两种新的法医昆虫学发育模型

前言

昆虫的生长发育规律是推断死亡时间的重要依据。昆虫是一种冷血动物，其生长发育主要受温度影响。在适宜的温度范围内，昆虫的生长发育速率会随着温度的升高而加快。因而只要确定了尸体所在场所的环境温度，就能通过昆虫的生长发育规律推断出死亡时间。利用昆虫发育规律推断出的死亡时间又称为最短死亡时间，即昆虫首次侵殖尸体并在尸体上生长发育所经历的时间，而非尸体确切的死亡时间。最短死亡时间是依据尸体上最“老”昆虫的发育情况来确定的。推断昆虫生长发育情况最常用指标为幼虫体长和各发育阶段历期。为了使这些发育数据能够更精确且便捷的应用于死亡时间推断，研究者提出和建立了两种发育模型，分别为Isomegalen图和Isomorphen图。

1 Isom orphen图和Isom egalen图及其构建原理

Isomorphen图是根据不同恒温下（y轴）不同发育节点所经历的时间（x轴）建立的散点图（图1）。图中每一条曲线表示昆虫在不同恒温下发育至一个特定发育节点所需的时间。图中的发育节点实际上是发育历期的另一种表示方法。例如，第一次蜕皮的时间即为一龄幼虫的发育历期；第二次蜕皮的时间即为一龄幼虫的发育历期与二龄幼虫的发育历期之和。

Isomegalen图是一个3D的等差线图，图中包含三个变量，分别为孵化后时间（x轴）、温度（y轴）及幼虫大小（z轴）（图2）。图中每一条等差线对应一个幼虫体长，即幼虫体长为3mm、4mm、5mm……时在不同温度下所对应的孵化后的生长发育时间。

2 Isom o rphen图和Isom ega len图的优点及其局限性

Isomorphen图和Isomegalen图最大的优点就是在应用时非常方便。应用这两个图可以快速准确地推断昆虫日龄，从而确定最短死亡时间，且对于毫无法医昆虫学研究经验的调查者同样适用［1］。在使用Isomorphen图时，只要确定命案现场收集到的最“老”的未成熟昆虫的发育阶段并结合环境温度，就能利用该模型推算出最短死亡时间。而在使用Isomegalen图时，只要确定环境温度及幼虫体长即可在模型中直接读出昆虫的日龄。

然而，Isomorphen图和Isomegalen图在使用时均存在局限性。Isomorphen图仅能指示发育进程中的数个发育的时间点。例如在现场收集到的最老的昆虫为三龄幼虫。说明该昆虫已经经历了第二次蜕皮。但该昆虫究竟已经蜕皮多久了，无法通过该模型推算。这种情况下，常用的做法是将活虫带回实验室内恒温饲养至下一阶段。然而，昆虫的生长发育在运输和饲养过程中可能会受到影响。饲养往往很耗时，可能会错过最佳的破案时间。尽管Isomorphen图在实际应用时存在局限性，但它仍旧是一个有效的死亡时间指示指标，特别是昆虫正好处于化蛹和羽化阶段时。Isomegalen图是根据幼虫大小变化建立的模型，但该模型中仅包含了幼虫孵化后到取食高峰期这段时间的大小变化数据。因此该模型在推断取食期幼虫日龄时具有很高的精确度，但当幼虫进入离食期以后，则不能利用该模型推断死亡时间，因此其适用范围有限，在应用其推断死亡时间时应当注意。

图1 基于丽蝇假设发育数据的Isomorphen图注：图中每一条曲线表示昆虫在不同恒温下发育至一个特定发育里程碑所需的时间。误差线代表95%的置信区间。

图2 基于丽蝇假设发育数据的Isomegalen图注：每个等高线左下方的数字（3～15mm）分别对应一个幼虫体长

3 Isom o rphen图和Isom ega len图的数据获取

3.1 虫源获取及昆虫的种类鉴定

虫源可采用野外放置诱饵或尸体的方式获取。若研究目标为早期到达尸体的昆虫，如丽蝇和麻蝇，放置新鲜的肉类或动物内脏即可。若研究目标为较晚到达尸体的昆虫，如甲虫，则需要放置体型稍大的动物尸体。例如可以采用国际上推荐的23～27kg猪尸体。该重量的猪尸体被认为是法医昆虫学演替研究中人类尸体的最佳替代动物［2］。

采集到的昆虫在实验室中建立种群并进行种类鉴定。种类鉴定是昆虫生长发育研究中非常重要的一步，该步骤建议由昆虫分类专家完成。蝇类成虫和部分幼虫的形态鉴定可以参考范滋德等编著的《中国常见蝇类检索表》［3］。

嗜尸性昆虫种类繁多，诱集到的目标昆虫中难免混杂一些其它种类的昆虫，而不同种昆虫的生长发育可能相差很大。为了避免种类不纯对发育数据造成的影响，一般诱集到的昆虫需要在实验室内连续饲养纯化3代。纯化后的种群需要再次进行种类鉴定，方可进行接下来的昆虫发育研究。

文章来源：《昆虫学报》 网址: http://www.kcxbzz.cn/qikandaodu/2021/0419/690.html