不同温度条件下角喙栓蚤蝇幼虫生长发育规律研究

吴 静, 冯典兴, 邹天路, 王秀红

(沈阳大学 城市有害生物治理与生态安全辽宁省重点实验室, 辽宁 沈阳 110044)

不同温度条件下角喙栓蚤蝇幼虫生长发育规律研究

吴 静, 冯典兴, 邹天路, 王秀红

(沈阳大学 城市有害生物治理与生态安全辽宁省重点实验室, 辽宁 沈阳 110044)

研究了在21、24、27、30、33 ℃,相对湿度75%条件下角喙栓蚤蝇幼虫的发育历期和体长变化.结果表明:随着温度的升高角喙栓蚤蝇幼虫期发育历期逐渐缩减.在取食期其幼虫体长逐渐增加,直至达到最大值,在离食期体长略微变短.幼虫的体长与生长发育时间呈二次曲线关系.研究结果对刑事案件死后间隔时间的推断具有一定的法医学意义.

角喙栓蚤蝇; 发育历期; 体长; 死后间隔时间

在刑事凶杀案件的侦破中,死后间隔时间(post-mortem interval,PMI)的准确判断是确定破案范围,确定嫌疑人以及排除作案可能性的主要依据之一.嗜尸性蝇类发育生物学在PMI推断中有着重要作用,当PMI大于72 h时更是如此[1].

通常,丽蝇是最先到达尸体的蝇类,所以PMI主要是靠丽蝇的发育资料来推断.但是,当尸体出现在这些大型蝇类无法进入的场所时,如相对密闭的室内或棺材中,就无法利用它们来准确的推断PMI.蚤蝇由于体型微小可轻易通过缝隙进入密室内入侵尸体,从而成为命案现场主要甚至是唯一的昆虫证据[2-4].因此,在相对密闭的空间内,利用嗜尸性蚤蝇推断PMI比丽蝇更准确[5].

Smith认为蚤蝇科中Megaselia,Aneurina,Conicera,Diplonevra,Dohrniphora,Metopina和Triphleba等7属蚤蝇入侵脊椎动物的尸体[6].到目前为止,已有4属9种蚤蝇的幼虫或蛹从人尸体上收集到.

角喙栓蚤蝇D.cornuta(Bigot)隶属于双翅目Diptera蚤蝇科Phoridae栓蚤蝇属Dohrniphora,分布于除南极以外的所有地区.其幼虫、蛹以及成虫已在人尸体上发现[7],因此,它被认为是一种重要的法医昆虫[8].但目前缺乏该种幼虫生长发育规律资料,因此,本研究以角喙栓蚤蝇D.cornuta(Bigot)为试材,对其开展不同温度条件下发育历期的观察并建立体长与发育时间的拟合方程,积累该种幼期发育资料,旨在为利用该种推断PMI提供参考依据.

1 材料与方法

角喙栓蚤蝇D.cornuta(Bigot)成虫利用新鲜猪肉在室内诱捕采集,带回沈阳大学辽宁省城市有害生物治理与生态安全重点实验室昆虫室连续饲养,供实验用.

大量收集角喙栓蚤蝇D.cornuta(Bigot)卵,将1 h内孵化的幼虫记为0 h,利用Olympus三维重构图像处理系统进行幼虫活体体长的测量[9],将待测初孵幼虫放入干净的培养皿内,置于Olympus BX41实体显微镜下,利用Olympus DP71显微数码摄像机录制30～45 s视频,将幼虫充分伸展达到最大体长的图片输出,保存为GIF格式,在Image-Pro Plus 6.0软件中打开图片,利用手动测量工具测量幼虫体长,数据用EXCEL格式输出.测量后将幼虫转接于新鲜的猪肉上,放入三角瓶内,分别置于21、24、27、30及33 ℃,相对湿度75%条件下进行饲养.每隔12 h(21、24、27 ℃)或8 h(30、33 ℃)取样一次并进行幼虫体长活体测量.记录第一头幼虫离食以及化蛹的时间,以此确定幼虫的最短发育历期.

幼虫发育历期,幼虫体长与发育时间关系利用SPSS Statistics 17.0软件进行分析,方差分析使用 Duncan’s 多重比较方法.

2 结 果

2.1 不同温度条件下幼虫发育历期

在21、24、27、30及33 ℃,相对湿度75%条件下,角喙栓蚤蝇D.cornuta(Bigot)幼虫最短取食期分别为(122.39±1.60)h、(103.79±2.90)h、(92.43±2.06)h、(87.40±2.87)h、(50.86±2.60)h;最短发育历期分别为(186.81±2.33)h、(169.15±2.48)h、(145.26±2.31)h、(112.79±2.25)h、(129.94±3.52)h(表1),表明随着温度的升高其发育历期呈现缩短趋势.

2.2 不同温度条件下角喙栓蚤蝇幼虫体长时间动态

在不同温度条件下,角喙栓蚤蝇D.cornuta(Bigot)幼虫平均体长随时间变化可大致分为2个阶段,即增长期和缩减期.在增长期,幼虫平均体长随时间推移显著增长,直至达到最大体长,而后进入缩减期,即平均体长随时间变化逐渐呈现缩减趋势直至化蛹(图1).在21、24、27、30及33 ℃,在相对湿度为75%的条件下,幼虫平均体长达到最大值的时间依次为144 h、108 h、96 h、96 h、80 h,最大体长依次为(4.91±0.25)、(4.72±0.08)、(4.89±0.12)、(4.30±0.17)和(3.78±0.10) mm,达最大平均体长的时间随温度升高而缩短.

表1 不同温度条件下角喙栓蚤蝇幼虫发育历期Table 1 The different larva stages for D.cornuta at different temperatures

注: 同列中标有相同字母表示差异不显著(Plt;0.05,Duncan’s 多重比较).

图1 不同温度下角喙栓蚤蝇幼虫平均体长的时间变化

对不同温度下角喙栓蚤蝇D.cornuta(Bigot)幼虫的平均体长与生长发育时间变化关系进行回归分析,分析结果显示体长与生长发育时间均呈二次曲线关系(表2).回归方程统计检验结果达到极显著水平(P≪0.01).

表2 不同温度下角喙栓蚤蝇幼虫长度与生长时间的回归关系Table 2 The regression relationship between the average larval body length of D.cornuta and growth time

3 讨 论

根据尸体上采集到的昆虫进行PMI的推断是法医昆虫学的主要方法之一,国内外利用嗜尸性蝇类的生长发育数据来推断PMI已经有许多成功的案例[10].因此,本研究对角喙栓蚤蝇D.cornuta (Bigot)展开不同温度下的生长发育规律研究,为刑事凶杀案件中死者PMI推断提供一些基础数据.

在适合的发育温度下,角喙栓蚤蝇D.cornuta(Bigot)幼虫发育历期随着温度的升高呈逐渐缩短趋势,这一现象与国内外报道的大头金蝇Chrysomya megacephala[11-14]、棕尾别麻蝇Boettcherisca peregrine[15]、丝光绿蝇 Lucilia serleata[16-17]、紫绿蝇L.porphyrina、宽丽蝇Cauiphora nigrbarbis、巨尾阿丽蝇 Aldrichina grahami[12]以及蛆症异蚤蝇Megaselia scalaris (Loew)[18]等常见嗜尸性蝇类基本一致.

角喙栓蚤蝇D.cornuta(Bigot)幼虫体长随生长发育时间的变化可分为2个阶段,即增长期和缩减期.增长期又称为幼虫的取食期,此时体长随生长发育时间的推移逐渐增长,当达到最大值后,进入缩短期,即幼虫的离食期,此时的幼虫离开食物开始四处爬动,寻找化蛹场所,会出现体长略微缩短的现象.这与丝光绿蝇L.serleata[16]、大头金蝇C.megacephala[13]、棕尾别麻蝇B.peregrine[15]、家蝇Musca domestlca(Linnaeus)[19]幼虫期的情况相似,幼虫取食期日龄的判断根据随时间推移体长变化的曲线可得出,但在离食期, 根据体长来估计日龄, 可能会出现偏差,因为会与取食期3 龄幼虫相混淆.近年来,利用组织切片[20-21]或基因表达[22-23]的方法推断蝇类的日龄显现了很大的潜力,未来利用这些方法将会提高离食期日龄推断的精确性.

[ 1 ]CATTSEP,HASKELLNH.Entomologyanddeath:aproceduralguide[M].SouthCarolina:Joyce'sPrintShop, 1991:9-37.

[ 2 ]GREENBERGB,WELLSJD.ForensicuseofMegaselia abditaandM.scalaris(Phoridae:Diptera):casestudies,developmentrates,andeggstructure[J].JournalofClinicalForensicMedicine, 1998,35(3):205-209.

[ 3 ]MANLOVEJD,DISNEYRH.TheuseofMegaselia abdita(Diptera:Phoridae)inforensicentomology[J].ForensicScienceInternational, 2008,175(1):83-84.

[ 4 ]BOEHMEP,AMENDTJ,DISNEYRH,etal.Molecularidentificationofcarrion-breedingscuttleflies(Diptera:Phoridae)usingCOIbarcodes[J].InternationalJournalofLegalMedicine, 2010,124(6):577-581.

[ 5 ]REIBES,MADEAB.UseofMegaselia scalaris(Diptera:Phoridae),forpost-mortemintervalestimationindoors[J].ParasitologyResearch, 2010,106(3):637-640.

[ 6 ]SMITHKGV.Amanualofforensicentomology[M].Ithaca:CornellUniversityPress, 1986:1-205.

[ 7 ]DISNEYRH,GARCIA-ROJOA,LINDSTRÖMA,etal.FurtheroccurrencesofDohrniphora cornuta(Bigot) (Diptera,Phoridae)inforensiccasesindicatelikelyimportanceofthisspeciesinfuturecases[J].ForensicScienceInternational, 2014,241(8):e20-e22.

[ 8 ]FENGDX,LIUGC.MorphologyofimmaturestagesofDohrniphora cornuta(Bigot) (Diptera:Phoridae)[J].MicroscopyResearchamp;Technique, 2012,75(11):1528-1533.

[ 9 ] 冯典兴,刘广纯. 尸食性蚤蝇幼虫活体测量的新方法[J]. 沈阳大学学报(自然科学版), 2012,24(2):23-25.

FENGDX,LIUGC.Anewmethodofmeasuringlivingbodylengthduringgrowthofcarrion-breedingphoridflieslarvae[J].JournalofShenyangUniversity(NaturalScience), 2012,24(2):23-25.

[10] 胡萃. 法医昆虫学[M]. 重庆:重庆出版社, 2000,165-167.

HUC.Forensicentomology[M].Chongqing:ChongqingPublishingHouse, 2000:165-167.

[11] 陈禄仕. 利用积温和昆虫发育历期推测死亡时间的研究[J]. 中国法医学杂志, 2007,22(4):236-237.

CHENLS.AstudyandpresumingdeathtimebyaccumulatedtemperatureandinsectgrowthPeriod[J].ChineseJournalofForensicMedicine, 2007,22(4):236-237.

[12] 王江峰,胡萃. 温度对大头金蝇Chrysomyia megacephala(Fabricius)幼虫体长变化的影响[J]. 寄生虫与医学昆虫学报, 2002,9(2):100-105.

WANGJF,HUC.ThetemperatureoftheChrysomyia megacephala(Fabricius)changesoflarvalbodylength[J].JournalofParasitesandMedicalInsects, 2002,9(2):100-105.

[13] 裴广畅,郭娟宁,樊爱英. 自然条件下大头金蝇的发育速度和有效积温及其法医学应用[J]. 新乡医学院学报. 2008,25(2):187-189.

PEIGC,GUOJN,FANAY.RateofdevelopmentandtotaleffectivetemperatureofChrysomyia megacephalainnaturalconditionanditsapplicationinforensicmedicine[J].JournalofXinxiangMedicalCollege, 2008,25(2):187-189.

[14] 吴殿鹏,毛润乾,郭明昉. 温度对大头金蝇生长发育的影响及其用于PMI推断的探讨[J]. 环境昆虫学报, 2010,32(3):318-321.

WUDP,MAORQ,GUOMF.EffectsoftemperatureongrowthofChrysomya megacephala(Diptera:Calliphoridae)anditsbasicresearchintheestimationofpostmortemintervals[J].JournalofEnvironmentalEntomology, 2010,32(3):318-321.

[15] 汪海洋,时燕薇,刘小山. 不同温度条件下棕尾别麻蝇的生长发育及其在法医学上的意义[J]. 环境昆虫学报, 2010,32(2):166-172.

WANGHY,SHIYW,LIUXS.GrowthanddevelopmentofBoettcherisca peregrineunderdifferenttemperatureconditionsanditssignificanceinforensicentomology[J].JournalofEnvironmentalEntomology, 2010,32(2):166-172.

[16] 牛青山,潘永峰,温志成. 丝光绿蝇的发育速度和有效积温的实验观察及其法医学应用[J]. 中国法医学杂志, 2000,15(4):214-216.

NIUQS,PANYF,WENZC.Studyonthegrowthanddevelopmentoffly(Lucilia Sericata)undernaturaltemperatureanditsapplicationonforensicmedicinepractice[J].ChineseJournalofForensicMedicine, 2000,15(4):214-216.

[17] 贾宝强. 利用丝光绿蝇发育的有效积温推断死亡时间1例[J]. 刑事技术, 2009(5):42.

JIABQ.PresumingdeathtimebyLucilia serleataaccumulatedtemperature[J].CriminalTechnology, 2009(5):42.

[18]ZUHARM,RAZAKTA,AHMADNW,etal.Interactioneffectsoftemperatureandfoodonthedevelopmentofforensicallyimportantfly, Megaselia scalaris(Loew) (Diptera:Phoridae)[J].ParasitologyResearch, 2012,111(5):2179-2187.

[19] 汪静,申红,王俊刚. 温度对家蝇幼虫生长发育的影响[J]. 江西农业学报, 2013(7):85-87.

WANGJ,SHENH,WANGJG.EffectsoftemperatureongrowthanddevelopmentofMusca domesticaLarvae[J].ActaAgriculturaeJiangxi, 2013(7):85-87.

[20]KATHERINED,MICHELLELH.Internalmorphologicalanalysisforageestimationofblowflypupae(Diptera:Calliphoridae)inpostmortemintervalestimation[J].JournalofForensicSciences, 2013,58(1):79-84.

[21] 冯典兴,关明慧,贾志红,等. 蛆症异蚤蝇幼期石蜡切片的制备[J]. 沈阳大学学报(自然科学版), 2017,29(3):189-191.

FENGDX,GUANMH,JIAZH,etal.ParaffinsectionpreparationofimmaturesofMegaselia scalaris(Loew)[J].JournalofShenyangUniversity(NaturalScience), 2017,29(3):189-191.

[22]CARLSONKA,GARDNERK,PASHAJA,etal.Genome-widegeneexpressioninrelationtoageinlargelaboratorycohortsofDrosophila melanogaster[J].GeneticsResearchInternational, 2015(1):1-19.

[23]BAQUÉM,AMENDTJ,VERHOFFMA,etal.DescriptiveanalysesofdifferentiallyexpressedgenesduringlarvaldevelopmentofCalliphora vicina(Diptera:Calliphoridae).[J].InternationalJournalofLegalMedicine, 2015,129(4):891-902.

【责任编辑:肖景魁】

LarvalGrowthandDevelopmentofDohrniphoracornuta(Bigot)underDifferentTemperatureConditions

WuJing,FengDianxing,ZouTianlu,WangXiuhong

(Liaoning Key Laboratory of Urban Integrated Pest Management and Ecological Security, Shenyang University, Shenyang 110044, China)

At 21, 24, 27, 30 and 33 ℃, relative humidity 75%, the developmental duration and laval body length ofD.cornuta(Bigot) were studied. The results show that the developmental duration of larvae is shortened as temperature increased. During the feeding period, the larval body length increases gradually until reached the maximum, and then shortens slightly at post feeding stage. Regression analysis shows that the larval body length exhibits quadratic curve relationship with the development time. The results have a certain forensic significance for the postmortem interval estimation.

Dohrniphoracornuta(Bigot); developmental duration; body length; post-mortem interval

D 919

A

2017-09-09

国家自然科学基金资助项目(31772541,81102296); 辽宁省自然科学基金指导计划项目(201602531).

吴 静(1992-),女,辽宁阜新人,沈阳大学硕士研究生.

2095-5456(2017)06-0457-04