重口味测试你有潜力成为一名法医昆虫学家吗？

　　近距离观察这些虫子，开始你的死亡时间演算吧！
　　欢迎各位想要挑战法医昆虫学进阶知识的读者！
　　在今天更新的上篇图文里，我们提到了蛆虫是法医的好朋友，因为在死亡时间推算的领域，它们是最具价值的小动物。那么，法医究竟是如何根据蛆虫的形态进行死亡时间的推断的呢？
　　我们先来复习一下上篇图文里提到的这个公式：
　　PMI=TOC+PIA
　　即
　　死亡时间=定殖时间+昆虫发育历期
　　先看定殖时间（TOC），它指的是人死亡到成虫过来产卵的这段时间，这个依物种不同、气候不同而存在差异，不管哪种方法，定殖时间是肯定需要先估计的。
　　更需要复杂运算的，是昆虫发育历期（PIA）。
　　所以下面咱们主要讲的，就是推测蛆虫发育历期的两种方法：方法一：根据蝇卵胚、蝇幼虫及蝇蛹的发育阶段来推测发育历期首先是确定种类及发育阶段：
　　确定蛆虫的发育阶段，主要通过其长度、重量以及气门的发育情况等。
　　幼虫通过气门来呼吸，图1示幼虫的前气门与后气门 图源：参考资料1
　　确定蛹的发育阶段，可以肉眼观察蛹的颜色，称重并结合对蛹的解剖情况。确定蝇卵孵化阶段，只能通过解剖后镜下观察或者称重。
　　图2示随着时间推移，蝇蛹的颜色逐渐加深 图源：参考资料1
　　不过现在的技术已经比以前进步很多，比如现在已经可以通过对基因或其表达产物的检测，来确定物种以及更精确地确定幼虫或者蛹已经发育到哪个阶段了，从而更准确地推断死亡时间。接着估算该种类从蝇卵发育到此阶段需经历的时间：
　　根据在尸体上所能采集到的处于最久发育阶段的幼虫（如果发育到蝇蛹的阶段，那就采集蝇蛹，幼虫停止取食后会离开尸体寻找安全的地方化蛹，所以要在尸体周边仔细寻找有没有蝇蛹或者蛹壳的存在；如果整具尸体只有蝇卵，那就采集蝇卵），再对照在类似气候条件下的研究数据，就可以倒推出蛆虫发育多久啦。
　　为了方便大家理解，咱们用一个真实的例子来计算一次：
　　2009年6月14日，在广州某居民楼发现一具高腐女尸。其颈部可见被人施加的暴力特征，头颈部有大量蛆虫，未见蛹及蛹壳。尸体上的蛆虫是大头金蝇幼虫，最大的离食三龄幼虫（即不再进食，已离开尸体，准备化蛹）平均体长14mm。
　　图3示大头金蝇及其幼虫（国内很常见，常出现于鱼肉市场、厕所等） 图源：参考资料1
　　Ps：有趣的是，大头金蝇停止取食并大量离开尸体准备化蛹时，一般都朝着一个方向，也就是它们的迁徙路径可能一致，从而在地上形成肉眼可见的沟壑。
　　法医们在现场采集了部分幼虫，第二天就化蛹了。现场内平均温度为26°C，发案前两周内的气象站平均气温为27.34°C。对照类似气候条件下的研究资料，推测26°C条件下从产卵发育至离食的三龄幼虫需146.5小时。
　　而在这个气候条件下，成虫很快飞过来产卵，所以定殖时间可以忽略不计，因此法医们推测死者死亡时间在2009年6月8日左右。
　　破案后证实了这个推测是正确的。方法二：积温法。
　　运用积温法的前提是：它只适用于湿度及其他捕食者和腐肉竞争者等因素对蛆虫的发育影响较小的环境，此情况下幼虫发育的快慢只与温度有关。
　　积温，顾名思义就是幼虫发育过程经历的时间里积累的温度总和。
　　其原理是：昆虫要发育到某一阶段，需要积累一定的热量，只有积累到足够的热量，它才能发育到那一个阶段。而这种累积的热量咱们可以用温度来代替。
　　已知每种蝇类的虫卵及幼虫都有其适合发育的温度范围，且依种类不同，这个范围会有所差异。
　　但有一项规律是适用于所有物种的：高于这个温度范围的上限，将导致幼虫热昏迷或者死亡，低于此温度范围的下限，将导致幼虫发育停止，如果温度再低便导致死亡。
　　咱们将这个导致幼虫发育停止的温度下限称为发育起点温度，用C表示，昆虫发育当天的平均气温用T表示，积温用K表示，则:
　　活动积温K1=NT，有效积温K2=N（T-C）
　　在这个公式中N为发育天数，T为发育期平均温度，因此K1、K2的单位被称为＂日度＂。
　　在实际运用该公式推断＂某时间段内某昆虫的发育时间＂时，如果想要精确一点，法医们需要把每天的（T-C）或者T计算出来，然后再累加起来（此时的T为当天的平均温度）。
　　而还要再精确地话，那就需要法医们将每小时的平均气温统计出来，然后代入计算，此时K1、K2的单位被称为＂时度＂。
　　但是精确到＂每小时的平均气温＂这种情况，往往只能在实验室实现，现实中你能得到的往期气象数据往往只限于每天的平均气温。
　　Ps：关于温度过低，导致发育停止这一点尤其需要注意。
　　例如蝇蛹，在冬天温度过低的情况下，可以在土中越冬，待到春天温度回升才开始化蛹。所以如果仅根据还没化蛹这一条件来推断死亡时间，而不考虑气温太低导致无法化蛹，将会造成极大的误差。
　　好了，原理部分讲解完毕，现在咱们来以丝光绿蝇为例，再结合一个真实案件讲解一下法医是如何利用这个原理，来估测死亡时间的。
　　现经过研究，得出一具尸体上的丝光绿蝇一至三龄幼虫的积温规律，其活动积温K1与幼虫长度X（mm）变化呈一个线性回归方程：K1=208.80+80.14X（此时K1的单位为＂时度＂）。
　　1998年7月28日19时，某居民楼内李某被害，尸体已腐败，口腔内生蛆，经鉴定该蛆虫为丝光绿蝇幼虫，现在取幼虫中最长的30条，杀死后测量发现其平均长度为14.68mm。
　　代入公式K1=208.80+80.14X，计算得出现场丝光绿蝇幼虫的活动积温为K1=1385.25时度。
　　经查阅7月28日以前一周的平均气温为29.2°C，代入活动积温公式K1=NT，得出N=47.44小时。由于高温天气成虫抵达尸体很快，所以定殖时间忽略不计，因此推测死亡时间在7月26日19时左右。
　　当然，这样的估算是允许有一定误差的存在的。
　　最终，破案后得知李某于7月26日21时左右被害（误差仅2小时）。
　　福尔摩斯说：厉害了我的丝光绿蝇！
　　方法三：倒计积温法
　　倒计积温法就是积温法的变式，原理是一样的，唯一的差别是从后往前推算，具体的操作就是……盘它！
　　咳咳，不好意思，讲错了，具体操作是先养它，就是把幼虫抓回来，给它们吃好喝好，养到它们化蛹又从蝇蛹里破壳而出变为苍蝇为止。
　　之后再查找资料，找出类似条件下该种类从蝇卵发育到成虫所需的积温（有效积温或者活动积温）。由于幼虫被采集之后每一天的积温都是已知的，结合采集幼虫前一段时间的气象数据，往回估算每一天的积温，把这些积温累加，一直到达到该种类从蝇卵发育到成虫阶段所需的积温数值，达到这个数值的时刻就是成虫产卵的时间。
　　为什么要这么辛苦来养它们呢？原因有两点：
　　1、从上文咱们可以知道，要运用积温法，首先要能确定幼虫的种类及发育阶段，可在现实中这一点并不容易做到，比如丝光绿蝇在幼虫期又可以被人为地细分为9个阶段，这需要具备相当专业的知识才能分辨出来，而且光观察幼虫也不太好区别出种类，但是它发育成苍蝇那就不一样了，哪个科的说不定就能一眼认出来了！
　　2、幼虫停止取食后，到化蛹前，身体是会缩短一点的（它也会开始离开尸体），如果你采集到的昆虫样本只有这一种，然后用方法二里提到的类似于丝光绿蝇一至三龄幼虫的活动积温K1与幼虫长度X（mm）的线性回归方程来推算积温K，显然还会有一个误差，并且你根本无从知道误差有多大，因为你无法判断这些蛆虫已经停止取食多久了。
　　好了，运用昆虫学推断死亡时间的方法就大致介绍到这里了，相信看完这部分硬核知识并理解了原理的小伙伴们，应该会觉得上一篇文章留下的挑战问题是小儿科了。
　　6月15日，某地发现一具尸体。尸体上发育得最好的是新陆原伏蝇幼虫，法医在该尸体上提取到了该物种的三龄幼虫。现在从附近气象站测得最近几天当地每天的平均气温，通过校正，估测出最近几天现场每天的平均气温（现场气温并不等于气象站的温度数据，所以需要校正，以提高估算的准确性，校正方法这里就不详述了）。如下表所示：
　　现在已知在类似温度下，该物种从蝇卵发育到此阶段所需有效积温K=65.2日度，而该幼虫的起始发育温度为12.5°C。
　　请问：死者是在哪一天死亡的？
　　所以现在你能推断出死者的死亡时间了吗？欢迎在评论区留言，告诉我你们的答案。
　　参考资料：[1]《Forensic Entomology：The Utility of Arthropods in Legal Investigations》，Jason H. Byrd & James L. Castner;ISBN:978-0-8493-9215-3；[2]《The Science of Forensic Entomology》，David B. Rivers,Gregory A. Dahlem; ISBN:978-1-119-94036-4;[3]胡萃.法医昆虫学[M].重庆：重庆出版社，2000；[4]《Biology of Rove Beetles》，Oliver Betz,Ulrich Irmler,Jan Klimaszewski;ISBN:978-3-319-70255-1;[5]《The Book Of Beetles》，Partice Bouchard; ISBN:978-1-78240-232-9；[6]陈禄仕.中国尸食性蝇类[M].贵州：贵州科技出版社，2013.[7]本期题图来源：《沉默的羔羊》剧照本期编辑团：主稿-牙尖尖；审稿-鲁鲁修/包包；质检-阿丁；顾问-我在你左右/老秦
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