Badania małych chrząszczy pomogą w kryminalistyce

Padlinożerne chrząszcze o uroczej nazwie - padliniec pospolity - pokrywają zwłoki powłoką wytwarzającą ciepło. Dzięki temu zapewniają warunki korzystne dla rozwoju swojego potomstwa - pokazały badania polskich naukowców. Być może kiedyś badania te pozwolą kryminalistykom dokładniej ustalać czas zgonu.

Entomolog i kryminalistyk dr hab. Szymon Matuszewski, prof. UAM i Anna Mądra-Bielewicz z Laboratorium Kryminalistyki UAM odkryli i wyjaśnili nowy sposób wytwarzania ciepła na zwłokach przez chrząszcze nekrofagiczne znane w Polsce jako padlińce pospolite (Necrodes littoralis).

"Zarówno dorosłe chrząszcze jak i larwy pokrywają zwłoki, na których żerują, wydzielinami oraz wydalinami. W naszych badaniach odkryliśmy, że ta powłoka wytwarza ciepło" - tłumaczy w rozmowie z PAP prof. Matuszewski. I dodaje, że ciepło to wpływa korzystnie na rozwój larw tego chrząszcza. Zachowanie dorosłych chrząszczy może być postrzegane jako forma opieki rodzicielskiej, której istotnym składnikiem jest właśnie termogeneza - wytwarzanie korzystnego dla potomstwa ciepła.

Badania Polaków ukazały się w czasopiśmie Frontiers in Zoology (https://frontiersinzoology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12983-020-00385-7). Praca pokazuje nieznane wcześniej zachowania rodzicielskie chrząszczy. Wyniki tych badań mogą jednak również znaleźć zastosowanie w kryminalistyce: mogą sprawić, że dopracowane zostaną metody ustalania, kiedy nastąpiła śmierć danej osoby.

"Aby ustalić czas zgonu, entomolog sądowy najczęściej szacuje, w jakim wieku są niedojrzałe owady znalezione na zwłokach. Na tej podstawie ustala minimalny czas, który upłynął od śmierci. Żeby jednak oszacować wiek owada, musimy znać temperaturę, w której się rozwijał. W praktyce kryminalistycznej zwykle wykorzystujemy temperatury ze stacji meteorologicznych i nie korygujemy ich, aby uwzględnić zmianę temperatury na zwłokach, którą wywołały same owady. Nasze szacunki są więc obarczone w tym zakresie błędami, a badania takie jak nasze mogą przyczynić się do opracowania metody zredukowania tych błędów" - opisuje prof. Matuszewski.

Aby z większą dokładnością móc rekonstruować warunki cieplne na zwłokach, należy dokładniej wyliczać warunki związane z termogenezą wywołaną przez owady. "Metoda taka byłaby bardzo użyteczna, jednak droga do jej opracowania jest jeszcze daleka" - komentuje prof. Matuszewski.

Prof. Matuszewski opowiada, że padliniec pospolity to chrząszcz nekrofagiczny. Odżywia się zwłokami dużych kręgowców, w tym również człowieka. "Dorosłe składają jaja w glebie w okolicy zwłok, a larwy żerują na tkankach miękkich zwłok i mogą występować masowo. W takich przypadkach gatunek ten może rozłożyć zwłoki nawet dużego zwierzęcia do samych kości" - opowiada. Dodaje jednak, że akurat potencjał padlińców pospolitych na razie słabo jest wykorzystywany w entomologii sądowej - częściej w kryminalistyce wykorzystuje się larwy muchówek.

W eksperymentach laboratoryjnych badacze tworzyli dwa rodzaje kolonii chrząszczy. W pierwszym przypadku wpuszczali na kawałki mięsa dorosłe chrząszcze. Po kilku dniach usuwali je i dodawali larwy. W drugim przypadku mięso rozkładało się przez kilka dni bez chrząszczy, a po kilku dniach umieszczali na nim larwy. Monitorowany był również rozkład analogicznych kawałków mięsa bez udziału chrząszczy. Naukowcy korzystali z kamery termowizyjnej i mierzyli wytwarzanie ciepła na mięsie. Monitorowali też rozwój chrząszczy. "Co ciekawe, gdy larwom udostępniliśmy mięso pokryte powłoką przez dorosłe chrząszcze, produkcja ciepła - w porównaniu z warunkami kontrolnymi - wzrosła, larwy rozwijały się szybciej oraz spadła ich śmiertelność" - podsumowuje naukowiec.

Badacz zaznacza, że termogeneza w masach larw np. much plujek żerujących na zwłokach albo larw moli woskowych żerujących w martwych bądź osłabionych koloniach pszczół jest zjawiskiem znanym od dawna. "Nie szukano jednak odpowiedzi na pytania jak takie ciepło powstaje, jakie są tego mechanizmy i jak owady przyczyniają się do jego powstawania. My odkryliśmy mechanizm behawioralny odpowiedzialny za generowanie przez chrząszcze nekrofagiczne ciepła na zwłokach. Oczywiście ten mechanizm w przypadku larw plujek czy moli woskowych może być inny, może jednak okazać się, że wszystkie te owady stosują zbliżoną strategię behawioralną" - komentuje naukowiec.

Nowością w tych badaniach było również pokazanie, że padliniec pospolity pośrednio opiekuje się potomstwem. "Blisko z nim spokrewnione chrząszcze grabarze są znane z bardzo wyrafinowanej opieki rodzicielskiej. Zakopują one zwłoki małych kręgowców, aby następnie przygotować je dla larw, które w przypadku niektórych gatunków grabarzy na początkowym etapie rozwoju larwalnego są karmione przez rodziców. Opisana w naszej pracy forma opieki rodzicielskiej z komponentem termalnym jest dużo prostsza, sugeruje jednak, że takie proste formy pośredniej opieki rodzicielskiej mogą być częstsze wśród chrząszczy nekrofagicznych" - dodaje naukowiec.

"W planach mamy dalsze badania. Chcemy przede wszystkim ustalić determinanty termogenezy, jej mechanizmy i skutki rozwojowe dla chrząszczy. W tym celu planujemy poszerzenie zespołu o biologów molekularnych i fizjologów. Wierzę, że czeka nas na tym obszarze jeszcze wiele fascynujących odkryć" - zaznacza prof. Matuszewski.

Ludwika Tomala