2008 Facharbeit Hackmann: Temperaturabhängige Ontogenese von Calliphora-Larven und deren Bedeutung für die Forensik
Temperaturabhängige Ontogenese von Calliphora-Larven und deren Bedeutung für die Forensik
Facharbeit von Stephanie Hackmann
Carl Friedrich von Weizsäcker Gymnasium, Ratingen
Regionalwettbewerb Jugend Forscht: 2. Platz
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1. Einleitung
Da ich vor einiger Zeit im Fernsehen eine Reportage über Forensische Entomologie sah, die ich sehr
interessant fand, beschloss ich mich auch experimentell mit diesem Bereich der Kriminalbiologie zu
befassen. Unter Forensik versteht man die in der Kriminalistik und Rechtsmedizin angewandten
Methoden zu Ermittlungszwecken. Als Entomologie bezeichnet man in der Fachsprache die
Insektenkunde. Bei der Anwendung entomologischer Methoden, speziell unter dem Gesichtspunkt der
Bestimmung verschiedenartiger Fliegen/ Maden (vorwiegend der Fleisch- und Schmeißfliegen), lassen
sich im Labor Rückschlüsse auf die Leichenliegezeit, den Todeszeitpunkt und meist auch auf die
Todesursache ziehen. Die Grundlage der forensischen Entomologie stellt das Wissen über die
unterschiedliche Biologie solcher Insekten in Abhängigkeit von den klimatischen Gegebenheiten am
Fundort dar. Angesichts des Artenreichtums von Insekten am Leichnam entschied ich mich, mich
insbesondere auf die Fliegen der Familie Calliphora zu konzentrieren, da in der forensischen
Entomologie diese Art am häufigsten und am ausführlichsten behandelt wird.
Zuerst recherchierte ich im Internet und besorgte mir schließlich aus der Stadtbibliothek Ratingen ein
Buch des Forensischen Entomologen Mark Benecke, um mehr über das Thema zu erfahren. Leider
jedoch bekam ich durch das Lesen nicht die gewünschten Informationen für meine Arbeit, sodass ich bei
der Universität Düsseldorf anfragte, ob das nötige Material zur Verfügung gestellt werden könne. Dort
konnte man mir bedauerlicherweise ebenfalls keine Auskunft liefern, da für die Öffentlichkeit dieser
Bereich der Rechtsmedizin in der Universitätsbibliothek nicht zugelassen ist. Ich besuchte also ernut die
Stadtbücherei Ratingen um nachzufragen, ob eventuell Bücher aus anderen Bibliotheken für dieses
Thema zur Verfügung stünden, doch auch dieser Versuch schlug fehl. Darauf hin fuhr ich en den
Aquazoo- Löbbecke Museum, da ich dort vor zwei Jahren ein Praktikum gemacht habe, und erkundigte
mich über leichenbesiedelnde Insekten. Ein Tierpfleger, den ich noch von früher kannte, schilderte mir
anhand von Schmeißfliegen die Zuchtbedingungen, die ich für meinen Versuch benötigte.
Bei meinen Internetrecherchen stieß ich auf die „Wiener Studie“ von 1984, in der ausgesagt wurde, dass
sich die untersuchte Art Calliphora vicina nicht bei Temperaturen unter 16°C entwickelt. Dies machte
mich stutzig, da ich beobachtet habe, dass sich trotz Minustemperaturen beim Lüften der Wohnung im
Winter „blaue Brummer“ einfanden Ich stellte die Hypothese auf, dass sich Schmeißfliegen auch bei
Temperaturen unter 16°C entwickeln.
Ich untersuchte zuerst einmal die Temperaturabhängigkeit der Fliegen über 16°C (Versuch A 25°C) und
schließlich unternahm ich ein weiteres Experiment mit einer Temperatur unter 16°C (Versuch B 15°C).
Hierbei stellte sich heraus, dass die Ergebnisse dieses Versuchs denen der Wiener Studie
widersprachen, sodass ich einen weiteren Versuch (Versuch C 10°C) unternahm. Bei dem letzten
Experiment bei 10°C koppelte ich einen weiteren Versuch (Versuch D 25°C) aus, um die Entwicklung der
Tiere nach Umsetzung von einem kalten Medium in ein warmes zu analysieren.
2.Material und Methode
2.1 Probleme
Ein Hindernis für die Leichenliegezeitbestimmung, stellen die abiotischen Umweltfaktoren dar, denn diese sind bei jeder Ermittlung steht zu berücksichtigen um ein möglichst genaues Ergebnis zu erzielen. Als besonders schwierig erweist es sich, wenn die Leiche beispielsweise zuvor eingefroren wurde. Wasserleichen erschweren die Bestimmungen ebenfalls, da die Nekrophagen Wasserlebewesen kaum erforscht sind und somit unter Umständen keine genaue Eingrenzung festgelegt werden kann. Ich habe mich bei meinem Experimenten auf den Faktor Temperatur konzentriert, weil dieser vor den Faktoren Feuchtigkeit, Lichteinfluss u. a. der erfahrungsgemäß wichtigste ist, s. Abb. 1.
Als Versuchstier wählte ich die Calliphora vomitoria (s. Abb. 2), da sie leicht zu beschaffen ist.
Schmeißfliege vomitoria und vicina
Die Schmeissfliegen (oben Calliphora vicina, 10 mm, unten Calliphora
vomitoria, 14 mm) legen sofort nach dem Todeseintritt ihre Eier in Nase, Augen,
Mund und Ohren der Leiche ab. Ausgewachsene Tiere leben nicht von Leichen.
Die Larve der Schmeissfliege (Calliphora spec., 15 mm) dient Forschern als
klassisches Indiz bei der Bestimmung der Leichenliegezeit. Aus den Eiern der
Schmeißfliegen schlüpfen wenige Stunden post mortem die ersten Maden und
wachsen heran.
2.2 Entwicklungsablauf der Fliege
Der Entwicklungsablauf von Fliegen ist bei allen Arten gleich und unterscheidet sich lediglich in Dauer,
Größe und Vorlieben von Nahrung, Klima und Standort. Ein einzelnes Fliegeweibchen legt meist
mehrere hundert Eier, in Form eines Paketes, auf einem Nährmedium ab. Diese so genannte
Oviposition (Eiablage) geschieht normalerweise tagsüber (vgl. 2.2). Je nach Art werden spezielle
Bereiche bevorzugt, wie z.B. die Schmeißfliege, die überwiegend an schattigen Plätzen ihre Eier ablegt.
Bei optimalen Umweltbedingungen schlüpfen innerhalb eines Tages aus den Eiern Fliegenlarven, die
das Wachstumsstadium in der Entwicklung darstellen. Während dieses Stadiums nehmen die Tiere viel
Nahrung zu sich. Die Maden durchlaufen drei verschiedene Larvenstadien. Die ersten beiden Stadien
(a, b) dauern ein bis zwei, das dritte Stadium (c) drei Tage. Während der larvalen Entwicklung häuten
sich die Maden zweimal. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Körperstrukturen und Größen kann das Alter
der Maden bestimmt werden. eine Made wächst Durchschnittlich 1,6 mm pro Tag und erreicht
insgesamt eine Länge von 17,6 bis 18,2 mm. Sobald der Wachstumsgipfel (d) der Tiere erreicht ist,
schrumpfen die Maden wieder etwas zusammen. Vor ihrer Verpuppung beträgt die Länge dann noch
ca. 14,5 mm. Das abrupte Zusammenschrumpfen kann durch die Entleerung des Darms erklärt werden:
Die Larven (e) scheiden ihren Darminhalt vor der Verpuppung aus, um einem Faulungsprozess des
Darminhaltes während des Puppenstadiums (f) entgegenzuwirken. Bevor sich die Larven verpuppen,
verlassen sie ihr Nährmedium, da sie im verpuppten Zustand als Nahrung für andere Tiere einfache
Beute wären. Die Maden verpuppen sich und liegen dann als Puparium in Form eines Tönnchens vor.
In Abhängigkeit von abiotischen Faktoren wird die Puppenruhe beendet und es schlüpft eine voll
entwickelte, erwachsene Fliege (g). Die Fliege stellt das Fortpflanzung- und Verbreitungsstadium bzw.
Adultstadium dar, in welchem nur noch sehr wenig Nahrung aufgenommen wird.
Metamorphose von Calliphora
2.3 Versuch
In meinem Experiment untersuchte ich die Entwicklung der Schmeißfliege Calliphora vomitoria in
Abhängigkeit von der Temperatur.
Am 26.01.2007 kaufte ich in dem Anglerladen Bojak in Ratingen 4 Gramm (ca. 500 Tiere)
Schmeißfliegenmaden. Leider konnte mir die Verkäuferin keine Angaben über das Alter der Tiere
geben, doch anhand der Größe der Tiere schloss ich daraus, nachdem ich im Internet nachforschte,
dass diese maximal 8 Tage alt sein konnten. Die Tiere befanden sich vor dem Verkauf in einer dunkel
gehaltenen Tonne, sodass das Wachstumsstadium aufgrund des fehlenden Lichteinfalls eingeschränkt
wurde.
Zuhause sortierte ich die schon verpuppten Maden aus, da diese sonst das Ergebnis verfälscht hätten
und teilte die übrig gebliebenen Larven auf zwei Behälter (A und B) auf.
Dafür benötigte ich:
- 2 große Glasschalen (Vasen)
- 4 Plastikteller
- Vogelsand (jedoch erst kurz vor der Verpuppung)
- 2 feuchte Wattebäusche
- Knochenmark ; Blutwurst
- Unterschlupfmöglichkeiten, z.B. mit Toilettenpapierschnippseln gestopfte Toilettenrolle…
Da die Vasen einen nach unten eingewölbten Boden besaßen und die Tiere sich dadurch nicht hätten
ausbreiten könnten, setzte ich je einen Plastikteller waagerecht in die Gefäße um einen möglichst
großen Bewegungsfreiraum zu bieten. Danach schnitt ich in die 2 übrig gebliebenen Plastikteller zwei
Löcher und bespannte sie mit Fliegendraht. Dies sollte den „Deckel“ für die Gefäße darstellen, damit
die Larven nicht hätten ausbrechen können. Auf den Plastiktellerboden setzte ich mittig je einen
frischen Markknochen und einen feuchten Wattebausch. Durch die feuchte Watte sollte so die
Luftfeuchtigkeit erhalten bleiben, da die Maden sonst vertrocknet wären.
Schließlich setzte ich in etwa gleich viele Maden in die beiden Gefäße. Ein Gefäß benannte ich “A“, das
andere “B“. A wurde auf die Fußbodenheizung im Badezimmer gestellt, wohingegen B auf den
Dachboden platziert wurde. A besaß nach Messungen, eine Temperatur von 25°C und B gleich
bleibende 15 °C. Beide Gefäße standen unter gleichem, natürlichen Lichteinfluss (halbschattig).
Bei Versuch C legte ich das Gefäß ebenfalls mit feuchtem Sand aus und bot den Tieren durch
Papertücher Unterschlupf. Ein Markknochen diente wie auch bei A und B als Nahrungsquelle. Um eine
möglichst niedrige konstante Temperatur zu gewährleisten, stellte ich den Kühlschrank auf die
„wärmste“ Stufe mit 10°C und platzierte das Gefäß mittig in den Kühlschrank. Als Lichtquelle dienste
eine Taschenlampe.
Die Entwicklung der Tiere wird in den folgenden Tabellen geschildert:
3. Ergebnisse
3.1.1 Tabellarische Aufzeichnung der Madenentwicklung aus Gefäß A (warm 25°C)
Siehe bitte pdf, Seite 7.
3.1.2 Tabellarische Aufzeichnung der Madenentwicklung aus Gefäß B (kalt 15°C)
Siehe bitte .pdf, Seite 8.
3.1.3 Tabellarische Aufzeichnung der Madenentwicklung aus Gefäß C (10°C - Kühlschrank)
Siehe bitte pdf, Seite 9.
3.1.4 Tabellarische Aufzeichnung der Puppenentwicklung aus Gefäß D (25°C)
Am 13. 12. 07 entschied ich mich 50 der Puppen aus Gefäß C separat in ein warmes Gefäß mit einer
Temperatur von 25°C zu setzen, um die Entwicklungsgeschwindigkeit der Phase von Puparium zur
Adulte zwischen den Gefäßen C und D zu analysieren.
Folgende Ergebnisse sind zu dokumentieren:
Siehe bitte pdf, Seite 11/12.
3.2 Bildliche Darstellungen der Auswertung
Alle Diagramme sind im pdf zu sehen.
4. Diskussion
Aufgrund der optimalen Lebensbedingungen im Gefäß A entwickelten sich die Tiere bedeutend
schneller als in B. Interessant erscheint mir jedoch die hohe Zahl der schlagartig sich entwickelnden
Tiere in B (s. Diagramm B, Tag 27). Während des Fallens in das Verpuppungsstadium in A schleichend
erfolgt (6 Tage) erkennt man in A ein Eintreten innerhalb von 4 Tagen. Noch deutlicher ist es bei dem
Schlupf zu erkennen: In A benötigten die Tiere 9 Tage, währenddessen geschieht dies in B innerhalb
von nur 2 Tagen! Dies bestätigt tendenziell die in verschiedenen Studien gewonnenen Ergebnisse, so z.
B die der Wiener Studie (s. Anhang!). Jedoch ergibt sich aus dem Vergleich meiner Ergebnisse mit der
o.g. Studie, dass jede Calliphora- Art separat zu betrachten ist: Die Wiener Studie arbeitet mit
Calliphora vicina, die unterhalb von 16 Grad Celsius bereits immobilisiert wird, während die von mir
untersuchte Calliphora vomitoria bei 15 Grad Celsius zwar eine verzögerte (s.o.), dennoch kontinuierlich
verlaufende Entwicklung durchmacht.
Bei meinem Versuch C mit 10°C ist trotz der geringen Temperatur ein Eintreten in das Puppenstadium
erfolgt. Dies erfolgte schleichend, jedoch haben sich alle Tiere verpuppt und 50 der Puppen bei Versuch
D entwickelten sich sogar innerhalb von 16 Tagen zu Fliegen.
Aufgrund des längeren Zeitaufwandes konnte ich bis jetzt keine weiteren Ergebnisse über das
Adultstadium von Versuch C ermitteln, werde den Versuch jedoch weiterführen, da ich der
Überzeugung bin, dass die Tiere weder in eine Ruhephase gefallen, noch dass sie gestorben sind.
5. Kurzfassung
In meinem Projekt beschäftigte ich mich mit der temperaturabhängigen Ontogenese von Calliphora –
Larven und deren Bedeutung für die Forensik. In zwei Experimenten untersuchte ich die Entwicklung
von Calliphora vomitoria bei 15°C und 25°C.
Es zeigte sich, dass sich die Tiere – wie erwartet – bei höherer Temperatur schneller entwickelten als
bei niedriger. Wie in der Wiener Studie berichtet wird, wurden Vertreter der Art Calliphora vicina bei
einer Temperatur unter 16°C immobil. Dieses Phänomen trat bei meinem Versuch nicht auf: Die
Larven, die ich bei 15°C hielt, entwickelten sich etwas verzögert, jedoch kontinuierlich und normal.
Um diese Zusammenhänge noch näher zu untersuchen, habe ich einen weiteren Versuch bei 10°C
angesetzt. Es zeigte sich bereits nach einer Woche, dass jegliche Nahrungsaufnahme unterblieb, aber
verminderte Aktivität und asynchronische Entwicklung stattfanden.
5.1 Fotos
Siehe bitte pdf.
Quellen- und Literaturverzeichnis
Grafikangaben
Abbildung 1
In Anlehnung an:
http://www.grassberger.org/medical-zoology/fe_images/regression.jpg 24.01.2007
Dr. H. Grassberger, Leichenliegezeitbestimmung anhand abiotischer Umweltfaktoren (Seite existiert nicht mehr)
Abbildung 2
In Anlehnung an:
http://www.benecke.com/leicheninsekten.html 22.01.2007
Benecke, Mark: Leicheninsekten, die Zeit 42/1999 (14. Okt. 1999), Seite 42
Abbildung 3
In Anlehnung an:
http://www.medizinstudent.de/uploads/tx_dcmedstudscripts/7262_entomologie.pdf 15.01.2007
Dominik Spies, Forensische Entomologie
Abbildung 4
http://www.medizinstudent.de/uploads/tx_dcmedstudscripts/7262_entomologie.pdf 15.01.2007
Dominik Spies, Forensische Entomologie
Literaturverzeichnis
Benecke, Mark:
Mordmethoden - Ermittlungen des bekanntesten Kriminalbiologen der Welt
Gustav Lübbe Verlag ; Auflage: 3 (Oktober 2002)
Internetrecherche
- http://www.aerzteblatt.de/v4/archiv/artikeldruck.asp?id=39896 01.02.2007
Deutsches Ärzteblatt 100, Ausgabe 51-52 vom 22.12.2003, Seite A-3382 / B-2818 / C-2636,
Dipl.-Biol. Jens Amendt; Richard Zehner; Hansjürgen Bratzke
Forensische Insektenkunde: Ein aktueller Forschungszweig der Rechtsmedizin
- http://www.benecke.com/ettje.html 03.02.2007
Ettje Inken Dau, Kriminalistische Möglichkeiten der Leichenliegezeitbestimmung sowie der
Straftatenaufklärung anhand insektenkundlicher Spurensicherung
- http://www.benecke.com/geyerdoc.html 01.02.2007
Dipl.-Biol. Dr. rer. medic. M. Benecke, Antworten auf häufig gestellte Fragen zur
rechtsmedizinisch-kriminalistischen Untersuchung von Insekten an Leichen bzw.
Leichenfundorten
- http://www.benecke.com/history.html 01.02.2007
Mark Benecke und Marcel Leclercq, Ursprünge der modern angewandten rechtsmedizinischkriminalistischen
Gliedertierkunde bis zur Wende zum 20. Jahrhundert (Foundations of modern
Forensic Entomology until the turn of the century)
- http://wiki.benecke.com/index.php?title=Trainings 02.02.2007
Mark Benecke, Forensic Entomology Trainings
- http://www.benecke.com/pdf-files/angewandt.pdf 01.02.2007
Mark Benecke, Rechtsmedizinisch angewandte kerb- und spinnentierkundliche Begutachtung in
Europa - Eine kurze Übersicht über Ursprünge und den aktuellen Stand der Forschung
- http://www.benecke.com/leicheninsekten.html 05.02.2007
Mark Benecke, Leicheninsekten
- http://images.google.de/imgres?imgurl=http://library.thinkquest.org/04oct/00206/images/thermo
meter.JPG&imgrefurl=http://library.thinkquest.org/04oct/00206/de/lo_ta_time_since_death.htm&
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M:&tbnh=84&tbnw=112&prev=/images%3Fq%3Dleiche%2Binsekten%26svnum%3D10%26hl%
3Dde 04.02.2007
© Thinkquest Gruppe 00206 Oktober 2004-2005, Forensische Wissenschaft
- http://images.google.de/imgres?imgurl=http://www.planetwissen.
de/pics/IEPics/av_rechtsmed_insekten.jpg&imgrefurl=http://www.planetwissen.
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Fq%3Dleiche%2Binsekten%26svnum%3D10%26hl%3Dde 01.02.2007
Andrea Schultens, Maden - tierische "Kommissare"
- http://www.ingoblank.de/PDF-Dateien/Forensische%20Entomologie.pdf 03.02.2007
Heiko Jachim Koch, Forensische Entomologie,
Prä- und Postmortale Leichenbesiedlung durch Insekten
- http://www.rechtsmedizin-frankfurt.de/cms/cms/upload/pdf/ForschungFrankfurt.pdf 03.02.2007
Jens Amendt, Roman Krettek, Constanze Niess, Richard Zehner, Hansjürgen Bratzke;
Mit Insekten den Tätern auf der Spur
- http://tvtotal.prosieben.de/show/letzte_sendung/2007/02/07/09768.html 05.02.2007
- Videoaufzeichnung
- http://www.univie.ac.at/entomology/pdf/Call%20vicina%20Reiter%201984.pdf 06.02.2007
C. Reiter, Zum Wachstumsverhalten der blauen Schmeißfliege Calliphora vicina
Zeitschrift für Rechtsmedizin, Springer Verlag 1984 91: 295-308
- http://www.wildvogelhilfe.org/sonderbeitraege/futtertierzucht/fliegenzucht.html 24.01.2007
Andrea Wiegand, Fliegenzucht