法醫鑑識與昆蟲相 一窺屍體上的昆蟲多樣性 | 環境資訊中心

法醫鑑識與昆蟲相 一窺屍體上的昆蟲多樣性

福爾摩斯系列

2020年11月03日
文:蕭旭峰(國立台灣大學昆蟲學系教授兼系主任);插畫:湯翊羚
編按:一樁刑事案件調查,常常因無法判斷死者真正的死亡時間究竟為何時而陷入膠著。這些平時我們覺得毫不起眼、不太討喜的蒼蠅、蛾類或鰹節蟲等,正悄悄利用法醫昆蟲學的嶄新光環,讓小小的蟲體發展成為破案的關鍵,協助科學家與鑑識官一步一步釐清迷霧中的真相!

人類每天製造許多垃圾,透過清潔人員的協助與垃圾處理,解決了眼前的問題。同樣的,自然界也有此需求,包括如何處理那些顯而易見的動植物遺體與排泄物;還好自然界也有自己的清潔隊,日以繼夜的清理這些「廢物」。這些我們稱為清道夫或分解者的生物,大到食屍性或親屍性的哺乳動物、鳥類或昆蟲,小到腐生的真菌與細菌,視這些廢物為珍饈,以此為生。透過這些食物鏈最底層的生物,地球資源因此得以循環再利用、生生不息。

一個新生的屍體資源 鏈結昆蟲與人類的刑事案件集

2016年密西根州立大學的E. Eric Benbow教授及德州農工大學的Jeffery K. Tomberlin及Aaron M. Tarone教授出版了一本很有趣的書,書名為屍體生態學、演化學及其應用,詳細探討了屍體分解的過程、機制、演化生態學及其可能的應用途徑。去年(2019)西班牙及葡萄牙的學者也出版了類似主題的專書,討論屍體生態學及管理的議題。顯然,近年來開始有學者關注並研究屍體等自然物質在環境中被分解處理的重要性。

人或動物在死亡後,屍體就成為一個新生的資源,由於其出現的時機通常並不具備可預測性,所以利用這些資源的生物就得各憑本事、爭先恐後的前來佔領並取用:有的靠地緣關係、有的靠速度,有的則是靠優勢的數量。長時間演化下來,屍體上出現的生物,形成了某些特定的規律,其中最為人所熟知的就是屍體昆蟲相的消長次序。

以中大型的屍體來看,螞蟻和麗蠅稱得上是第一批到達的訪客,其次則是類群繁雜的其他蠅類或甲蟲,等到屍體消耗到較為乾燥的狀態時,則通常只剩下一些腐食性的甲蟲而已,過程中當然也有為數不少的蟎類參與其中。

人類很早就觀察到這些現象,然而開始將這些現象運用在人類刑事案件的調查上,幾乎所有的教科書都首推了中國南宋時期宋慈的「洗冤集錄」,這個早在13世紀就開始鏈結昆蟲與人類的刑事案件集。而在較近代的18至19世紀,西方的法醫昆蟲學研究則發源於法國與德國,並約在1855年左右,法國的醫生Bergeret才開始應用昆蟲的發育時間推估人類的死亡時間。一直到現在,利用昆蟲發育時間推估屍體死亡時間(或稱死後間隔時間),都還是法醫昆蟲學中最重要的應用方向。

四季溫度不同 影響昆蟲相發展 

利用法醫昆蟲學在死亡時間的推算上,目前主要還需同步考量昆蟲在不同溫度下的發育時間。首先,必須面對物種的個別差異性,因此對不同地區的屍體昆蟲相必須有足夠的認知。

以台灣為例,春夏季節氣溫較高,平地屍體上出現的優勢物種為大頭金蠅;然而在秋冬等較低溫的狀況下,卻會被極為相似的另一物種肥軀金蠅所取代。此外,通常在屍體分解的初期,同時會有多種麗蠅前來競爭,如台灣常見的大頭金蠅與紅顏金蠅,就是一對非常有趣的競爭對手。紅顏金蠅為一兼捕食性的腐生種類,在屍體上除了會取食屍體之外,也會捕食其他麗蠅的幼蟲,因此在兩種共域時,似乎贏得了更佳的競爭力。

數月至數年長時間的消長 導致特殊昆蟲相組合

至於較長死亡時間、數月到數年的估算,就必須應用到屍體昆蟲相的消長規律,利用我們對於該地區出現的特殊昆蟲相組合來估計死亡時間,此時昆蟲學家就需要具備更多關於如小型食屍性或親屍性雙翅目、鱗翅目或鞘翅目等物種的生態資訊。

發生在2006年宜蘭市區的一家四口燒炭自殺事件,算是一件比較特殊的案例,原因是根據調查,死者已失聯超過一年以上,被發現時皆已是屍體分解的晚期,且既有的相關資訊皆顯示死者應該已經在屋內死亡超過一年。不過畢竟在一般的刑案調查中,在室內死亡超過一年的案件並不尋常,加上其中一位死者陳屍處位於較潮濕的浴室,表象上似乎與其他幾具遺體有不同的外觀。為求慎重並排除加工自殺的可能性,死亡時間的判斷就顯得非常關鍵。

我們重新檢視了遺體上的昆蟲,發現了其上相似的昆蟲相。儘管四位死者遺體上的昆蟲種類不盡相同,特別是因為潮濕所導致其中一具遺體上較少出現以腐敗組織築巢的衣蛾(蕈蛾)幼蟲。但因為每具遺體都同時採集到只會在晚期屍體分解出現的郭公蟲與鰹節蟲的組合,證實了四位死者死亡時間的一致性。在此一 案件中所應用的,正是長時間死後間隔時間估算時所應用到的「特殊昆蟲相組合」。這也告訴我們,在屍體上特殊昆蟲的出現時間是無法妥協的,更不可能以任何人為的方式加工產生,這個結論多少也減輕了調查人員心中的疑慮。

同年發生在宜蘭山區一件社會矚目的分屍案,我們則使用了蛆蟲發育時間來推斷較短的死亡時間。一開始被發現時,兩位死者的遺體呈現極為不同的樣貌——其中一具遺體表面已呈現進一步腐敗的深色褐化現象,另外一具則仍保持看似新鮮期的蒼白色澤。也因此,當時曾被現場媒體在報導時臆測兩人的死亡時間相差甚遠。由於兩位死者從離家到屍體被發現的時間,長達五天之久,檢調為求進一步證實案情的發展與兩者的死亡時間,而向我們尋求協助。

以傳統的法醫昆蟲學檢驗步驟,我們根據遺體上採得的優勢種大頭金蠅的幼蟲體長估算蛆蟲的發育時間,因而確認了兩者的死亡時間非常接近,以科學證據作為判斷死亡時間的基礎,因而化解了許多不必要的猜測。此案例再次說明了只要經由仔細的採集與分析,昆蟲的確是一樁死亡案件中最忠實的目擊者。

環境與毒化物因子 影響鰹節蟲發育與變化

而實務上,運用昆蟲資訊在刑事偵查時,尚須克服許多人為及環境因素的干擾,例如屍體在包裹、掩埋、焚燒、風乾或者浸水等不同狀況下,都會導致昆蟲在屍體上出現時間的差異性。除了物理因素,化學的影響因子也不容小覷,特別是死者生前若有服用藥物或毒物,往往也會造成昆蟲在生長發育時間上的變化。

2010年一件發生在高雄山區的棄屍案,引起了我們的注意。這個案件一開始就有詳細的驗屍與昆蟲的觀察紀錄,但由於訴訟過程中的一些疑點,高等法院特地徵詢我們的意見。由於檢驗過程中發現了在屍體晚期才會出現的某種鰹節蟲,檢驗人員因此推論棄屍時間應該遠久於嫌疑人所聲稱的10天左右。

一般而言這樣的推論是合理的,因為鰹節蟲會出現在屍體分解的晚期,也就是乾燥的骨骸期。然而,這卻容易忽略了屍體分解時間或昆蟲消長週期是會受到環境影響的——尤其當此案件是發生在夏季高溫的環境時。以動物屍體的模擬試驗,在盛夏高溫的情況下,從新鮮屍體到骨骸期是可能短到一週左右的。因此,在此案中鰹節蟲的出現就顯得不是那麼奇怪了,因為屍體的狀況與昆蟲的出現是一個互動的過程,只是在高溫下,這個過程被加速了。

這個案件的結論是,儘管鰹節蟲常出現於屍體腐敗的晚期,一般可能為數週到數月之久,但實際上仍需依各種環境狀況來綜合判斷。此案所出現的夏季快速腐敗條件,使得即使只有經過死後約略超過一週的時間,其屍體狀況仍然是適合鰹節蟲活動的,因此檢查人員的猜測其實是多慮了。

判斷死亡時間的指標性物種:蠅蛆、埋葬蟲

同年3月,在台北三峽的一樁棄屍案更是罕見的案例。據了解這是一樁吸毒過量致死的案件,由於同伴皆為通緝犯,情急之下並未將其送醫而直接棄屍於山區,據嫌犯供稱,棄屍時間約為兩週。

在國外,吸毒案屍體上的蠅蛆,已被證明會因毒物的影響而改變其發育時間,如海洛英等毒品會加速蛆蟲的發育速率。不過很可惜的是,這個案例的死後間隔時間早已超過蠅蛆優勢發生的區段。應檢方要求,我們也協同一起於驗屍過程中採集昆蟲,雖然也發現蠅蛆,但多半屬於第二或第三波到達的物種,對於估算死亡時間並沒有太大的幫助,且錯失了分析蠅蛆體內毒物的最佳時機。

有趣的是,我們在採集過程中發現了另一類具有指標性意義的昆蟲——埋葬蟲,以人類屍體而言,埋葬蟲的出現一般代表了死亡時間約略為兩個禮拜。而經過兩週時間,屍體內的毒物大約都分解了,通常也不會再對昆蟲產生其他發育上的影響。

警方一開始其實強烈懷疑死者並非於兩週前即因吸毒過量致死並於同時遭到棄屍,因此對於案情的重建陷於膠著;而我們的這個發現其實可以協助確認案發的時間,同時也間接認可了嫌犯的供詞,可算是相當特殊的案例。

值得注意的是,運用昆蟲在屍體上的發育時間來推估刑事案件的死亡時間,除了毒品等人為因子的干擾外,還不得不留意如前述的物種競爭、捕食或其他生態行為等所造成昆蟲發育時間改變的問題。我們實驗室最近主要關注一些生物性因子所造成的影響:例如因幼蟲聚集取食所造成的蛆團熱,有可能改變其發育速率、成蟲利用視覺搜尋屍體的能力以及夜間產卵行為與日週律動關係的機制等,這些其實也都是非常關鍵的影響因子。

近年來許多生物與非生物因子對昆蟲生長發育的影響已逐漸被解密,讓我們可以更精確地利用昆蟲資訊來協助刑事案件的偵查。

富饒生態中昆蟲佔有不可或缺的地位

隨著人類對於這些昆蟲的研究進展,我們同時有機會逐步了解牠們在整個地球生態系的地位與重要性,更發現了牠們與人類緊密相連的關係。例如蠅類這種相對不討喜的生物,開始被我們了解,不管是在農業的授粉(瓜果類作物授粉)、循環農業(水虻)、醫學(蠅蛆症及蛆療法)或法醫鑑識(法醫昆蟲學)等各方面的應用,皆有其不可取代的地位。

而在人類視為廢棄物的垃圾、動物屍體或排泄物上,這些為數眾多的生物、在其上各自建立了獨特的生態系,複雜卻有條不紊的運作著。這個系統的主要資源為動植物屍體,被吸引而來的腐生生物、寄生及捕食者,形成了一個饒富趣味的生態島嶼。我們不應該低估這些生物的重要性,因為我們很難想像在這麼一些特殊生態系的食物鏈中,如果產生一個斷鏈的話,將會對整個地球生態產生什麼樣重大的影響?我想這絕對是很值得我們三思的議題。

※ 本文與 行政院農業委員會 林務局  合作刊登