Newswise – Впервые исследователи выявили сеть из примерно 20 микробов, которые повсеместно управляют разложением мяса животных. Полученные результаты имеют важное значение для будущего судебной медицины, в том числе могут предоставить следователям на месте преступления более точный способ определения времени смерти тела.
«Это действительно здорово, что существуют микробы, которые всегда появляются, чтобы расщеплять останки животных», — сказала доцент Университета штата Колорадо Джессика Меткалф, старший автор новой работы, опубликованной на этой неделе в журнале. Естественная микробиология. «Надеюсь, мы открываем совершенно новую область экологических исследований».
Разложение мертвого биологического материала является одним из наиболее фундаментальных процессов на Земле. Органический растительный опад составляет подавляющее большинство разлагающихся веществ, и этот процесс относительно хорошо изучен. Однако сравнительно мало известно об экологии разложения позвоночных, включая человека, и лучшее понимание того, как разлагаются люди, может способствовать развитию судебной медицины.
Это новое исследование, рассчитанное на несколько лет и финансируемое Национальным институтом юстиции, включало разложение 36 трупов в трех различных центрах судебной антропологии: Университете Теннесси, Ноксвилл; Государственный университет Сэма Хьюстона; и Университет Колорадо-Меса. Тела разлагались в разном климате и в течение всех четырех времен года. Затем исследовательская группа собрала образцы кожи и почвы в течение первых 21 дня для каждого разлагающегося тела.
Меткалф и ее коллеги получили из образцов значительный объем молекулярной и геномной информации. Затем они использовали эту информацию для построения общей картины «микробного сообщества» или микробиома, присутствующего на каждом участке. «По сути, — сказал Меткалф, — какие микробы существуют, как они туда попали, как это меняется со временем и что они делают».
Удивительно, сказала она, но независимо от климата или типа почвы исследователи обнаружили один и тот же набор из примерно 20 специализированных разлагающихся микробов на всех 36 телах. Более того, эти микробы прибывали как по маслу в определенные моменты в течение 21-дневного периода наблюдения, и ключевую роль в их прибытии сыграли насекомые. «Мы видим, что схожие микробы прибывают в одно и то же время во время разложения, независимо от любых внешних переменных, о которых вы только можете подумать», — сказал Меткалф.
Будущее в криминалистике
Определение последовательного состава и времени разложения микробиома имеет важные последствия для судебной медицины.
Используя методы машинного обучения и данные нового исследования, а также предыдущих работ, Меткалф и ее коллеги — Дэвид Картер, профессор судебно-медицинской экспертизы в Университете Чаминад в Гонолулу, и Роб Найт, директор Центра инноваций в области микробиома в Университете Калифорния, Сан-Диего – создал инструмент, который может точно предсказать время, прошедшее после смерти тела, также известное как посмертный интервал.
«Когда вы говорите о расследовании места смерти, существует очень мало вещественных доказательств, присутствие которых можно гарантировать на каждой сцене», — сказал Картер. «Никогда не знаешь, окажутся ли там отпечатки пальцев, пятна крови или снимки камеры. Но микробы всегда будут там».
Более того, по словам Картера, эти микробы могут быть особенно полезными в условиях, рассмотренных в новом исследовании. «Мы говорим о сценах смерти на открытом воздухе», – сказал он. «В ходе таких расследований может быть сложно собрать информацию».
Директор Национального института юстиции Нэнси Ла Винь считает исследование особенно многообещающим. «Один из главных вопросов любого расследования смерти: «Когда умер этот человек?» — сказал Ла Винье. «Это постоянное направление исследований, финансируемое Национальным институтом юстиции, показывает многообещающие результаты в предсказании времени смерти по человеческим останкам, помощи в идентификации умершего, определении возможных подозреваемых и подтверждении или опровержении алиби».
Помимо идентификации универсальных разложителей, исследовательская группа также попыталась определить, откуда взялось это микробное сообщество. Примечательно, по словам Меткалфа, что они не смогли найти микробы в базах данных почвенных микробиомов или каталогах микробов кожи и кишечника человека. Однако универсальные разлагатели они нашли у насекомых. «Похоже, что насекомые приносят микробы», — сказал Меткалф.
Другие исследовательские приложения
Эти последние результаты основаны на более чем десятилетней работе Меткалфа, Картера и Найта, включая раннее исследование, в котором участвовало разложение мышей на разных почвах в контролируемых лабораторных условиях, а также последующее наблюдение, включавшее разложение четырех трупов в Сэме Хьюстоне. . Государственный объект. Зак Берчем, бывший аспирант CSU из лаборатории Меткалфа, помогал руководить последней работой.
«Это исследование стало результатом огромной совместной работы разнообразной команды высококвалифицированных ученых – яркого примера того, чего можно достичь, когда междисциплинарные команды объединяют усилия для достижения общей цели», – сказал Берчем. «Этот набор данных поистине уникален и имеет самые разнообразные последствия: от микробной экологии до судебной медицины».
Помимо криминалистических приложений, Меткалф видит и другие возможности использования этой новой информации. «Я вижу множество потенциальных применений в сельском хозяйстве и пищевой промышленности», — сказал Меткалф, работающий на факультете зоотехники CSU.
Меткалф также намерен расширить свои исследования в этой области, включая, возможно, изучение различий в микробной экологии мелких и крупных позвоночных. «Я чувствую, что мы открываем множество возможностей в области массовой экологии и круговорота питательных веществ», — сказал Меткалф.
