一项开创性的研究已经确定了一组负责分解动物肉的通用微生物，为在法医调查中确定死亡时间提供了一种潜在的新工具。
研究揭示了参与动物分解的一致微生物网络，有望在法医学及其他领域取得进步，对准确估计死亡时间和在农业中的潜在应用具有重要意义。
研究人员首次发现了一个由大约20种微生物组成的网络，这些微生物普遍驱动着动物肉的分解。这些发现对法医学的未来具有重大意义，包括有可能为犯罪现场调查人员提供一种更精确的方法来确定尸体的死亡时间。
“这些微生物总是出现分解动物遗骸，这真的很酷，”科罗拉多州立大学副教授杰西卡·梅特卡夫（Jessica Metcalf）说，她是本周发表在《自然微生物学》杂志上的新研究的资深作者。“希望我们能开辟这个全新的生态研究领域。
了解分解
死亡生物物质的分解是地球最基本的过程之一。有机植物废物占分解物质的绝大部分，这一过程相对容易理解。然而，人们对包括人类在内的脊椎动物分解的生态学知之甚少，更好地了解人类如何分解有可能推动法医学的发展。
这项新研究是一项由美国国家司法研究所资助的多年研究，涉及在三个不同的法医人类学设施中分解 36 具尸体——田纳西大学诺克斯维尔分校;山姆休斯顿州立大学;和科罗拉多梅萨大学。这些尸体在不同的气候和所有四个季节中都腐烂了。然后，研究小组在前21天内为每具腐烂的尸体收集了皮肤和土壤样本。
梅特卡夫和她的同事从样本中产生了大量的分子和基因组信息。然后，他们利用这些信息来构建每个地点存在的“微生物群落”或微生物组的整体情况。“从本质上讲，”梅特卡夫说，“那里有什么微生物，它们是如何到达那里的，随着时间的推移如何变化以及它们在做什么。
不同条件下一致的微生物群落
她说，令人惊讶的是，无论气候或土壤类型如何，研究人员在所有36具尸体上都发现了同一组大约20种专业分解微生物。更重要的是，在21天的观察期内，这些微生物在某些时间点像发条一样到达，昆虫在它们的到来中发挥了关键作用。“我们看到类似的微生物在分解过程中到达的时间相似，无论你能想到多少户外变量，”梅特卡夫说。
对法医学的启示
确定分解微生物组的一致组成和时间对法医学具有重要意义。
利用机器学习技术和来自新研究的数据，以及以前的工作，梅特卡夫和她的合作者——檀香山查米纳德大学法医学教授大卫·卡特和加州大学圣地亚哥分校微生物组创新中心主任罗伯·奈特——构建了一种可以准确预测尸体死亡时间的工具。 也称为死后间隔。
“当你谈论调查死亡现场时，很少有类型的物证可以保证每个现场都会出现，”卡特说。“你永远不知道是否会有指纹、血迹或摄像机镜头。但微生物将永远存在。
更重要的是，这些微生物在新研究中检查的条件下可能特别有用，Carter说。“我们谈论的是户外死亡场景，”他说。“在这类调查中收集信息可能很困难。
美国国家司法研究所所长南希·拉维涅（Nancy La Vigne）认为这项研究特别有希望。“任何死亡调查的主要问题之一是’这个人什么时候死的？’”拉维涅说。“这项由NIJ资助的持续研究在预测人类遗骸的死亡时间，帮助识别死者，确定潜在的嫌疑人以及确认或反驳不在场证明方面显示出有希望的结果。
除了确定普遍的分解者外，研究小组还试图确定这种微生物群落的来源。值得注意的是，梅特卡夫说，他们无法在土壤微生物组数据库或人类皮肤和肠道微生物组目录中找到微生物。然而，他们确实在昆虫身上找到了普遍的分解者。“似乎昆虫正在将微生物带进来，”梅特卡夫说。
其他研究应用
这些最新发现建立在梅特卡夫、卡特和奈特十多年的工作基础上，包括一项早期研究，该研究涉及在受控实验室环境中分解不同土壤上的小鼠，以及一项涉及在山姆休斯顿州立设施分解四具尸体的后续研究。扎克·伯查姆（Zach Burcham）是梅特卡夫实验室的前科罗拉多州立大学博士后学生，他帮助领导了这项最新工作。
Burcham说：“这项研究是由知识渊博的科学家组成的多元化团队的巨大合作努力，这是一个光辉的例子，说明当跨学科团队为实现共同目标而联合起来时可以取得的成就。“这个数据集确实是独一无二的，从微生物生态学到法医学都有广泛的影响。
除了取证应用之外，梅特卡夫还看到了利用这些新信息的其他机会。“我在农业和食品行业看到了许多潜在的应用，”科罗拉多州立大学动物科学系的梅特卡夫说。
梅特卡夫还打算扩大她在这一领域的研究，包括研究小型和大型脊椎动物微生物生态学的差异。“我觉得我们在基础生态学和养分循环方面开辟了很多途径，”梅特卡夫说。
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