البيولوجيا وعلوم الحياة

العوامل التي تؤثر على تعاقب ونمو الحشرات على الجثث

2011 علم الحشرات الجنائي

وليد عبد الغني كعكه

KFAS

تعاقب ونمو الحشرات على الجثث البيولوجيا وعلوم الحياة

1 – الأقاليم الجغرافي Geographical Regions.

يعتبر وصف توزيع حشرة ما بالإشارة إلى الأقاليم الحيوانية الجغرافية ذات فائدة أكبر من الإشارة إلى الحدود القومية المتغيرة باستمرار (الشكل 62).

ومع ذلك فقد يؤثر نوع التضاريس ضمن بلد معين على وصف توزيع أو تعاقب الأنواع الحشرية ونسبة التحلل أو التعفن للجثة (Vanlaerhoveh و Anderson 1996 و 1999، الجدولان 4 و 5). وكما يلاحظ في الشكل 62، تم تمييز ستة أقاليم رئيسية وهي:

القطبي القديم (Pataearctic): ويشمل أوروبا وأفريقيا شمال مدار السرطان، ويشمل الصحراء الكبرى والصين شمال خط عرض 30° ش والاتحاد السوفيتي الآسيوي وكوريا واليابان.

القطبي الجديد (Nearctic): ويضم الولايات المتحدة الأمريكية وكندا وجرينلاند وألاسكا وشمال المكسيك.

الأفريقي الاستوائي (Afrotropical): وشمل كل أفريقيا جنوب مدار السرطان ولكنه لا يشمل الصحراء الكبرى.

الشرقي (Oriental): ويضم الهند وباكستان وشمال شرق آسيا والصين جنوب خط 30ْ ش وماليزيا وإندونيسيا.

الأسترالي (Australian): ويشمل أستراليا وغينيا الجديدة ونيوزيلاندا وجزر الباسفيك.

الاستوائي الجديد (Neotropical): ويضم جنوب المكسيك وأمريكا الوسطى وأمريكا الجنوبية.

 

توجد عناصر مشتركة في المجموعة الحيوانية الموجودة في الإقليمين القطبي الجديد والقطبي القديم ولذا يشار إليهما بالإقليم القطبي الكلي Holarctic Region.

وكثيراً ما يشار إلى الإقليم الأفريقي الاستوائي بالإقليم الإثيوبي Ethiopian Region، وبما أن أثيوبيا لا تمثل إلا جزءاً صغيراً جداً من الإقليم، فقد اقترح Crosskey (1980) المصطلح الأكثر تناسباً وهو الإقليم الأفريق الاستوائي.

ينخفض تعداد الأنواع الحشرية المنجذبة للجثث في الظروف القطبية إلى أدنى حد لها، حيث لاحظ McAlpine (1965) تواجد نوع واحد من الذباب المعدني (الفصيلة Calliphoridae) على جثة اللاموس (ضرب من القوارض قصير الذيل) على جزيرة Ellet Ringnes في القطب الشمالي، والنوع هو Boreellus atriceps Zetterstedt.

ولا شك أن جثة إنسان في هذه الظروف ستكون مماثلة للحيوانات الأخرى من ناحية نمو الأنواع الحشرية (إن وجدت).

وبسبب الظروف الباردة جداً، ينعدم التحلل تقريباً وقد تبدأ الجثة بالتحلل ولكن ببطء شديد. تبقى جلود الحيوانات متماسكة بعد انبثاق الذباب البالغ، وتحتفظ الأجسام المحنطة بأشكالها بالرغم من اختفاء جزء كبير من اللحم ومن المثير أيضاً ملاحظة الاستجابة البيئية ليرقات الذباب المعدني، وخاصة النوع B. atriceps، حيث لا تحفر تحت الجثة وتنتقل للخارج لكي تتعذر، ولكن بدلاً من ذلك فإنها تنتقل إلى الأسطح الخارجية حيث تلتمس حرارة أشعة الشمس المباشرة.

 

يزداد مدى التنوع الحشري على الجثث في الأقاليم معتدلة المناخ Temperate Regions، وهناك ما يقرب من 40 نوعاً مرتبطاً بجثة الإنسان و56 نوعاً على الذئاب و 36 – 38 نوعاً على الأرانب و306 أنواع على الخنازير.

أما بالنسبة إلى الأقاليم الاستوائية، فقد لا يكون التنوع الحشري غنياً على الجثث ولكن المجموعات التي تحتويه تلعب دوراً مهماً عليها (مثل النمل والصراصير والنمل الأبيض).

ولا يلاحظ بشكل كبير التغيرات الفصلية في المناطق الاستوائية، ويمكن أن يتواجد الذباب المعدني على مدار العام (Cornaby 1974، Jiron 1979، Jiron و Cardin 1981).

قدم Cornaby (1974) دراسة مقارنة بين جثث العلجوم أو ضفدع الطين Toad والعظاءة أو السحلية Lizzard في الغابات المطرية الاستوائية في كوستاريكا في أمريكا الوسطى.

وقد وجد 170 نوعاً من مفصليات الأرجل والتي كان لها دور كبير على تحلل الجثث في مرحلة التحلل أو التعفن الجاف، وتتبع هذه الأنواع الفصائل Calliphoridae و Sarchphagidae (رتبة Diptera) و Formicidae (رتبة Hymenoptera) و Scarabaeidae (رتبة Coleoptera).

 

وقد درس Cornaby العلاقة بين الحيوانات آكلة الجيف Necrophagous Animals ومفترساتها وتعاقب وتركيب الأنواع بين المواقع المختلفة.

بالنسبة إلى جثث الفيلة في كينيا، فقد وجد Coe (1978) نوعين فقط من الذباب المعدني وبعض النمل والخافس والنمل الأبيض. وبالرغم من وجود نوعين من الذباب إلا أن تعدادها كان كبيراً.

وقد قدر Coe العدد بحوالي 14.460 يرقة من النوع C. albiceps Wiedemann و 11.500 (regalis R. D = ) C. marginalis Wiedemann حول جثة فيل واحد.

وقد أصبحت يرقات C. albiceps من أهم مفترسات C. marginalis في مرحلة هجرة الحشرات من الجثة.

 

2- الحرارة والرطوبة Temperature and Humidity:

تعتبر الحرارة والرطوبة من أهم العوامل التي تؤثر على معدل نمو ووضع البيض من قبل الحشرات آكلة اللحم، حيث يمنع الطقس البارد نشاط الذباب.

وقد اعتمد Pradhan (1946) و Nagasawa و Kishino (1965) نظرية العلاقة الإيجابية بين معدل نمو الذباب ودرجات الحرارة (الشكل 63).

وقد وجد Reiter (1984) بأنه يمكن أن يصل طول اليرقة إلى أعلاه بزمن قصير عند درجات حرارة عالية، ولكن ينخفض الطول إذا ازدادت درجة الحرارة إلى حد أعلى (الشكل 64).

ووجد أيضاً تقزم الأشكال عند درجات حرارة ثابتة وأعلى من 30ْ م ولم تستطع اليرقات التعذر ثم ماتت.

 

وهناك تفاوت في تحمل الحشرات لدرجات الحرارة، فقد حدد Knippling و Sullivan (1957) نقاط الموت الحراري Thermal Deaath Points للحشرات وبلغت ما بين -15° م إلى -30° م، مع الحد الأقصى وهو 60° م (Knippling 1958).

تتغير درجات الحرارة والرطوبة بتغير الفصل والمنطقة الجغرافية والكائنات الحية المتواجدة في موقع تواجد الجثة (Nuorteva 1972، 1977a, b, 1976a, b Hanski).

ويهتم عالم الحشرات الجنائي بالمدى اليومي لدرجات الحرارة في موقع الجريمة. وتؤثر درجات الحرارة على معدل نمو الأطوار المختلفة للحشرات في الفصول المختلفة (الشكلان 65 و66). وقد وجد Deonier (1940) بأن درجات الحرارة القصوى لنشاط مجموعات من الذباب المعدني تتراوح بين 4 إلى 14° م.

 

وجد Nielsen و Nielsen (1946) عدم فقس بيض جنس الذباب المعدني Calliphora تحت درجة حرارة 4ْ م، ولكن يفقس البيض وتنمو اليرقات على دردات حرارة بين 6 – 7° م.

ويجب على عالم الحشرات الجنائي قياس درجات حرارة الجثة والجو المحيط بها، ولكن لا يحدث من الناحية العملية وفي معظم الأوقات بسبب وصوله بعد نقل الجثة من الموقع التي وجدت فيه إلى المختبر للفحص أو التشريح.

 

وإذا تم الاعتماد على درجات الحرارة والرطوبة المسجلة في أقرب محطة أرصاد جوية فإن على عالم الحشرات الجنائي تقدير الحرارة حول الجثة لاعتمادها في تقدير الزمن الذي مضى على الوفاة، ويجب توخي الحذر عند التقدير (Aruzhonov 1963، Leclercq و Tinant – Dubois 1973، Leclercq و Watrin 1973، Nuorteva 1972).

ويظهر الشكل 67 مقارنة ما بين درجات حرارة الجثة وحرارة التربة خلال كل مرحلة من مراحل تحلل الجثة. وقد وجد Deonier (1940) درجة حرارة الجثة كانت أعلى من درجات حرارة الهواء بسبب تاثير الشمس ولكن بشكل رئيسي الحرارة التي تنتجها اليرقات على الجثة.

 

3- الضوء والظل Light and Shade:

تفضل بعض الحشرات الضوء وتعتبر من الكائنات المحبة أو الإيجابية للضوء Phototropic (أما إذا كانت الشمس مصدر الضوء فتعتبر Heliotropic).

أو قد تكره الضوء وتعتبر من الكائنات غير المحبة أو السلبية للضوء. ويؤثر الضوء أو الظلام، كما هو في درجات الحرارة، على تواجد الحشرات على الجثة. والمعروف عن أهم الحشرات المرتبطة بالجثث والتابعة للذباب المعدني تفاوتهم في تفضيل الظل عن الضوء.

فالذباب الأزرق (الجنس Caltiphora) يفضل الأماكن المظللة بينما يفضل الذباب الأخضر (الجنس Lucilia) ضوء الشمس، كما هو الحال بالنسبة إلى ذبابة اللحم (الجنس Sarcophaga). وقد وجد Smith (1956) بأن انتقال عينات فطريات الجثث phallus impudicus إلى ظروف الضوء أو الظل يؤثر على عدد الذباب التابع لتلك الأجناس والتي تزور هذا الفطر.

من العادة ملاحظة الذباب التابع للجنس Calliphora في المناطق الداخلية، بينما لا يلاحظ تواجد الذباب التابعة للجنسين Lucilia و Sarcophaga (إلا إذا كانت النوافذ مفتوحة وكان الجسم معرضاً لأشعة الشمس مباشرة).

وبشكل مشابه، قد يشير تواجد يرقات الذباب في الخارج فيما إذا كانت الجثة معرضة لأشعة الشمس مباشرة أو في ظل أو كلاهما وباختلاف أوقات اليوم.

 

4- التغيرات اليومية والفصلية Seasonal and Daily Periodicity:

تختلف الحشرات في معدل تواجدها باختلاف اليوم أو الفصل في السنة وتتباين في مقدرتها على الطيران وفترات طيرانها.

فالمعروف بأن الجثة المعرضة للهواء في فصلي الربيع والصيف تكون عادة غنية بالتنوع الحشري المتواجد عليها مقارنة مع الجثة المعرضة للهواء في فصل الشتاء حيث يغيب التعاقب النوعي للحشرات. وللذباب المعدني عدة أجيال في السنة وقد لا يملك القدرة على الطيران لفترة طويلة (من أوائل الربيع إلى أواخر الخريف).

أما الجثث المعرضة للهواء خلال فصل الشتاء، حيث لا يوجد الذباب المعدني، فيتواجد عليها مجموعة من الحشرات التي تشمل الخنافس وغيرها من الحشرات المحبة للتربة.

وهناك دراسات قليلة حول الأنواع الحشرية أو الكائنات التابعة لرتبة مفصليات الأرجل خلال فصل الشتاء، وقد ذكر Broadhead (1980) و Erzinclioglu (1980) تواجد وتغذية الهاموش الشتوي على الجثة (فصيلة Trichoceridae: رتبة Diptera).

وهناك العديد من الأبحاث التي تسلط الضوء على حشرات الجثث وارتباطها بالإيقاع الدوري للنشاط اليومي daily or diel rhythms of activity ومنها: Suenaga (1963)، Lewis و Taylor (1965)، Norris (1965b)، Hanski و Nuorteva 1975).

وقد قام Mello وآخرون (1997) بدراسة تحديد وتغير تعداد أنواع الذباب المعدني المختلفة والتابعة للفصيلة Calliphoridae في البرازيل. ولم يجد الباحثون أي اختلافات فصلية في تكوين مجاميع هذه الأنواع، واستنتجوا بأن الذباب المعدني يتأثر بشكل أكبر بالمكان أو المسكن البيئي الذي يعيش ويتأقلم فيه، ولا تأثير للفصل من السنة في تعاقب أنواع الذباب.

وقد عرض Dadour (2008) تجربته في تحلل جثة خنزير معرضة للهواء (متواجدة على سطح التربة) خلال فترات في فصل الصيف والخريف (الشكل 68).

وقد عرض Wyss وآخرون (2003) دراسة قضية خاصة بنشاط حشرات بالغة ذات أهمية جنائية (النوعان Calliphora vicina و Catliphora vomitoria) ووضعهما للبيض على جثة إنسان مدفونة تحت الثلج في ظروف الطقس الشديد، وتعتبر هذه الدراسة هي الأولى من نوعها.

 

5– توفر الغذاء والمنافسة Availabitity of Food and Competition:

قد يؤثر حجم الجثة على إمكانية توفر الغذاء للحشرات المنجذبة إليها وبالتالي قد يؤثر على حياة يرقات الحشرات التي تتغذى عليها (Suenaga 1959، Denno و Cothran 1975، Kuusela و Hanski 1982).

وقد لا يؤثر النقص في كمية الغذاء المتوفرة على اكتمال دورة حياة الحشرة ولكن قد ينتج عن التغذية يرقات وعذارى وبالغات صغيرة الحجم، وبذلك قد يعطي تقديرات خاطئة عن عمر أي طور من هذه الأطوار. وقد يحدث هذا في الأطوار أو الأجيال الأخيرة للحشرات التي وصلت إلى الجثة مبكراً.

من العوامل الهامة التي تؤثر على اكتمال دورة حياة أي حشرة على الجثة هو المنافسة على مصدر الغذاء. وهناك ثلاثة أنواع من المنافسة:

1- المنافسة بين أفراد نفس النوع Intraspecific Competiton. تقلل هذه المنافسة من حجم اليرقة وبالتالي عدد وخصوبة الحشرات البالغة.

2- المنافسة بين الأنواع Intraspecific Competiton. تقلل هذه المنافسة أيضاً من حجم اليرقة وبالتالي عدد وخصوبة الحشرات البالغة.

3- المفترسات والطفيليات Predators and Parasiles. يعتبر الافتراس أو التطفل التخصصي (ضد نوع واحد) مفيداً بالنسبة إلى النوع المنافس.

 

يعتبر الوصول المبكر للحشرات ووضع بيضها على الجثة (مثل الجنس Catliphora والجنس Lucilia) من مزايا النوع، ولكن تعوض بعض الحشرات التي تصل متأخراً (مثل الجنس Chrysomya والجنس Sarcophaga) بكونها ولودة viviparous وتضع يرقات حية على الجثة. ومع ذلك، إذا كانت كمية الغذاء قليلة بالنسبة لإناث الجنس Calliphora فإنها تعتمد إلى الاحتفاظ بالبيض في أجسامها حتى تفقس ثم تضع اليرقات الحية.

تعتبر بعض يرقات الذباب (التابعة لرتبة ثنائية الأجنحة) من الكائنات آكلات الجيف Carrion Feeders في الطور الأول لها ثم تصبح من المفترسات في الطورين الثاني والثالث (مثال: الجنس Hydrotaea والجنس Ophyra).

وقد وجد Coe (1978) يرقات أنواع تابعة للجنس Chrysomya وهي تتغذى على جثث فيلة في كينيا، حيث شوهدت يرقات النوع C. albiceps الكبيرة ذات الأشواك وهي تفترس يرقات النوع C. marginalis الصغيرة غير المسلحة بالأشواك.

وقد تكون العلاقة التنافسية بين الخنافس المفترسة والخنافس آكلات الجيف ويرقات الذباب المعدني على أشدها والتي قد تؤثر على تواجد كل نوع من هذه الأنواع على الجثث.

وقد تعمد يرقات الذباب المعدني إلى الدخول في مرحلة التعذر للهرب من التطفل عليها من قبل ذبابة البراكونيد Atysia manducator التابعة لرتبة الحشرات غشائية الأجنحة Hymenoptrera.

يمكن الحصول على معلومات قيمة عن طبيعة المنافسة بين أفراد النوع وبين الأنواع وأهميتها للكائنات التي تنجذب إلى الجثث من Fuller (1934)، Varley وآخرون (1973)، Denno و Cothran (1975) و Putman (1983).

 

6– طريقة الموت أو الوفاة Manner of Death:

قد تؤثر طريقة الموت على معدل تحلل أو تفسخ الجثث وتعاقب وانجذاب الأنواع الحشرية وغيرها من مفصليات الأرجل عليها.

فالموت الذي ينتج عن الغازات (مثل أول أكسيد الكربون الصادر عن غاز الفحم وأدخنة عادمات السيارات) يسبب تغيرات في هيموغلوبين الدم والذي يؤثر على أنسجة الجسم. وقد درس Utsumi وآخرون (1958) فئران قتلت بتسعة طرق مختلفة وهي: انسداد الأوعية الدموية بالهواء aeroembolism، استئصال الشرايين arteriotomy، الغرق drowning، الحرق burning، التسمم بهيدروكربونات البوتاسيوم hydrocarbon potassium poisoning، التسمم بحمض الزرنيخ arsenic acid poisoning، التسمم بالباراثيون parathion poisoning، التسمم بالفوسفور phosphorous poisoning، والتسمم بمادة منومة poisoning with hypnotics (bromdiethylacetyl urea).

والمعروف بأن الباراثيون parathion والزرنيخ arsenic يزيدان من نسبة التحلل ويؤثران على معدل نمو الخنافس والذباب التي تتغذى على الجثث، ويعني هذا زيادة عدد الأنواع التي تنجذب للجثث في بداية اكتشاف الجثة من قبلها ثم انخفاض هذه الأعداد في المراحل المتأخرة من اكتشاف الجثة.

وقد استطاع Beyer وآخرون (1980) اكتشاف المادة Phenobarbitol والتي استخدمت في قضية الموت بجرعات عالية وقاتلة وذلك بواسطة تحليل يرقات الذباب من جسم متحلل بشكل كامل وحيث لم يكن هناك أنسجة كافية لاستخدامها في الدراسة.