法醫(yī)昆蟲標本的數(shù)字庫建立與應(yīng)用

胡道明

(福建省羅源縣公安局刑事偵查大隊技術(shù)中隊，福建羅源350600)

昆蟲是地球上最繁盛的類群,它對人類社會的生存和發(fā)展有重大的影響。法醫(yī)昆蟲學是一門研究昆蟲在刑事科學技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的學科,例如命案現(xiàn)場勘查,特別是室外現(xiàn)場,尸體作為獨特的氣味源,吸引著大量嗜尸性昆蟲聚集、繁衍,刑事科學技術(shù)人員通過現(xiàn)場勘查對昆蟲標本采集、分析,并利用這些昆蟲的生長發(fā)育時間、外部結(jié)構(gòu)、部分高度特化的昆蟲種類小棲息地分布特點等規(guī)律,判斷出兇殺案件受害人死亡時間段和案發(fā)第一現(xiàn)場地理范圍。

刑事科學技術(shù)法醫(yī)昆蟲學的研究內(nèi)容包括：通過對尸體內(nèi)外或尸體附近環(huán)境中采集到的昆蟲標本進行檢驗、鑒定、分類,明確昆蟲種類和地理分布,確定生長發(fā)育狀態(tài),結(jié)合昆蟲在尸體上的生態(tài)群落演替,研究關(guān)于死亡時間的問題；通過觀察昆蟲在尸體上的聚集方式、昆蟲體內(nèi)毒物檢測以及代謝異常情況,判斷損傷或中毒等死亡原因；通過調(diào)查昆蟲的地理分布,分析種群遺傳和分布特性,判斷尸體是否被遠距離移動過,進而判斷死亡地點；以及其他可通過昆蟲研究協(xié)助解決的法醫(yī)學問題等(蔡繼峰等,2015)。

1 刑事科學技術(shù)法醫(yī)昆蟲學應(yīng)用現(xiàn)狀

由于現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展,刑事科學技術(shù)已進入微量分析階段,包括原子吸收光譜,紅外光譜,熒光光譜,氣相色譜,高效液相色譜、質(zhì)普、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等。這些高密度微量分析技術(shù)同樣在法醫(yī)昆蟲學中可以發(fā)揮重要作用。其中,法醫(yī)昆蟲毒理學的主要研究內(nèi)容有：檢測尸食昆蟲體內(nèi)藥(毒)物,以推斷死者生前染毒情況；監(jiān)測藥(毒)物對昆蟲生長發(fā)育影響,以協(xié)助確定死后間隔時間。前者作為法醫(yī)毒理學的重要組成部分,其可靠性和實際應(yīng)用價值已得到廣泛認同,特別是在尸體高度腐敗甚至白骨化的案件中,尸食昆蟲的藥(毒)物檢測價值愈發(fā)凸顯(鄒熠等,2011)。法醫(yī)昆蟲學DNA分析技術(shù)主要包括限制性片段長度多態(tài)性(RFLP)、DNA隨機擴增多態(tài)性(RAPD)和DNA序列分析等技術(shù),可以對尸食性昆蟲進行快速、準確地種類鑒定、判斷昆蟲體內(nèi)是否含有人體DNA。

2 國內(nèi)昆蟲數(shù)字化應(yīng)用情況

目前,國內(nèi)關(guān)于昆蟲的網(wǎng)站已經(jīng)具有一定的數(shù)量,且各具特點。其中具有一定影響力的有：中國科學院昆明動物研究所(http：∥www.kiz.ac.cn/zyfw/kxsjk/dwsjk)；藍色動物學(http：∥www.blueanimalbio.com)；臺灣昆蟲譜(http：∥gaga.biodiv.tw)；昆蟲標本數(shù)據(jù)庫(http：∥www.yellowman.cn)；昆蟲網(wǎng)(http：∥insect.sppchina.com； https：∥www.insect-sale.com)等。 從表 1可以看出,這些網(wǎng)站中物種范圍有涵蓋全動物界的,也有側(cè)重昆蟲綱的,圖片類型有黑白的也有彩色的。

表1 國內(nèi)各昆蟲網(wǎng)站標本范圍比對情況Table 1 Comparison of specimens of various insects in China

經(jīng)過查詢,在互聯(lián)網(wǎng)和國內(nèi)昆蟲網(wǎng)站都沒有關(guān)于刑事科學技術(shù)法醫(yī)昆蟲的目錄或二級子站。利用法醫(yī)昆蟲進行案件分析時,昆蟲種類的鑒定是首要的一步(Catts et al.,1990),如何對現(xiàn)場采集的昆蟲進行快速、準確地種類鑒定,從而為案件偵破提供方向,這是我們從事刑事科學技術(shù)工作人員首要要解決的問題。本文通過建立刑事科學技術(shù)法醫(yī)昆蟲標本數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)庫,希望可以為法醫(yī)昆蟲種類的鑒定提供幫助。

3 刑事科學技術(shù)法醫(yī)昆蟲標本庫數(shù)字化應(yīng)用

3.1 法醫(yī)昆蟲標本的數(shù)字化存儲

刑事科學技術(shù)的法醫(yī)昆蟲標本庫數(shù)字化應(yīng)用是將刑事案(事)件現(xiàn)場勘查中采集到的實體昆蟲標本轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息,存儲于數(shù)據(jù)化網(wǎng)絡(luò)標本庫中。法醫(yī)昆蟲標本信息的儲存形式以及規(guī)范是極為重要的,這既關(guān)系到標本信息的規(guī)范化,又是標本信息數(shù)據(jù)庫檢索的主要依據(jù)(趙帥等.2013)。已建立的法醫(yī)昆蟲標本庫中的信息包括：標本編號、目名、拉丁學名、中文名、產(chǎn)地信息圖片等字段。

3.2 法醫(yī)昆蟲標本影像資料的采集處理

拍攝法醫(yī)昆蟲標本影像資料是建立法醫(yī)昆蟲標本庫數(shù)字化應(yīng)用的基礎(chǔ),數(shù)據(jù)庫的法醫(yī)昆蟲標本以福建省羅源縣公安局刑事科學技術(shù)室法醫(yī)昆蟲標本實驗室、福建農(nóng)林大學植物保護學院昆蟲標本室為基礎(chǔ),進行影像采集工作。拍攝的法醫(yī)昆蟲標本以種為單位,選取保存完好、特征明顯、具有代表性的優(yōu)質(zhì)標本進行拍攝。拍攝時分別從昆蟲背面和腹面兩個角度進行拍攝。

3.3 利用法醫(yī)昆蟲影像資料，按照分類學構(gòu)建數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)標本庫

我們將拍攝到的法醫(yī)昆蟲影像資料,按照昆蟲分類學的基本要求,進行法醫(yī)昆蟲數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)標本庫分類,共分綱,目,科,種四個階元。數(shù)據(jù)庫依托福建農(nóng)林大學植物病蟲害數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)標本庫網(wǎng)站(http：∥210.34.81.90/index.do),建立單獨的法醫(yī)昆蟲目錄(圖1),在目錄中有法醫(yī)昆蟲名錄中各目、科、種昆蟲標本影像圖片。網(wǎng)站管理員可以利用后臺管理系統(tǒng)完成法醫(yī)昆蟲標本數(shù)據(jù)的錄入和發(fā)布工作,并且在物種分類地位發(fā)生變動后,快速地進行數(shù)據(jù)更新(吳瓏等,2016),前臺主要用來展示數(shù)據(jù)庫的信息,包括文字、圖像等多種數(shù)據(jù)類型。

圖1 數(shù)據(jù)庫物種分類樹形圖Figure 1 Classification tree of the species database

3.4 利用數(shù)據(jù)庫檢索標本資料，用于刑事偵查

昆蟲證據(jù)是命案現(xiàn)場重要的線索,應(yīng)該被視為與血痕、指紋、毛發(fā)和纖維同樣重要的物證(馬孟云等,2016)。在刑事偵查工作中,經(jīng)常會遇到對命案現(xiàn)場、或者非正常死亡的現(xiàn)場勘查,而對于在現(xiàn)場出現(xiàn)的腐敗尸體(尸塊),其死亡時間的推斷成為了刑事偵查偵破的關(guān)鍵。由于腐敗尸體(尸塊)已經(jīng)無法應(yīng)用傳統(tǒng)方法推斷死亡時間,而昆蟲不僅能直接取食尸體、而且還可以幫助各種微生物進入尸體,加快其崩潰(胡萃,2000),因此利用法醫(yī)昆蟲可以彌補這一技術(shù)的空白。

刑事科學技術(shù)法醫(yī)昆蟲數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)標本庫提供樹形圖、縮略圖兩種瀏覽方式(圖2)和拉丁學名搜索功能(圖3)。在法醫(yī)昆蟲目錄下,每個物種均有獨立的二維碼(圖4),網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下通過掃描二維碼可以把數(shù)據(jù)快速存儲到手機,方便刑事科學技術(shù)人員查找使用數(shù)據(jù)、構(gòu)建知識樹和記憶,有助于對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的昆蟲進行自主比對,從而為刑事偵查提供方向。

圖2 數(shù)據(jù)庫物種分類縮略圖界面Figure 2 Taxonomic thumbnail of the species database

圖3 數(shù)據(jù)庫分類階元物種列表圖Figure 3 The database of species taxa

4 小結(jié)與討論

一個優(yōu)秀的數(shù)字化昆蟲標本館,它的內(nèi)容設(shè)置一定要合理,也就是說網(wǎng)站的內(nèi)容一定要和自身的性質(zhì)和功能緊密相連。什么樣的網(wǎng)站就要具備什么樣的功能來滿足大眾的口味,即通常所說的實用性(楊紅珍等,2010)。法醫(yī)昆蟲數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)標本庫是對昆蟲標本的數(shù)字化貯存、利用,它與國內(nèi)各昆蟲標本網(wǎng)站的本質(zhì)是一樣的,都是將數(shù)字化的便利應(yīng)用于昆蟲標本中,以提高標本資源的整體價值和利用率,可是它又有自身的創(chuàng)新性,即充分利用現(xiàn)代科技手段,實現(xiàn)刑事科學技術(shù)法醫(yī)昆蟲數(shù)據(jù)共享。

隨著時代的進步和社會的發(fā)展,刑事犯罪案件日益復(fù)雜,而法醫(yī)昆蟲證據(jù)是刑事偵查的重要物證,建立法醫(yī)昆蟲數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)標本庫,實現(xiàn)資源數(shù)據(jù)共享。今后刑事科學技術(shù)人員在刑事案(事)件勘查現(xiàn)場,采集發(fā)現(xiàn)到昆蟲物證后,可以第一時間通過標本庫查詢到物種信息,為迅速偵破案件贏得時間。

圖4 昆蟲物種圖片頁面Figure 4 Insect species interface

下一步數(shù)據(jù)庫將擴展法醫(yī)昆蟲庫的種質(zhì)資源的收集、研究和影像拍攝,目前庫內(nèi)對昆蟲綱內(nèi)法醫(yī)昆蟲影像資料比較充分,但在具有法醫(yī)學意義的其他節(jié)肢動物如蛛形綱、甲殼綱、重足綱等的收集和影像拍攝仍有待進一步加強,以便更好的為刑事偵查服務(wù)。