Маленькие свидетели больших событий, часть 2
Автор: old.medach.pro
Публикация: 18.02.2018
Введение
В первой части статьи, посвящённой судебной энтомологии, можно убедиться в том, что место происшествия изобилует неочевидными причинно-следственными связями. Однако даже самый зоркий глаз не способен уловить деятельность, происходящую на микроорганизменном уровне. И пока несовершеннолетние личинки мух доставляются на допрос к специалисту-энтомологу, от следствия могут укрываться не менее ценные свидетели криминального деяния. Пыльцевые и споровые микрочастицы, плесневые грибы, одноклеточные водоросли и даже бактерии – вот неполный список объектов преследования судебно-биологической экспертизы. В данной статье будут рассмотрены основные сведения о судебной ботанике, микологии, альгологии и микробиологии. Методы, используемые в данных видах экспертиз, встали на вооружение криминалистов относительно недавно, даже в сравнении с методами судебной энтомологии. Первый задокументированный случай использования судебной ботаники относится к 1935 году . В настоящее же время проводятся перспективные исследования потенциальных возможностей перечисленных направлений судебной экспертизы в следственной практике, в том числе и на территории РФ.Судебная ботаника
Сбор ботанических улик с места преступления чаще всего производится в виде гербария, т.к. в высушенном состоянии фитоморфология лучше сохраняется и проявляется при исследовании . Свежие растения содержат в себе влагу и сахар, что при определённой температуре может вызвать их быстрое разложение бактериями и грибами, поэтому лучше всего они сохраняются в охлаждённых аэрируемых контейнерах, при этом стоит избегать оледенения растений, т.к. это повреждает их микро- и макроструктуру. Сбор сведений необходимо подкрепить системным фотообзором непосредственно с места происшествия. Также возможно использовать видеоматериалы, но не в качестве альтернативы фотографии.
При осмотре места происшествия на предмет ботанических улик следует попытаться представить, как подозреваемый, жертва или колёсный транспорт входили и покидали осматриваемое место. Особое внимание нужно обращать на смятые, поломанные и отодвинутые части растений. Помимо открытых пространств, искать части растений также следует в волосах, на одежде, в её карманах, манжетах и швах; не стоит забывать об обувных шнурках и швах. При обследовании транспортных средств обязательно стоит провести осмотр под ходовой частью и в нишах для колёс, а также передней части транспортного средства – решёток бампера и радиатора. Судебно-дендрохронологическая экспертиза позволяет проводить анализ многолетних растений, которые содержат сезонные признаки и годичные слои в своих стволах и крупных ветвях – так можно оценить время, прошедшее после повреждения растения, например, после того, как автомобиль врезался в дерево или остановился на его корнях. Большую роль для следствия может играть растительность, собранная с захоронённых останков.
Необходимые материалы должны быть собраны, задокументированы и сфотографированы, к ним должно прилагаться сопровождающее описание, в котором заключена информация об окружающей обстановке, погодных условиях, времени сбора, данных о сборщике и краткая характеристика самого материала.
На Земле существует от 350.000 до 400.000 видов растений, однако на месте происшествия чаще всего будет представлено примерно 100 видов. В качестве специалиста целесообразнее всего использовать местных ботаников, т.к. они лучше остальных знакомы с флорой исследуемого региона, и с их помощью идентификация видов растений является наиболее эффективной с точки зрения потраченного времени и средств.
Более прогрессивным и дорогим методом является идентификация растений и грибов с помощью генетических анализов .
Один из аспектов судебной ботаники касается изучения ядовитых растений. Конечно, времена изготовления таинственных снадобий из даров Матери-Природы уже давно ушли, и им на смену пришли синтетические яды, однако случаи отравления первыми встречаются и по сей день. Частота отравлений ядовитыми растениями весьма неодинакова, кроме того, эти отравления многосторонни. Медицинские сведения нередко сводятся к описанию картины отравлений у лабораторных или домашних животных, хотя этого может быть недостаточно, чтобы считать растение ядовитым . Яды растений, в основном, действуют на нервную, сердечно-сосудистую и пищеварительную системы. Опасность представляют и некоторые лекарственные растения, действующие вещества которых при больших дозировках становятся ядовитыми, например, растения рода Adonis (горицвет) или Convallaria (ландыш), которые содержат сердечные гликозиды. При этом концентрация веществ в растениях может колебаться в зависимости от многих причин (фазы вегетации, условий произрастания, способов хранения, приготовления и прочих). К наиболее ядовитым представителям флоры средней полосы Европейской части России относятся растения родов Aconitum (Борец), Cicuta (Вех), Conium (Болиголов), Daphne (Волчеягодник), Datura (Дурман), Heracleum (Борщевик), Hyoscyamus (Белена), Paris (Вороний глаз), Ricinus (Клещевина), Veratrum (Чемерица) и вид Atropa belladonna . К наиболее токсичным комнатным растениям относятся Dieffenbachia и Philodendron . В их листьях содержатся игольчатые кристаллы оксалата кальция, собранные в пучки, которые, в свою очередь, упакованы вместе с протеолитическими ферментами в идиобласты. При повреждении листа, идиобласты “выстреливают” острые кристаллы и ферменты. При их попадании на язык и губы возникает острая боль и отёк, из-за чего “жертва” становится “немой”.
Судебная палинология
Палинология – это наука, изучающая пыльцу и споры растений и находящаяся на стыке различных направлений ботаники. В контексте судебной экспертизы палинология наиболее близко сотрудничает с трасологией – криминалистическом учении о следах .
Пыльца продуцируется семенными растениями и играет жизненно-важную роль в репродуктивных циклах растений. В каком-то смысле пыльцу можно представить как вегетативную сперму, т.к. по сути она является скоплением мужских половых клеток растений. Папоротники, мхи, печёночники и лишайники для возможности продолжения своего рода используют более “приличный” способ – споры. Большинство растений отправляют свою пыльцу и споры в паломничество строго в определённых сезонах. В эти времена года окружающая среда заполнена огромным количеством микрочастиц, что позволяет использовать их в качестве маленьких свидетелей. Они неприхотливы в хранении и транспортировке: защитная оболочка обеспечивает химическую и физическую резистентность к агрессивным факторам окружающей среды, а размеры и масса позволяют им быть необременительными попутчиками ветру, водному течению, птицам, насекомым и, что самое главное, участникам всевозможных злодеяний.
Размер пыльцевой частицы колеблется от 5 до 120 микрометров. Некоторые виды способны образовывать экземпляры, размер которых около 200 мкм, что, впрочем, также не позволяет их увидеть человеку без микроскопа. Вариативность внешнего вида пыльцы продемонстрирована на Рисунке 1. К сожалению, исключительно по морфологическим критериям не всегда удается установить вид растения и зачастую идентифицируется только его таксономический род.
Рисунок 1 – Морфологическое разнообразие пыльцевых частиц, увеличение 400X: (A) Bellis perennis; (B) Reevsiapolis reticulates; (C) Fuchsia; (D) Prumnopitys taxifolia
Принципы использования палинологии в криминалистической практике не отличаются от таковых в общей палинологии – идентификация пыльцы или спор помогает определить характерные для них тип растений, биотоп и время года. Палинологическое исследование может найти довольно широкое применение в расследовании дел, касающихся наркотрафика (в особенности марихуаны, кокаина и героина, которые напрямую получают из растений) и случаев, когда требуется установить связь между людьми, предметами и местностью (начиная от убийства и заканчивая кражей со взломом). Важно помнить, что образцы пыльцы не всегда могут в полной мере репрезентировать ту область, в которой они были найдены, поэтому для более детального анализа необходимо уточнять данные о движении воздушных масс в исследуемом регионе.
Для сбора пыльцы понадобится стандартный набор инструментов – чистые контейнеры или небольшие зип-лок пакеты с этикетками для примечаний к ним, а также шпатели, ложечки, кисточки и перчатки. Не следует протирать инструменты проточной водой, т.к. она может содержать собственную пыльцу и таким образом контаминировать образцы; с этой же целью стоит внимательно проверять герметизацию контейнеров. Образцы могут собираться с земли, растений, транспортных средств, одежды, обуви, тела человека и по необходимости – с других объектов и поверхностей. Транспортировка не требует строгих температурных условий, но по возможности должна быть произведена в кратчайшие сроки.
Судебная микология
По оценкам учёных, в мире существует около 1,5 миллиона видов грибов. Их деятельность разнообразна и повсеместно распространена – они могут вызывать болезни людей, животных и растений, образовывать симбиозы с другими организмами, припеваючи жить на разлагающихся останках.
В начале 2010-х исследователи стали пересматривать практическую важность микологических данных для судебно-медицинской практики, расширяя границы используемых знаний. Ранее участие микологии в судебной экспертизе сводилось только к идентификации ядовитых и психотропных видов грибов.
В настоящее время судебная микология может помочь в решении следующих задач:
- предоставление информации о физических следах, оставленных на месте преступления;
- определение давности смерти;
- установление причины смерти, галлюцинаций и отравлений;
- локализация захоронений трупов.
Судебная альгология
- как часть трасологической экспертизы;
- установление обстоятельств утопления;
- определение альготоксинов и их повреждающего действия;
- определение давности смерти.
- распространённость и круглогодичная активность;
- способность расти на поверхности трупа;
- преемственность при колонизации поверхности;
- некоторые виды обладают специфическими характеристиками и соответствуют конкретным водным объектам.
Судебная микробиология: вездесущие шпионы
Подобно физикам, усердно квантовавшим «неделимый» атом, судебно-медицинские эксперты решили не останавливаться на объектах, которые видны лишь невооруженным взглядом. И в ход пошли секвенаторы.
Исследования по разложению останков изначально фокусировались в основном либо на членистоногих, либо на деятельности хищников, и крайне мало внимания уделялось тому, что может происходить на уровне микроорганизмов. Однако методы секвенирования нового поколения расширили границы возможного. С помощью прогрессивных способов секвенирования, например, секвенирования 16S рРНК, судебно-медицинские эксперты определяют структуру бактериальных сообществ с тканей разлагающихся останков. При этом оценивается разнообразие таксономических единиц на типовом уровне и на уровне семейств, а в некоторых исследованиях и однородность микробиомов.
В исследовании, проведённом Jennifer L. Pechal et al., был использован метод пиросеквенирования для описания характерных изменений, происходящих с разлагающимися останками, и идентификации членов эпинекротического сообщества . Понятие эпинекротического сообщества подразумевает группу организмов на поверхности разлагающихся останков, в основном представленную прокариотами, протистами и грибами. Поставленные задачи исследования – описать структуру и преемственность эпинекротического сообщества, идентифицировать важные бактериологические таксоны, которые потенциально можно использовать для определения давности смерти, а также понять, как количественные изменения некробиома могут быть использованы в судебно-медицинской практике.
Любопытно, что за исключением 3% представителей редко встречающихся таксонов, все выявленные микроорганизмы задокументированы как часть микробиома человека. Остальные микроорганизмы, судя по всему, переносятся на труп вместе с мухами и могут влиять на таксономическое разнообразие в ходе конкуренции. Результаты исследования показывают, что тип Firmicutes к 5 дню разложения занимает доминирующее положение в микробном сообществе, в то время как семейства бактерий имеют довольно высокую вариативность. Более подробные результаты представлены на Рисунке 5.
При этом было достоверно установлено, что таксономическое богатство и разнообразие уменьшается вместе со временем разложения трупа в среднем на 40% за 5 дней.
Рисунок 5 – Качественный состав эпинекротического сообщества по (a) Типам и (b) Семействам
Этими же исследователями было предложено объяснение того, как информация об эпинекротическом сообществе может быть использована в судебно-медицинской практике. Это отражено на Рисунке 6 в виде последовательности действий, которые необходимо совершить специалисту на месте происшествия и в лаборатории для определения давности смерти. Эта схема может дополнить методику сбора насекомых для судебно-энтомологической экспертизы, описанной ранее.
Рисунок 6 – Алгоритм действий утилизации бактериальных сообществ для определения давности смерти
Аналогичные исследования с обилием расчётных данных, посвящённые водной среде и соответствующим бактериальным сообществам, представлены в работе Benbow M.E. et al. .
Другое исследование сфокусировалось на изучении посмертных изменений резидентной микрофлоры. Исследование проводилось для возможного использования образцов тканей при аутопсии в определении давности смерти. В ходе исследования на мышиных моделях была изучена структурная и функциональная динамика колоний Staphylococcus aureus и Clostridium perfringens после их интраназальной инокуляции. Такой выбор обусловлен тем, что оба организма являются частью резидентной микрофлоры мышей, причём S. aureus является типичным представителем факультативных анаэробов и обитателем верхних дыхательных путей , а C. perfringens – строгий анаэроб и нормальный представитель микрофлоры желудочно-кишечного тракта . Визуализация активности осуществлялась на основе флуоресценции, опосредованной встроенной в бактерию плазмидой с последовательностью, кодирующей флуоресцентный белок. Первый микроорганизм выявлялся in vivo и in vitro для определения маршрута колонизации, связанного с основными физиологическими событиями, происходящими при разложении; C. perfringens выявлялся культуральными методами. По полученным данным, S. aureus достигает наиболее высокой концентрации на 5-7 сутки разложения, а затем начинает резко уменьшаться и совершенно не выявляется на 30 день. Для C. perfringens картина носит более неоднозначный характер. Подробная информация представлена на Рисунках 7 и 8.
Рисунок 7 – Колонизация кожи, кишечника, желудка, сердца, селезенки, легких, печени и почек Clostridium perfringens. Синими столбцами представлены значения флуоресцирующих колоний с органов у мышей, которые не прошли стерилизацию поверхностных тканей, зелеными столбцами – мышей со стерильными поверхностными тканями.
Рисунок 8 – Колонизация кожи, кишечника, желудка, сердца, селезенки, легких, печени и почек Staphylococcus aureus KUB7 колониями. Синими столбцами представлены значения флуоресцирующих колоний с органов у мышей, которые не прошли стерилизацию поверхностных тканей, зелеными столбцами – мышей со стерильными поверхностными тканями. Стерилизация поверхностных тканей необходима для определения влияния внешней микробиоты на колонизацию.
В исследованиях по секвенированию генома определяют примерно 10^3 - 10^6 видов бактерий в 1 г почвы. В исследовании, проведённом Finley S.J. et al., определялись виды бактерий, которые могли бы быть связаны с разложением трупа . Результаты могут быть важны для понимания экологии почвы с разлагающимися останками и потенциально использоваться в области судебной медицины, например, для определения давности смерти. Это исследование проводилось при помощи 16S рРНК секвенирования. Для изучения забирались образцы почвы вокруг трупов, находящихся в верхних слоях земли, и образцы почвы у глубоко захороненных тел. Образцы, взятые с поверхности почвы, демонстрируют уменьшение разнообразия и меньшую равномерность микробных сообществ, в то время как образцы почвы с захороненными останками показывают увеличение разнообразия и уменьшение равномерности. Также результаты свидетельствуют о том, что вездесущая Proteobacteria является наиболее часто встречаемой во всех образцах почвы. Поверхностные образцы характеризуются уменьшенным количеством представителей типа Acidobacteria и большим количеством Firmicutes относительно общей структуры сообщества. Образцы с захороненными останками показывают большую стабильность своего состава. На Рисунке 9 представлена более подробная информация по результатам исследования.
Рисунок 9 – Относительное содержание типов бактериальных сообществ в почве у тел с поверхности земли и захороненных тел, выявленное с помощью 16S рРНК секвенирования
Заключение
В данном материале был рассмотрен вопрос использования ботанических, микологических, альгологических и микробиологических данных в судебной практике. Объектами внимания описанных методик в основном служат микроскопические организмы, что является основой для главных преимуществ данных экспертиз по отношению к классическим подходам – повсеместная распространённость и «невидимость» вещественных доказательств. Преступник не в состоянии контролировать деятельность вездесущего микромира, а в силу своего неведения может и вовсе упустить из виду факт его наличия. Маленькие свидетели, напротив, пристально следят за окружающей обстановкой, а потому являются ценной находкой для следствия.
Однако реальная ситуация такова, что использование подобных доказательств, несмотря на кажущуюся универсальность, является скорее чем-то уникальным для судебной практики. Но не стоит забывать, что эти направления являются очень молодыми для судебной экспертизы, ещё не раскрывшими весь свой потенциал. И, кто знает, возможно, через некоторое время микромир станет фокусом внимания криминалистики: следователи с юридического факультета будут пыхтеть на кафедре микробиологии, а преступники в пароксизме паранойи производить тотальную стерилизацию места происшествия.
Автор: wmwsmz
Редакция: Deepest Depths, Станислав Груздев, Бровламих Мантис, Николай Лисицкий, Зенфира Махмудова
Источники
- Lane M. A. et al. Forensic botany //Bioscience. – 1990. – Т. 40. – №. 1. – С. 34-39.
- Hall D. W., Byrd J. Forensic botany: a practical guide. – John Wiley & Sons, 2012.
- Аминев Ф. Г. О возможностях использования судебно-дендрохронологической экспертизы в расследовании преступлений //Судебная экспертиза. – 2014.
- Майорова Е. И., Гончарук Н. Ю. К вопросу использования дендрохронологического анализа в судебно-экспертной практике //Вестник Московского государственного университета леса–Лесной вестник. – 2015. – Т. 19. – №. 5.
- Gitzendanner M. A. Use and guidelines for plant DNA analyses in forensics //Forensic Botany: A Practical Guide. – 2012. – С. 93-106.
- Зориков П. С. Ядовитые растения леса: учеб. пособие. – 2005.
- Лужников Е. А. ред. Медицинская токсикология: Национальное руководство. – 2012.
- Линг Л. Д., Кларк Р. Ф., Эриксон Т. Б. Трестрейл III Джон X. Секреты токсикологии: Пер. с англ. – 2006.
- Sandiford A. Palynology, Pollen, and Spores, Partners in Crime: What, why, and how //Forensic botany: A practical guide. – 2012. – С. 127-144.
- Hawksworth D. L., Wiltshire P. E. J. Forensic mycology: the use of fungi in criminal investigations //Forensic Science International. – 2011. – Т. 206. – №. 1. – С. 1-11.
- Hawksworth D. L. Report on identification of fungal spores //Report to Wiltshire Constabulary. – 2009.
- Hawksworth D. L. Final report on mycological findings associated with operation lynx //Report for Tayside Police, Dundee. – 2009.
- Guzmán G. et al. The hallucinogenic mushrooms: diversity, traditions, use and abuse with special reference to the genus Psilocybe //Fungi from different environments. – 2009. – С. 256-277.
- Heim R. et al. Botanical and chemical characterisation of a forensic mushroom specimen of the genus Psilocybe //Journal of the Forensic Science Society. – 1966. – Т. 6. – №. 4. – С. 192-201.
- Cullen W. R., Reimer K. J. Arsenic speciation in the environment //Chemical reviews. – 1989. – Т. 89. – №. 4. – С. 713-764.
- Hardy C. R., Wallace J. R. Algae in forensic investigations //Forensic Botany: A practical guide. – 2012. – С. 145-173.
- Pechal J. L. et al. The potential use of bacterial community succession in forensics as described by high throughput metagenomic sequencing //International Journal of Legal Medicine. – 2014. – Т. 128. – №. 1. – С. 193-205.
- Benbow M. E. et al. The potential of high‐throughput metagenomic sequencing of aquatic bacterial communities to estimate the postmortem submersion interval //Journal of forensic sciences. – 2015. – Т. 60. – №. 6. – С. 1500-1510.
- Burcham Z. M. et al. Fluorescently labeled bacteria provide insight on post-mortem microbial transmigration //Forensic science international. – 2016. – Т. 264. – С. 63-69.
- Wertheim H. F. L. et al. The role of nasal carriage in Staphylococcus aureus infections //The Lancet infectious diseases. – 2005. – Т. 5. – №. 12. – С. 751-762.
- Uzal F. A. et al. Animal models to study the pathogenesis of human and animal Clostridium perfringens infections //Veterinary microbiology. – 2015. – Т. 179. – №. 1. – С. 23-33.
- Finley S. J. et al. Microbial signatures of cadaver gravesoil during decomposition //Microbial ecology. – 2016. – Т. 71. – №. 3. – С. 524-529.