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千余微生物参与尸体分解
来源:中国科学报      作者:赵熙熙      时间:2015-12-15 21:40      关键词:该发现对法医科学有重要意义
摘要:“尘归于尘,土归于土”可能不是上帝的杰作,而是土壤微生物努力工作的结果。然而迄今为止,人们对于这些微小的“殡葬工”如何把我们的身体变为尘埃知之甚少。如今,一项新研究表明,无论人们被埋葬在哪里,土壤中相同的细菌、真菌以及其他小生物都会洗劫我们的身体,好像它们只是在等待我们的遗体到来一样。这一研究结果对于法医科学有着重要的意义,包括可以帮助警察更好地确定死亡时间。

“尘归于尘,土归于土”可能不是上帝的杰作,而是土壤微生物努力工作的结果。然而迄今为止,人们对于这些微小的“殡葬工”如何把我们的身体变为尘埃知之甚少。如今,一项新研究表明,无论人们被埋葬在哪里,土壤中相同的细菌、真菌以及其他小生物都会洗劫我们的身体,好像它们只是在等待我们的遗体到来一样。这一研究结果对于法医科学有着重要的意义,包括可以帮助警察更好地确定死亡时间。

并未参与该项研究的美国尤金市俄勒冈大学微生物生态学家Brendan Bohannan表示:“我认为新的结论最终将出现在生态系统科学教科书和CSI(《犯罪现场调查》)的情节中。”

与植物相比,腐烂的动物尸体是包括氮和碳在内的令人难以置信的丰富营养来源。并未参与该项研究的荷兰乌特勒支大学微生物生态学家George Kowalchuk指出,对微生物来说,尸体代表着一座“金矿”。他补充说,尽管人们一直知道食腐动物如秃鹰、浣熊和绿头苍蝇能够完成一些分解尸体的肮脏工作,但科学家也只是刚刚才知道微生物分解者有多么重要。

为了摸清微生物在其中扮演了一个什么角色,博尔德市科罗拉多大学进化生物学家Jessica Metcalf着手对微生物与尸体的关系进行了研究。

Metcalf从小鼠入手,将126具尸体放到单独的容器中,而这些容器分别装有来自3个不同地点的土壤——科罗拉多州的矮草草原和亚高山带的美国黑松森林以及得克萨斯沙漠。

在接下来一年半的时间里,Metcalf对腐烂的老鼠皮肤、内脏和土壤中的微生物进行了采样。在亨茨维尔休斯顿州立大学得州东南部法医学应用实验室的帮助下,她还跟踪了捐献给科学研究的4具人类遗体的腐烂情况——其中两个在冬天放于室外,另两个在春天放于室外。

然而识别微生物才是真正的挑战,因为其中的许多微生物不能在实验室中生长,因此也就谈不上研究。为了搞清都有哪些微生物——包括蠕虫和真菌,Metcalf与加利福尼亚大学圣地亚哥分校微生物生态学家Rob Knight以及同事采用了宏基因组学的方法,这是一种从土壤和尸体样本中分离与测序脱氧核糖核酸(DNA)的方法。

为了分析研究人员发现的数以千计的微生物种类,他们开发出了一些复杂的计算机程序。Kowalchuk表示:“这是一个宏基因组学的绝技……从而让复杂的微生物信息转化为有用的形式。”

最终结果表明,负责分解尸体的大部分微生物来自于土壤,而不是像其他研究人员推测的那样来自于动物的内脏。此外,无论土壤类型、天气或其他食腐动物存在与否,这些微生物都是相同的。

这表明土壤可能含有一个“微生物种子库”,一组罕见的微生物可能直到一个营养丰富的尸体来临才会出现。这让人意想不到,研究“死亡气味”的比利时勒芬大学法医毒理学家Eva Cuypers这样表示。并未参与此项研究的Cuypers指出,最令人惊讶的是微生物分解者群落并不取决于土壤类型。她强调,这可能会让自己更容易回答是否有独特的气味和死亡联系在一起的问题。

此外,这项研究还表明,微生物群落随着时间的流逝以一种可预测的方式发生着变化。在这些实验的最初是很难觉察到尸体分解者的,并且每一个尸体周围的土壤看似支撑着完全不同的生物。研究人员在12月10日的《科学》杂志网络版上报告了这一研究成果。

这项研究结果可能成为一个破解刑事犯罪的强大的新工具。法医专家们有时会使用如绿头苍蝇在内的昆虫估计死亡时间。但Bohannan说,微生物可能被证明是一个“比昆虫更准确的法医信息来源”。