry základny 2x2 m, aby překrývala celé pokusné zvíře, a byla umístěna 20-40 cm nad zemí anebo vegetací, aby nebylo zabráněno přístupu hmyzu k pokusnému objektu. Na vrcholu pasti byla umístěna sběrná láhev, připevněná k nosnému dřevěnému kůlu o objemu 5 litrů se smrtícím a konzervačním roztokem o složení 1,5 l vody, 2 ml 36-38% formaldehydu a 1 ml detergentu. Experiment započal dne 20. 3. 2012 exponováním zvířete na pokusné ploše a byl předčasně ukončen 6.6.2013 z důvodů zaplavení a poškození experimentální plochy rozvodněnou Vltavou při povodních 2013 v Praze. Obsah odběrné nádoby pyramidové pasti byl vybírán v následujících intervalech: 1. 197. den expozice jednou týdně, 197. 267. den jednou za dva týdny, 267. 393. den jednou za měsíc, a dále po čtrnácti dnech až do ukončení experimentu (Obr. 7 a 8). Odchycený hmyz z obou pokusných ploch byl při vybírání pastí přesunut do nádoby odpovídající velikosti, konzervován 70% lihem a řádně označen. 2. 3. Zpracování materiálu Preparace lihového materiálu probíhala přes tři roztoky způsobující zpevnění těl much, aby se zabránilo deformaci těl much při vysychání. První roztok se skládal ze směsi 96% etanolu a 40% formaldehydu v poměru 3:1. Druhý z 96% etanolu smíchaného s ethylesterem kyseliny octové (ethylacetát) v poměru 1:1 a třetí obsahoval pouze ethylester kyseliny octové. V každém roztoku byl vzorek po dobu 24 hodin. Po osušení byl hmyz nalepen na trojúhelníkové papírové štítky a spolu s lokalitním štítkem umístěn na entomologické špendlíky. Materiál byl determinován do druhů pplk. Ing. Hanou Šulákovou, Ph.D., Bc. Markétou Slobodovou a prof. RNDr. Miroslavem Bartákem, CSc. podle monografie The Muscidae (Diptera) of Central Europe (Gregor a kol., 2002). 70
Figs 1-4: 1 pohled na místo experimentu v Hrdlořezích, 2 oblečený kadaver prasete použitý pro pokus v Hrdlořezích (1. den expozice), 3 kadaver 9. den expozice, 4 kadaver 83. den expozice (Fotografie: H. Šuláková) Figs 1 4: 1 place of the experiment in Hrdlořezy, 2 - dressed pig used as a human model during Hrdlořezy trial (1st day of exposure), 3 - cadaver 9th day of exposure, 4 cadaver 83th day of exposure (Photos by H. Šuláková) 71
Figs 5 8: 5 Pokusné prase pod pyramidovou pastí v experimentu Troja, 6 - oblečený kadaver prasete použitý pro pokus Troja (1. den expozice),7 končící biochemická fáze rozkladu, 8 skeletální pozůstatky (Fotografie: H. Šuláková) Figs 5 8: 5 - Experimental pig beneath the pyramidal trap on Troja site, 6 - dressed pig used as a human model during Troja trial (1st day of exposure), 7 ending of biochemical decomposition phase 8 - skeletal remains (Photos by H. Šuláková) 3 Výsledky Hrdlořezy V rámci pokusu nazvaném Hrdlořezy 2011 2012 bylo celkem determinováno 234 zástupců čeledi Muscidae náležících do 8 následujících druhů, uvedených v abecedním pořadí: Graphomya maculata (Scopoli, 1763), Hydrotaea armipes (Fallen, 1825), Hy. dentipes (Fabricius, 1805), Hy. ignava, Hy. meteorica (Linnaeus, 1758), Hy. pilipes (Stein, 1903), Muscina prolapsa (Harris, 1780) a Thricops simplex (Wiedemann, 1817). Troja Ze získaného materiálu bylo determinováno 19 910 jedinců čeledi Muscidae náležících do 38 druhů. Jednalo se o zástupce následujících druhů (v 72
abecedním pořadí): Azelia cilipes (Haliday, 1838), Azelia trigonica (Hennig, 1956), A. triquetra (Wiedemann, 1817), A. zetterstedti (Rondani, 1866), Coenosia humilis (Meigen, 1826), C. nigridigita (Rondani 1866), C. testacea (Robineau-Desvoidy, 1830), C. tigrina (Fabricius, 1775), Graphomya maculata, Heb. nigra (Robineau-Desvoidy, 1830), Heb. umbratica (Meigen, 1826), Heb. vespertina (Fallen, 1823), Helina impuncta (Fallen, 1825), Hel. latitarsis (Ringdahl 1924), Hel. reversio (Harris, 1780), Hel. sexmaculata (Preyssler, 1791), Hydrotaea aenescens (Wiedemann, 1830), Hyd. armipes, Hyd. cyrtoneurina (Zetterstedt, 1845), Hyd. dentipes, Hyd. floccosa (Macquart, 1835), Hyd. ignava, Hyd. meteorica, Hyd. pilipes, Hyd. similis (Meade, 1887), Limnophora nigripes (Robineau-Desvoidy, 1830), Lispe tentaculata (De Geer, 1776), Musca stabulans (Fallen, 1817), Muscina levida (Harris, 1780), Muscina pascuorum (Meigen, 1826), Muscina prolapsa, Mydaea ancilla (Meigen, 1826), Mydaea corni (Scopoli, 1763), Mydaea urbana (Meigen, 1826), Myospila meditabunda (Fabricius, 1781), Phaonia subventa (Harris, 1780), Potamia littoralis (Robineau-Desvoidy, 1830), Thricops simplex. Porovnání druhové abundance ukazuje figure - graf 9. Troja Hrdlořezy 0% 20% 40% 60% 80% 100% Hydrotaea ignava Hydrotaea armipes Hydrotaea dentipes Hydrotaea pilipes Graphomya maculata Muscina prolapsa Thricops simplex Hydrotaea meteorica ostatí druhy Figure 9, Porovnání procentuální abundace druhů čeledi Muscidae mezi jednotlivými lokalitami pokusů Figure 9, Comparison of percentage abundance of species of family Muscidae between localities of experiments 73
4 Diskuze a závěry Během obou pokusů bylo celkem zaznamenáno 38 druhů čeledi Muscidae, kteří představují 12,4 % (n = 307) z celkového počtu druhů, které se vyskytují v České republice. Rozdíly v počtu jedinců odchycených během prvního a druhého experimentu vychází z rozdílné metodiky odchytu (viz kap. 2.2.). Nejpočetnějším druhem v obou experimentech byl Hydroatea ignava, který ze všech zajištěných jedinců představoval 80,4 % (Hrdlořezy), resp. 77,5 % (Troja). Naše výsledky potvrzují tvrzení Daňka (1990) a Sukantsona et al. (2007), kteří uvádí, že uvedený druh může představovat 70 i více % všech jedinců zajištěných na mrtvole. Mezi další hojně se vyskytující druhy na kadaveru z pokusu Troja patřily i Hyd. pilipes a Hyd. floccosa, o nichž se doposud literatura zaměřená na forenzní entomologii příliš nezmiňuje. Hlavní důvod vidíme ve skutečnosti, že druh Hyd. pilipes mohl být zaměňován za druh Hyd. ignava (zejména samice jsou si velmi podobné) a druh Hyd. floccosa mohl být zaměňován za druh Hyd. armipes. Při dalších pokusech doporučujeme zaměřit se na uvedené druhy. Ačkoliv Daněk (1990) zmiňuje druhy Musca autumnalis (De Geer, 1776) a Musca domestica (Linnaeus, 1758) jako forenzně významné, jejich výskyt nebyl v našich experimentech vůbec zaznamenán. Absenci Musca domestica lze vysvětlit skutečností, že je v našich podmínkách čistě eusynantropním druhem, u obou druhů jsou také jiné preference na potravu larev, než mrtvá těla. Tuto skutečnost je však nezbytné ověřit dalším výzkumem. V menším množství bylo zaznamenáno mnoho druhů, které se běžně na mrtvolách nevyskytují, například Coenosia humilis, Coenosia testacea, Helina impuncta, Mydaea urbana nebo Azelia cilipes. Jsou to běžně se vyskytující druhy, které nalezneme kdekoliv včetně kadaveru i přes to, že nejsou nekrofágní, ale dravé (u rodu Coenosia jsou entomofágní i dospělci). Kadavery ovšem mohly představovat pouze příležitostný zdroj potravy. Druh Azelia trigonica, zaznamenaný v květnu a červenci 2012 v pokusu Troja ve dvaceti exemplářích, je veden na červeném seznamu ohrožených druhů České republiky jako ohrožený endangered (Gregor a kol., 2005). 5 Poděkování Autoři příspěvku děkují zástupcům Vyšší policejní školy v Praze Hrdlořezech a Demonstrační a výzkumné stanice ČZU za poskytnutí pozemků, na kterých byly oba pokusy realizovány. Výsledky byly získání z finanční podpory projektu č. VF20102014001 Ministerstva vnitra České republiky a S grantu ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ČR. 74
6 Seznam literatury Amendt, J., Richards, C. S., Campobasso, C. P., Zehner, R. & Hall, M. J. R., 2011. Forensic entomology: applications and limitations. Forensic Science, Medicine and Pathology. 7 (4): 379 392. Anderson, G. S. & Huitson, N. R., 2004. Myiasis in pet animals in British Columbia: The potential of forensic entomology for determining duration of possible neglect. The Canadian Veterinary Journal. 45 (12): 993 998. Barták, M., Vaněk, J., Hlavová A. & Hlava, J., 2013. Mouchovití (Diptera, Muscidae) české části Krkonoš. Opera Corcontica, 2013, 50, č. 4: 151 170. Barták, M. & Roháček, J., 2011. Records of interesting flies (Diptera) attracted to meat baited pyramidal trap on sapping stump of European walnut (Juglans regia) in Central Bohemia (Czech Republic). Časopis slezského zemského muzea (A), 60 (3): 223 233. Daněk, L., 1990. Možnosti využití entomologie v kriminalistice. Čs. Kriminalistika, 1: 47 49. De Carvalho, C. J. B, Couri, M. S., Lopes, S. M., Pamplona, D. & Pont, A. C., 2005. A catalogue of the Muscidae (Diptera) of the Neotropical Region. Magnolia Press. Auckland, New Zealand. 282 p. ISBN: 1-877354-87-2. Gregor, F., Rozkošný, R. & Barták, M., 2005: Diptera (dvoukřídlí) Muscidae (mouchovití), pp. 361-362. In: Farkač J., Král, D.& Škorpík M., [eds.], Červený seznam ohrožených druhů České republiky. Bezobratlí. Red list of threatened species in the Czech Republic. Invertebrates. Agentura ochrany přírody a krajiny ČR, Praha, 760 pp. ISBN: 80-86064-96-4. Eliášová, H. & Šuláková, H., 2012. Forenzní biologie. In: Štefan, J., Hladík, J. a kol. Soudní lékařství a jeho moderní trendy. Grada Publishing, Praha: 281 325. ISBN: 978-80-247-3594-8 Goff, M. L., Charbonneau, S. & Sullivan, M., 1991. Presence of fecal material in diapers as a potential source of error in estimations of postmortem interval using arthropod development rates. Journal of Forensic Science, 36 (5): 1603 1606. Gregor, F., Rozkošný, R., Barták, M. & Vaňhara, J., 2002. The Muscidae (Diptera) of Central Europe. Folia Fac. Sci. Nat. Univ. Masaryk. Brno., Biol, 107: 280 pp. Martins, G., dos Santos, W. E., Creao-Duarte, A. J., da Silva, L. B. G. & Oliveira, A. A. F., 2013. Estimate of postmortem interval through forensic entomology in a canine (Canis lupus familiaris Linnaeus 75
1758) in Cabedelo-PB, Brazil: case report, Arquivo brasileiro de medicina veterinaria e zootecnia, 65 (4): 1107-1110. Sukontason, K., Narongchai, P., Kanchai, Ch., Vichairat, K., Sribanditmongkol, P., Bhoopat, T., Kurahashi, H. & Chockjamsai, M., 2007. Forensic entomology cases in Thailand: a review of cases from 2000 to 2006. Parasitology Research, 101 (5): 1417 1423. 76
ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE FAKULTA AGROBIOLOGIE, POTRAVINOVÝCH A PŘÍRODNÍCH ZDROJŮ 6 th Workshop on biodiversity, Jevany Štěpán Kubík and Miroslav Barták (editors) 2014
ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE FAKULTA AGROBIOLOGIE, POTRAVINOVÝCH A PŘÍRODNÍCH ZDROJŮ 6 th Workshop on biodiversity, Jevany Štěpán Kubík and Miroslav Barták (editors)
Štěpán Kubík & Miroslav Barták Reviewers: Doc. RNDr. Jan Minář, Dr.Sc. MVDr Andrej Litvinec, Ph.D. Proceedings of the 6 th Jevany, 7.-8.th July, 2014 Workshop on biodiversity, This project was financially supported by S grant of MSMT (Ministry of Education, Sports and Youth) The workshop was organized under the auspices of the Czech Academy of Agricultural Sciences, Department of Animal Production ISBN: 978-80-213-2527-2
Název: 6 th Workshop on biodiversity, Jevany Vydavatel: Česká zemědělská univerzita v Praze Povoleno: děkanátem FAPPZ Tisk: Power Print, Praha- Suchdol Náklad: 50 výtisků Počet stran: 198 Vydání: první Rok vydání: 2014 ISBN: 978-80-213-2527-2