“Пыль к пыли” может не быть работой Бога так как инициативными усилиями микроорганизмов почвы. Но до сих пор, мало было известно о том, как эти крошечные предприниматели поворачивают наши органы для чистки. Новое исследование показывает, что, независимо от того где мы похоронены, те же бактерии, грибы и другие маленькие организмы в почве роются в наших органах, как будто они просто ждали наших трупов для прибытия. Результаты могли иметь важные последствия для судебной медицины, включая помощь полиции лучше точно определить время смерти.
“Я предполагаю, что [новое] заключения закончатся показанные и в учебниках по науке экосистемы и в эпизодах CSI”, говорит Брендан Бохэннэн, микробовый эколог в университете Орегона в Юджине, не связанном с работой. “Вы не можете сказать это о большинстве научных статей!”По сравнению с растениями распадающиеся животные являются невероятно богатым источником питательных веществ как азот и углерод. Трупы представляют «золотой рудник» для микроорганизмов, говорит Георг Ковалчук, микробовый эколог в Утрехтском университете в Нидерландах, не связанный с исследованием. Он добавляет, что несмотря на то, что мы давно знали об этом, мусорщики, такие как ястребы, еноты и мясные муха делают часть грязной работы разрушения трупов, мы только что изучаем, как важные микробовые редуценты.
Для обнаружения, какую роль они играют эволюционный биолог Джессика Меткалф из университета Колорадо, Валуна, намеревалась рассматривать микроорганизмы в, на, и вокруг трупов. Она начала с мышей, поместив 126 органов в отдельные контейнеры с почвой от трех мест: прерия низкотравья и субальпийский лес скрученной широкохвойной сосны в Колорадо и пустыня в Техасе. За следующий с половиной год она испытала микроорганизмы на распадающейся шкуре мыши в кишках, и в почве. С помощью коллег из Университета Хьюстона Юго-восточный Техас Прикладное Сооружение Судебной медицины в Хантсвилле она также отследила порчу четырех человеческих трупов, пожертвованных науке, два помещенных снаружи зимой и два помещенных снаружи весной.
Идентификация микроорганизмов была реальной проблемой, потому что многие не могут быть выращены, и таким образом учились в лаборатории. Для выяснения, которые — включая червей и грибы — присутствовали Меткалф и Роб Найт, микробовый эколог в Калифорнийском университете, Сан-Диего и их коллеги использовали метагеномику, процесс изоляции и последовательной ДНК от образцов трупа и почвы.
Для анализа тысяч разновидностей, они нашли, они развили сложные компьютерные программы. “Это – проявление силы метагеномики …, который получает сложную микробовую информацию в полезную форму”, говорит Ковалчук.Их результаты показывают, что большинство микроорганизмов, ответственных за разложение, прибывает из почвы, не из пищеварительного тракта, как другие исследователи предположили. К тому же, независимо от того тип почвы, погода или присутствие других мусорщиков, микроорганизмы являются тем же.Это предполагает, что почвы могут содержать «микробовый банк семени”, ряд редких микроорганизмов, которые могут только продвигаться, пока питательно-богатый труп не прибывает.
Именно тогда их популяция взрывается, говорят Грег Кэпорэзо, bioinformatician в Университете Северной Аризоны во Флагштоке, не связанном с работой. Это неожиданно, отмечает Еву Куиперс, судебного токсиколога в университете Левена в Бельгии, изучающего “запах смерти”. Куиперс, не связанная с работой, говорит, что самое удивительное понимание – то, что микробовое сообщество редуцента не зависит от типа почвы.
Это могло упростить для нее отвечать, существует ли уникальный запах, связанный со смертью, добавляет она.Кроме того, исследование показывает, что микробное сообщество изменяется в течение времени предсказуемым способом. Редуценты были едва обнаружимы в начале этих экспериментов, и почва вокруг каждого трупа поддержала на вид очень отличающиеся наборы организмов, сообщает бригада онлайн сегодня в Науке. Но вскоре после разорванных трупов — вызванный деятельностью микроорганизмов пищеварительного тракта — их местное микробное сообщество было заменено любящими кислород микроорганизмами в воздухе и почве.
Эти некогда редкие редуценты тогда подвергаются буму популяции, питаемому распадающимися кишками, которые богаты в азоте от разбитых протеинов. Множество микроорганизмов перемещается в течение времени, с переработчиками азота, начинающими как доминирующее, и грибы и черви нематода, получающие точку опоры в более поздних стадиях разложения, отчетов бригады.После ведения хроники различных изменений редуцентов на мышах и наблюдения тех же изменений, воздействующих на людей, исследователи построили компьютерную модель с помощью данных о мыши, чтобы видеть, мог ли бы микробовый состав использоваться для предсказания времен смерти, с помощью людей в качестве прецедента. “Эксперименты на мышах в лаборатории предсказали время смерти очень хорошо”, говорит Меткалф. “Это было потрясающим”.Результаты могли быть мощным новым инструментом для решения преступления.
Эксперты судебно-медицинской экспертизы иногда используют присутствие насекомых, таких как мясные муха, чьи молодой процветают на распадающейся плоти, для оценки времени смерти. Но Бохэннэн говорит, что микробовая последовательность, могло оказаться, была “более точным источником судебной информации, чем последовательность насекомого”.
Для получения до того пункта, однако, больше работы должно быть сделано. С поддержкой со стороны Национального института юстиции отдел исследований американского Министерства юстиции в Вашингтоне, округ Колумбия, Меткалфа и бригады Рыцаря скоро изучит трупы в средствах по всей стране, в течение всех сезонов, чтобы видеть, являются ли микроорганизмы тем же и следуют за тем же образцом последовательности. Cuypers хотел бы видеть, что они проверяют трупы на большем количестве типов почвы. И Bohannon задается вопросом, могло ли бы быть возможно использовать микробовый состав почвы, чтобы сказать, что давно ушедший труп был однажды там.
Независимо от того результат, bioinformatician Кэпорэзо называет бумагу “ранним шагом” к новым судебным технологиям на основе наступающей ДНК последовательный.