2012 05 23: Bachelor Thesis Grafe
Name: Paula Grafe
Jahrgang 2009
Hochschule für öffentliche Verwaltung des Landes Nordrhein-Westfalen
Erstgutachterin: Michaela Mohr, Zweitgutachterin: Gabriele Eickhoff
Windeck, den 23.05.2012
Forensische Entomologie: Eine präzise Methode zur Leichenliegezeitbestimmung und Straftatenaufklärung mit Grenzen
[Weitere Facharbeiten über Insekten] [Weitere Facharbeiten über DNA] [Mehr zu Crime & Co.] [Über MB]
[Diese Facharbeit als .pdf]
Einleitung
Fragestellung und Ziel der Arbeit
Mehr als einhundert Gliederfüßlerarten (Arthropoden) dient der Leichnam eines Menschen als Nahrungsquelle, Brutstätte und Lebensraum. Diesen Umstand nutzen Forensische Entomologen zur Klärung kriminalistisch relevanter Fragestellungen. Wo die Leichenliegezeit mithilfe der Rechtsmedizin bereits 24 – 48 h nach Todeseintritt nicht mehr zufriedenstellend eingegrenzt werden kann, soll die Forensische Entomologie 4 – 6 Wochen nach Todeseintritt noch eine auf den Tag genaue Aussage ermöglichen. Wie dieses Verfahren funktioniert und ob es tatsächlich eine präzise Bestimmung der Leichenliegezeit ermöglicht, ist Thema dieser Arbeit.
Zu Beginn werden die frühen- und späten Leichenerscheinungen erläutert. Anschließend erfolgen die Thematisierung der Insektensukzession an einem toten Körper und die Vorstellung der forensisch entomologisch bedeutsamen Fliegenarten, mit deren Hilfe die Leichenliegezeit berechnet wird. Die Vermittlung des Ablaufs einer Metamorphose der Fliegenarten bietet die notwendigen Grundlagen, um die Verfahren zur Berechnung der Liegezeit einer Leiche nachvollziehen zu können.
Ziele der Arbeit sind folglich die Vermittlung der Methode der Forensischen Entomologie und die Untersuchung der Aussage, ob es sich tatsächlich um eine präzise Methode zur Leichenliegezeitbestimmung handelt.
Weiterhin sollen Insekten, neben der Leichenliegezeitbestimmung, auch die Aufklärung von Straftaten ermöglichen. Inwiefern diese Behauptung zutrifft und zuverlässige Ergebnisse ermöglicht, ist ein weiterer Untersuchungsgegenstand der Arbeit.
Wie alle Disziplinen, die mit biologischen Systemen arbeiten, sieht sich auch die Forensische Entomologie mit dem Problem der natürlichen Variabilität konfrontiert. Es sind zahlreiche Parameter vorstellbar, die den zeitlichen Ablauf der Insektenbesiedlung und -entwicklung beeinflussen und eine fehlerhafte Bestimmung der Liegezeit einer Leiche zur Folge haben können. Aus diesem Grund stellt die Verfasserin in der vorliegenden Arbeit die These auf, das es sich um eine Methode zur Leichenliegezeitbestimmung und Straftatenaufklärung mit Grenzen handelt. Das Aufzeigen der Grenzen ist ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit.
Die kriminalistische Insektenkunde ist eine gedeihende Forschungsdisziplin. Mit hoher Wahrscheinlichkeit wird sie in wenigen Jahren dem festen Inventar spurenkundlicher Arbeiten angehören, um die mehreren hundert Leichen pro Jahr mit Madenbefall fachgerecht untersuchen zu können. Die Verbesserung vorhandener und die Entwicklung neuer Verfahren sowie eine hohen Ansprüchen genügende Qualitätssicherung bei der Probenentnahme und -auswertung, versuchen das Problem der natürlichen Variabilität einzudämmen.
Leider gibt es auf dem Gebiet der Forensischen Entomologie nur wenige Experten in Deutschland. Die Literaturrecherche gestaltete sich daher zunächst als schwierig. Über Fernbestellungen der Universitäten und die Mithilfe zweier Experten, konnte ein zufriedenstellendes Ergebnis der Literaturauswahl erzielt werden.
Begriffsbestimmung
Als ‚Thanatologie’ (griech. Thanatos – Tod) wird die Wissenschaft vom Tod und seinen Erscheinungsformen bezeichnet. Die ‚Taphonomie’ (griech. taphos – Grab) beschäftigt sich mit den Prozessen, die nach dem Tod auf Organismen einwirken. Diese Prozesse werden als postmortale Leichenerscheinungen bezeichnet.
Dem Tod eines Organismus geht immer eine Sterbephase (Agonie) voraus, die den Funktionsverlust lebenswichtiger Organsysteme zur Folge hat. Im Vordergrund steht der Zusammenbruch des Herz – Kreislauf – Systems, der Atemtätigkeit und des Zentralen Nervensystems (ZNS).
Der sogenannte ‚klinische Tod’ ist bei Fehlen von Puls, Herzreaktion und Atmung sowie bei Vorliegen weiter und lichtstarrer Pupillen eingetroffen. Durch Reanimation ist dieser für wenige Minuten rückgängig zu machen (reversibel). Der nicht rückgängig zu machende (irreversible) Zusammenbruch des Herz – Kreislauf – Systems, der Atemtätigkeit und des ZNS, wird ,Individualtod’ genannt. Er wird durch das Auftreten sicherer Todeszeichen oder den Nachweis des Hirntods festgestellt. Vereinzelt weisen Zellen und Gewebe nach dem Individualtod noch für kurze Zeit (Stunden bis Tage) Leben auf. Diese Vorgänge werden als ‚Intermediäres Leben’ bezeichnet. Über den Individualtod hinaus können Reize auf Gewebe noch Reaktionen auslösen. Diese bezeichnet man als ‚supravitale Reaktionen’. Der ‚biologische Tod’ (Organtod) ist eingetroffen, wenn schließlich auch die supravitalen Reaktionen erloschen sind.
Als unproblematisch gestaltet sich die Feststellung des Todes bei Vorliegen mindestens eines sicheren Todeszeichens. Sichere Todeszeichen sind Totenflecke (Livores), Totenstarre (Rigor mortis), Fäulnis, mit dem Leben unvereinbare Verletzungen oder Zerstörungen des Körpers sowie die Feststellung des Hirntods. Unsichere Todeszeichen sind fehlende Reflexe, fehlende Atmung, fehlende Herztätigkeit, weite und lichtstarre Pupillen und eine abgesunkene Körperkerntemperatur.
Als ‚Todeszeit’ wird die seit dem Zeitpunkt des Todeseintritts verstrichene Zeit bezeichnet. Für die Interessen der forensisch kriminalistischen Todeszeitbestimmung beschränkt sich diese auf den Zeitpunkt des irreversiblen Herzstillstandes. Während der ersten kriminalistischen Ermittlungen ist die Kenntnis über die mutmaßliche Todeszeit von großer Bedeutung, zum Beispiel für die Überprüfung der Alibiangaben Verdächtiger, der Schuldform- und Fähigkeit nach Drogenkonsum oder der Rekonstruktion der Tat.
In der frühen postmortalen Phase erfolgt die Bestimmung der Todeszeit anhand der Untersuchung der frühen Leichenerscheinungen, wie der Ausprägung, Wegdrückbarkeit und Umlagerbarkeit der Totenflecke (Livores), dem Eintritt, der Ausprägung und Lösung der Totenstarre (Rigor mortis), der Abkühlung der Leiche (Algor mortis) und der Untersuchungen der supravitalen Reaktionen. Hierbei können Untersuchungen der mechanischen und elektrischen Erregbarkeit der Muskulatur und der chemischen (pharmakologischen) Erregbarkeit der Irismuskulatur (Pupillenreaktion) Auskunft über die Todeszeit geben.
In der späten postmortalen Phase erfolgt die Ermittlung der Todeszeit anhand der Art und Ausprägung der späten Leichenerscheinungen, der kriminalistischen Ermittlungsergebnisse und der Besiedlung durch Insekten und deren Entwicklungsstadien (Forensische Entomologie).
Da Insekten die größte Gruppe aller Lebewesen der Erde darstellen, könne sie an jedem Leichenfundort angetroffen und für die Leichenliegezeitbestimmung herangezogen werden.
Das sich mit diesen Fragestellungen befassende Spezialgebiet ist das der Forensischen Entomologen. Der Terminus ‚Forensische Entomologie’ setzt sich aus dem Lateinischen und dem Griechischen zusammen. Der Begriff ‚Forensik’ bedeutet ‚gerichtlich’ und stammt von dem lateinischen Wort (in foro – vor der Öffentlichkeit, vor dem Gericht) ab. Das Wort ‚Entomologie’ stammt aus dem Griechischen und bedeutet ‚Insektenkunde’ (entomos – eingeschnitten, gekerbt/éntomon – Kerbtier). Der Begriff Forensische Entomologie bedeutet somit übersetzt ,gerichtlich angewandte Insektenkunde’.
Historischer Überblick
Dass Leichen bestimmten Arten von Insekten als Nahrungsquelle dienen, ist schon seit langer Zeit bekannt. Bereits 1767 schrieb der schwedische Biologie Carl von Linné, dass drei Fliegen den Leichnam eines Pferdes ebenso schnell verspeisen können wie ein Löwe. Seit langer Zeit ist auch belegt, dass Maden erhebliche Leichenzerstörungen hervorrufen.
Im 13. Jahrhundert verfasste der chinesische Jurist Sung T’zu den ersten Fallbericht zur kriminalistisch angewandten Insektenkunde. Hierin schildert er die Aufklärung eines Mordes, welcher in der Nähe eines Reisfeldes stattgefunden hatte. Die Stichwunden am Körper des Mannes sprachen dafür, dass es sich bei der Tatwaffe um eine Sichel gehandelt hatte. Die Frau des Opfers gab an, dass ihr Mann keine Feinde, sondern lediglich einen unverdächtigen Schuldner gehabt habe. Daraufhin berief der Ermittler alle Arbeiter des Dorfes zum Dorfplatz und ließ sie ihre Sicheln vor sich ausbreiten. Auf eine der Sicheln setzten sich augenblicklich Schmeißfliegen ab, die die unsichtbaren Gewebereste an der Sichel gerochen hatten. Der Besitzer der Sichel brach daraufhin zusammen und gestand die Tat. Es war der Schuldner des Opfers.
In den darauf folgenden Jahrhunderten entstanden zahlreiche Bilder und Skulpturen mit detailgetreuen Abbildungen und Darstellungen der Besiedlungsmuster von Insekten auf Faulleichen.18 In dem Bilddokument ‚der Totentänzer’ aus dem 16. Jahrhundert werden musizierende und tanzende Leichen dargestellt, die mit Maden befallen sind. Auch spätmittelalterliche Grabplatten bilden zum Teil sehr detailliert die Insektenbesiedlung auf Leichen ab. So ermöglicht die im Kölner Schnütgen Museum ausgestellte kleine Elfenbeinleiche ‚das Skelett in der Tumba’ aus dem 16. Jahrhundert noch heute die Bestimmung der geschnitzten Schmeißfliegenmaden.
Lange Zeit wurden die Insekten bei kriminalistischen Ermittlungen nicht berücksichtigt, denn den Menschen fehlte das Wissen über den Zusammenhang zwischen dem Tod und der Insektenbesiedlung. Im Mittelalter glaubte man, dass das Leben aus der Materie selber entstehe. Maden in faulendem Fleisch waren das diese Annahme belegende Beispiel.
Francesco Redi erbrachte schließlich im 17. Jahrhundert den wissenschaftlichen Nachweis über den Zusammenhang zwischen Larven in verwesendem Gewebe und einer zuvor erfolgten Eiablage durch Fliegen.
Bis zur Entwicklung einer forensischen Insektenkunde verging jedoch noch einige Zeit, denn das Wissen der Menschen über den Entwicklungszyklus eines Insekts war nur rudimentär vorhanden.
Im Jahre 1894 gab der Franzose Mégnin mit seinem Werk „La faune des cadavres“ den endgültigen Startschuss zur Erfassung und Auswertung des Insektenbefalls auf menschlichen Leichen. Im Mittelpunkt stand immer die Frage, ob Insekten eine Eingrenzung des Todeszeitpunktes ermöglichen.
Nachdem inzwischen ausführliche Kenntnisse über den Entwicklungszyklus der Fliegen vorlagen, beschrieb von Hofmann den ersten Fall, bei dem die Analyse nekrophager Insekten auf Leichen die Eingrenzung der Leichenliegezeit ermöglichte. Einflussfaktoren wie die Temperatur auf das Insektenwachstum und die Unterschiede zwischen den einzelnen Fliegenarten wurden nicht in die Berechnungsgrundlagen miteinbezogen, aber dennoch belegen die zitierten historischen Quellen, dass die Forensische Entomologie bereits vor mehr als einhundert Jahren zur Leichenliegezeitbestimmung herangezogen wurde.
Die Weiterentwicklung und Etablierung der Disziplin scheiterte an der fehlenden Nutzung der Ansätze und einer lange Zeit nicht denkbaren Zusammenarbeit zwischen der Biologie und der Rechtsmedizin. Beendet haben die Phase erste entomologische Arbeiten von Zumpt (1965) und Schumann (1971), die präzise Bestimmungsschlüssel und Kenntnisse über die Biologie und Ökologie der Insektenarten lieferten sowie erste forensisch entomologische Arbeiten im europäischen (Nuorteva 1977, Leclerq 1983) und angloamerikanischen Raum (Erzinglioglu 1983, Smith 1986, Catts und Haskell 1990, Greenberg 1990, Goff und Flynn 1992), die forensische Fragestellungen und Untersuchungen aufgriffen. Heute befindet sich die Forensische Entomologie weltweit seit circa zwanzig Jahren im Aufwind.
Präzise Leichenliegezeitbestimmung und Straftatenaufklärung anhand der Untersuchung von Insekten
Frühe Leichenerscheinungen
Totenflecke (Livores)
Das am frühesten auftretende sichere Todeszeichen sind die Totenflecke (Livores). Mit Nachlassen der vis a tergo (Herzkraft) sinkt das Blut der Schwerkraft entsprechend in die unten liegenden (abhängigen) Körperpartien. Dieser Vorgang wird als Senkungsblutfülle bezeichnet. Die mit dem bloßen Auge wahrnehmbaren Totenflecke entstehen durch Senkungsblutfülle in den Kapillaren der Lederhaut. Zunächst sind sie als kleine, hellrote Flecke (Roseolen) sichtbar, die mit zunehmender Todeszeit ineinander fließen (konfluieren) und größere Areale bilden.
An den Aufliegestellen der Leiche entstehen Aussparungen der Livores, da der hypostatische (schwerkraftbedingte) Druck niedriger ist als der Aufliegedruck. Bei einem in Rückenlage liegenden Leichnam bilden sich diese schmetterlingsförmig an den Schulterblättern, dem Gesäß sowie in Hautfalten und an Stellen mit eng anliegender Kleidung.
Im Zuge des Sauerstoffverbrauchs weisen unauffällige Totenflecke eine blau – livide Färbung auf.
Totenstarre (Rigor mortis)
In der Zeitabfolge tritt als zweites sicheres Todeszeichen die Totenstarre (Rigor mortis) ein. Durch den irreversiblen Kreislaufstillstand erschlafft die Muskulatur nach dem Tod zunächst vollständig. In der Muskelfasern eines Menschen lappen Aktin- und Myosinfilamente übereinander. Bei einer Muskelkontraktion entsteht ein gegenseitiger Verschiebemechanismus dieser Filamente, welcher durch Myosin – Querbrücken zwischen den Filamenten, an dessen Ende die Myosinköpfchen sitzen, ermöglicht wird. Bei einer Kontraktion des Muskels kippen die Myosinköpfchen ab und gleiten an den Aktinfilamenten entlang.
Die zur Lösung der Querbrücken notwendige Energie wird durch das Adenosintriphosphat (ATP) bereitgestellt. Der ATP Verbrauch kann nach dem Tod durch Resynthese von ATP aus Adenosindiphosphat (ADP) aufrecht erhalten werden, kommt schließlich jedoch zum Erliegen. Ist der ATP – Spiegel unter 85 % der Ausgangskonzentration gesunken, haften die Querbrücken dauerhaft an den Aktinfilamenten. Dann gehen Aktin und Myosin eine starre Verbindung miteinander ein und die Totenstarre beginnt sich auszubilden.
Abkühlung der Leiche (Algor mortis)
Die Abkühlung der Leiche (Algor mortis) bildet neben den Totenflecken und der Totenstarre den bedeutsamsten Befund für die Bestimmung des Todeszeitpunktes in der frühen postmortalen Phase. Die Stoffwechselprozesse und die Wärmeproduktion eines Körpers kommen mit dem Tod zum Erliegen. Hierdurch kommt es zur Auskühlung des Leichnams und einer Angleichung an die Umgebungstemperatur.
Die Körperkerntemperatur sinkt jedoch nicht sofort. Zunächst bildet sich ein Temperaturplateau von 2 – 3 Stunden. Nach dem Ablauf des Plateaus sinkt die Temperatur des Körperkerns bei einer Zimmertemperatur und einer durchschnittlichen Bekleidung um circa 1 Grad Celsius/Stunde.
Vertrocknung
Unabhängig von der Luftbewegung, Luftfeuchtigkeit und Wärme, kommt es zur Vertrocknung der Haut und Schleimhäute. In Bereichen von Hautabschürfungen und/oder Hautkompressionen kommt es ebenfalls zu Vertrocknungen, welche gelb – braun bis braunrot gefärbt und lederartig verhärtet sind.
Supravitale Reaktionen
Die mechanische Reizungen der quergestreiften Muskulatur, insbesondere der mimischen Muskulatur des Gesichts sowie die pharmakologische (chemische) Reizung der glatten Muskulatur der Iris, sind die für die Bestimmung der Leichenliegezeit wichtigsten supravitalen Reaktionen.
Späte Leichenerscheinungen
Autolyse, Fäulnis und Verwesung
Unter dem Begriff der Autolyse werden Leichenerscheinungen zusammengefasst, bei denen die Zersetzung organischer Strukturen ohne bakterielle Beteiligung, sondern durch körpereigene Enzyme stattfindet.
Bei der Fäulnis handelt sich um einen teils aerob (Sauerstoff benötigenden) und teils anaeroben (keinen Sauerstoff benötigenden) bakteriellen Zersetzungsprozess des Körpers, der durch Wärme und Feuchtigkeit begünstigt wird. Nach circa 1 – 2 Tagen ist eine Grünfärbung der Haut feststellbar, regelmäßig beginnend im rechten Unterbauch. Nach circa 3 – 5 Tagen kommt es durch Hämolyse in den Venen und der Ausbreitung von Bakterien über das Blut zum Durchschlagen des Venennetzes. Nach circa 7 – 14 Tagen entstehen zwischen der Oberhaut und der Lederhaut Fäulnisblasen. Gleichzeitig kommt es zur Bildung von Fäulnisgasen. Schließlich wird der gesamte Körper durch Fäulnisgase aufgetrieben. Fäulnis und Verwesung sind sich in der Regel zeitlich überlappende Leichenerscheinungen. Die Zersetzung eines Körpers erfolgt zunächst innerlich durch Fäulnis, später durch Verwesung. Durch Madenfraß werden tiefe Körperschichten belüftet. Dies begünstigt den aeroben Zersetzungsprozess, welcher im Gegensatz zur anaeroben Fäulnis als Verwesung bezeichnet wird. Die Skelettierung eines Körpers bedeutet das Ende dieser Zersetzungsprozesse.
Mumifizierung und Fettwachsbildung (Leichenlipid, Adipocire)
Fehlt die Feuchtigkeit für ein bakterielles Wachstum, kommt es zur lederartig derben Vertrocknung der Haut. Durch raschen Wasserentzug, in der Regel durch trockenen Luftzug bei heißer oder kalter Luft, kommt es zur Konservierung des Leichnams. An mumifizierten Leichen können noch nach Jahren zahlreiche Befunde erhoben werden. Unter feuchten und anaeroben Bedingungen kann es hingegen zur Fettwachsbildung (Leichenlipid, Adipocire) kommen. Dabei wird das Körperfettgewebe in Fettwachs transformiert. Dieser Prozess benötigt mindestens 1 – 6 Monate, in der Regel jedoch Jahre.
Tierfraß
Nicht nur bei längerem Liegen im Freien, sondern auch bei Leichen, die in Wohnungen aufgefunden werden, ist mit Tierfraß zu rechnen. Besonders wahrscheinlich ist Tierfraß bei Leichen, die in verwahrlosten Wohnungen (Rattenfraß in Baracken) oder in Wohnungen liegen, in denen Haustiere (zum Beispiel Katzen) gehalten werden. Am weitaus häufigsten handelt es sich jedoch um Insektenfraß.
Insektensukzession an Leichen
Die Zersetzung eines Leichnams erfolgt über mehrere Stadien. Je nach Leichenliegeort und Umwelteinflüssen können diese stark variieren. In der Regel ist aber immer eine grobe Klassifizierung möglich.
Der aktuelle Erkenntnisstand geht von vier grundlegenden Stadien der Leichenzersetzung aus. Das erste Stadium lautet ‚frisch tot’, das zweite ‚gasgebläht mit beginnender Verwesung’, das dritte‚ fortgeschrittene Verwesung’ und das vierte Stadium ‚skelettiert oder vertrocknet’.
Das erste Stadium ‚frisch tot’ beginnt mit dem Eintritt des Todes und endet mit der durch innere Fäulnisprozesse hervorgerufenen Blähung des Leichnams. Charakteristisch für das zweite Stadium ‚gasgebläht mit beginnender Verwesung’ ist das Durchschlagen des Venennetzes, eine stark geblähte Leibeshöhle und der Austritt von Flüssigkeit in Form von blutigem Schaum aus dem Mund und der Nase.
Das dritte Stadium ‚fortgeschrittene Verwesung’ wird gekennzeichnet durch eine starke Gasfreisetzung und das Einsinken des zuvor gasgeblähten Unterleibes. Hervorgerufen wird diese Gasfreisetzung hauptsächlich durch die Fressaktivität der Schmeißfliegenlarven. Die Larven beschädigen die Haut und ermöglichen dadurch das Entweichen der Fäulnisgase. Im dritten Stadium kommt es regelmäßig zu einer umfangreichen Entwicklung von Gewebsflüssigkeit und einem starken Verwesungsgeruch.
Im vierten Stadium ‚skelettiert oder vertrocknet’ hat eine nahezu vollständige Skelettierung des Leichnams stattgefunden. Als menschliche Überreste sind lediglich noch Knochen, Knorpel und mumifizierte Haut vorhanden.
Bedeutsam für die Bestimmung der Leichenliegezeit ist die Tatsache, das die einzelnen Insektenarten je nach ökologischer und biologischer Präferenz bestimmte Stadien der Leichenzersetzung bevorzugen, sodass der Leichnam je nach Zerfallsstadium von einer typischen Leichenfauna besiedelt wird. In der Ökologie bezeichnet man diese chronologische Abfolge des Erscheinens unterschiedlicher Arten in einem sich verändernden Lebensraum als ‚Sukzession’. Dabei schafft jede auftretende Art durch ihr Vorhandensein oder die Verwertung der Biomasse die Voraussetzung für die Nutzungsmöglichkeit der nachfolgenden Individuen.
Die erste Besiedlungswelle an einem Leichnam bilden die Individuen der Calliphoridae (Schmeißfliegen), welche den Leichnam im ersten Stadium frisch tot über hunderte von Metern riechen und bereits wenige Minuten bis Stunden nach Todeseintritt anfliegen. Am Leichnam angekommen beginnen die schwangeren Schmeißfliegenweibchen unverzüglich mit der Eiablage. Bevorzugt wird diese auf Wunden vollzogen.
Weist der Leichnam keine Verletzungen auf, wird das Gelege in die natürlichen Körperöffnungen, wie den Mund, der Nase, die Ohren oder in weiche Körperteile, wie den Augen platziert. Sind die Augen geschlossen, platzieren die Schmeißfliegenweibchen die Eier genau zwischen den Spalt der Augenlieder. Die Fliegenlarven schlüpfen nur in seltenen Fällen bereits auf Leichen im frisch toten Stadium, da sie sich ausschließlich von Gewebsstücken der Leichen im gasgeblähten Stadium ernähren. Somit wird der Leichnam in den ersten Tagen bis Wochen von Schmeißfliegenmaden dominiert, die von Sarcophagidae (Fleischfliegen) und Muscidae (Hausfliegen) begleitet werden. Die Fliegenarten der letztgenannten Familien sind in der Lage, sich sowohl von Aas als auch räuberisch von anderen Leichenbesiedlern zu ernähren. Die zahlreichen Fliegenlarven bieten auch räuberischen Käfern der Familie Silphidae (Aaskäfer), Histeridae (Stutzkäfer) und Staphilinidae (Kurzflügelkäfer) sowie Parasiten ausreichend Beute und Anreiz zur Eiablage.
Mit Erreichen des Stadiums der fortgeschrittenen Verwesung besiedeln auch andere Fliegenfamilien den Leichnam. Jetzt erscheinen Piophilidae (Käsefliegen). Schließlich befinden sich auch die ersten Larven von Drosophilidae (Fruchtfliegen) und Phoridae (Buckelfliegen) auf dem toten Körper. Mit der Austrocknung (Mumifizierung) des Leichnams erscheinen Dermestidae (Speckkäfer) und die Raupen von Teppichmotten (Tineidae), denn sie besitzen als einzige das für den Abbau von Haut und Haaren notwendige Enzym Keratinase.
Entomologisch bedeutsame Fliegenarten
Insekten werden auch als Kerbtiere bezeichnet und gehören der Gruppe der Arthropoden (Gliederfüßler) an. Der Körper eines Insekts gliedert sich in drei Teile, die durch Kerben voneinander getrennt werden. Den ersten Teil des Insektenkörpers bildet der Kopf, welcher den Insekten zur Nahrungsaufnahme dient. Der Thorax bildet den zweiten Teil und dient der Fortbewegung des Insekts. Den dritten Teil bildet der Hinterleib, der die Funktionen der Verdauung und Fortpflanzung erfüllt.
Die Forensische Entomologie unterteilt die Insekten auf Leichen in vier Kategorien, die ‚nekrophagen’, ‚nekrophilen’, ‚omnivoren’ und ‚opportunistischen’ Insekten. Die Einteilung erfolgt anhand der Ernährung der Tiere. Die nekrophagen Insekten ernähren sich zumindest im Larvenstadium vom Leichengewebe selber. Die nekrophilen Insekten sind Räuber und Parasiten der nekrophagen Insekten und anderer Gliedertiere. Hierunter gibt es jedoch auch Arten, die sich zunächst vom Leichengewebe selber ernähren und später erst zu Räubern und Parasiten entwickeln. Omnivore Insekten sind Ameisen, Wespen und verschiedene Käfer. Sie ernähren sich vom Leichengewebe selber, aber auch von sich auf dem Leichnam befindlichen Insekten. In die Kategorie der opportunistischen Insekten fallen Zufallsbesiedler, wie beispielsweise verschiedene Spinnen und Springschwänze. Sie nutzen den Leichnam lediglich als eine Ausbreitung ihres bisherigen Lebensraumes. Bedeutsam für die Leichenliegezeitbestimmung sind insbesondere die Kategorien der nekrophagen und nekrophilen Insekten, denn ihr Auftreten ist unmittelbar an das Leichengewebe und die sich davon ernährenden Individuen gebunden.
Da freiliegende Leichen über einhundert von Insekten beherbergen können und deren Thematisierung den Rahmen sprengen würde, werden im Folgenden lediglich die forensisch entomologisch bedeutsamsten Insektenarten beschrieben.
Familie: Calliphoridae (Schmeißfliege)
Die Familie der Calliphoridae (Schmeißfliegen) wird der Kategorie der nekrophagen Insekten zugeordnet. Sie verfügen über einen ausgezeichneten Geruchsinn und erscheinen bereits wenige Minuten bis Stunden nach Todeseintritt auf dem Leichnam. Unverzüglich beginnen die Schmeißfliegenweibchen mit der Eiablage auf und in den toten Körper. Hierbei handelt es sich um mehrere hundert Eier in Paketen (Geschmeiß). Die erwachsenen Tiere befinden sich auf frisch toten und gasgeblähten Leichen. Unmittelbar nach der Eiablage schlüpfen die Fliegenlarven. In wenigen Fällen können sie bereits auf frisch toten Leichen vorkommen, ernähren sich aber überwiegend von Leichen im gasgeblähten Zersetzungsstadium. Da die Schmeißfliegen die Erstbesiedler des Leichnams darstellen und in der rechtsmedizinischen Anwendung gut erforscht sind, wird ihnen bei der Eingrenzung der Leichenliegezeit eine besonders hohe Aussagekraft zu Teil. Im Folgenden werden die entomologisch bedeutsamsten Unterarten der Familie vorgestellt.
Art: Calliphora vicina (blaue Schmeißfliege)
Calliphora vicina ist eine metallisch blau glänzende Schmeißfliege mit auffällig lautem Fluggeräusch und quirligem Verhalten. Sie wird zwischen 10 – 15 mm groß und ist insbesondere auf dem Rücken stark geborstet, vorwiegend von schwarzer Farbe, mit bläulichen Längsstreifen auf der Brust. Ihr Hinterleib ist metallisch blau gefärbt.
Die blaue Schmeißfliege ist eine typische Stadtfliege, da sie menschliche Siedlungen als Lebensraum bevorzugt. Sie hat einen erhöhten Drang zur Eiablage bei Sonnenschein, bevorzugt hierzu jedoch schattige Plätze. Die Ablage erfolgt überwiegend am Tag, vor Eintreten der Dämmerung. Im Gegensatz zu anderen Schmeißfliegenarten legt sie ihre Eier jedoch auch in der Nacht ab. Angeflogene wurde der Leichnam in diesen Fällen aber bereits vor Eintreten der Dämmerung.
Art: Lucilia sericata (Goldfliege oder grüne Schmeißfliege)
Die gold – grün gefärbte Lucilia sericata ist wegen ihres häufigen Kontakts zu menschlichen Siedlungen bekannt. Sie erreicht eine Körperlänge zwischen 7 – 11 mm. Ein auffälliges Merkmal ist die scharf abgeknickte vierte Längsader der Flügel. Ihre Larven sind rosa (pink) gefärbt und behaart. Als Eiablageort bevorzugt Lucilia sericata tierisches Aas. Die Ablage der Eier erfolgt ausschließlich am Tag und nicht in der Nacht.
Familie: Sarcophagidae (Fleischfliegen)
Von März bis Oktober platzieren die lebendgebärenden Fleischfliegenweibchen dieser Familie ihr Gelege auf Aas. Bevorzugt erfolgt die Eiablage auf den Larven der Schmeißfliegen. Fleischfliegen sind Räuber der nekrophagen Insekten und werden dementsprechend der Kategorie der nekrophilen Insekten zugeordnet. Da die Fleischfliegenweibchen zunächst den Schlupf der Schmeißfliegenlarven abwarten, um anschließend das Gelege darauf zu platzieren, erscheinen sie in der Sukzessionsreihenfolge ein wenig später als die Schmeißfliegen. Die erwachsenen Fleischfliegen befinden sich vorwiegend auf gasgeblähten und zerfallenen Leichen. In seltenen Fällen fliegen sie den Leichnam bereits im frisch toten Stadium an.
Mit einer Länge bis zu 25 mm sind ihre Larven die größten innerhalb der Leichenfauna. Vorzufinden sind sie auf gasgeblähten und zerfallenen Leichen. Auf frisch toten Leichen kommen sie noch nicht vor. Vereinzelt können die Larven, im Gegensatz zu den erwachsenen Tieren, auch noch auf Leichen im ausgetrockneten Stadium angetroffen werden. Sarcophagidae fliegen auch bei Niederschlag, was im Gegensatz zu anderen Fliegenarten eine Besonderheit darstellt.54 Bei starken Niederschlägen kann es durchaus vorkommen, dass sie die erste Besiedlungswelle darstellen, denn die Schmeißfliegen fliegen den Leichnam bei Niederschlag nicht an.
Art: Sarcophaga carnia (graue Fleischfliege)
Sarcophaga carnia ist die häufigste Unterart der Fleischfliegen und kann in ganz Europa, aber auch in Afrika und in Sibirien angetroffen werden. Sie wird zwischen 10 – 16 mm lang und besitzt einen schlanken Körper. Über ihren dunkelgrau gefärbten Thorax verlaufen fünf schwarze Längsstreifen. Ihr Hinterleib ist auffällig schachbrettartig hell und dunkel gefärbt.
Sarcophaga carnia bevorzugen trockene, sandige und sonnige Biotope. Ihre Larven schlüpfen im Moment der Eiablage und ernähren sich ausschließlich von verwestem Leichengewebe. Das Gewebe haben sie zuvor durch Beibringung von Enzymen verflüssigt.
Familie: Muscidae (Stubenfliege oder echte Fliege)
Muscidae bevorzugen als Lebensraum menschliche Siedlungen. Das liegt daran, dass sie eine Vorliebe für menschliche Ausscheidungen, wie Kot und Urin, aber auch eiternde Wunden, Schweiß und Aaß haben. Weisen die zuvor genannten Substrate noch eine hohe Feuchtigkeit auf, legen die Weibchen bis zu 2000 Eier darauf ab. Die erwachsenen Tiere sind im Freien selten anzutreffen. Ein gehäuftes Vorkommen von Muscidae auf einem im Freien liegenden Leichnam ist ein Indiz für eine Verlagerung der Leiche.
Sinken die Temperaturen auf – 12 Grad Celsius, erfrieren die Tiere innerhalb kürzester Zeit. Eine Eiablage findet bei Temperaturen unter 8 Grad Celsius nicht mehr statt. Die Weibchen können in seltenen Fällten bereits auf frisch toten Leichen angetroffen werden, erscheinen aber vor allem gehäuft im gasgeblähten Stadium. Auf ausgetrockneten Leichen sind sie nicht mehr anzutreffen.
Die Larven befinden sich ab Ende des gasgeblähten Stadiums auf der Leiche und beherbergen diese auch noch im ausgetrockneten Zustand. Die Entwicklung zum Imago kann, je nach Temperatur, zwischen 8 – 50 Tage andauern.
Art: Musca domestica (Hausfliege oder gemeine Stubenfliege)
Die weltweit verbreitete Musca domestica gehört der Kategorie der nekrophagen Insekten an. Als Lebensraum bevorzugt sie menschliche Siedlungen. Im Freien kommt sie selten vor. Die erwachsenen Tiere werden zwischen 7 – 9 mm groß. Ihre Brust ist grau gefärbt und besitzt 4 dunkle Längsstreifen. Der dunkel gefärbte Hinterleib der Tiere weist an den Seiten spezifische gelbe Flecken auf. Der Körper ist bis auf die Augenpartie behaart. Musca domestica haben signifikante rote Facettenaugen. Die Weibchen sind ein wenig größer als die Männchen und können Buttersäure als Indiz für Fäulnis und Verwesung riechen. Ihre Eier legen die Weibchen mit Vorliebe auf Kot oder verwesten Substanzen ab. Die weißen, länglichen, beinlosen und drehrunden Maden werden bis zu 12 mm lang. Bei Temperaturen um die 30 Grad Celsius entwickeln die Tiere sich innerhalb von 7 Tagen zur erwachsenen Fliege.
Entwicklungszyklus nekrophager Fliegen
Da Fliegen, insbesondere die Schmeißfliegen, die für die Bestimmung der Leichenliegezeit bedeutsamsten nekrophagen Insekten darstellen, wird im Verlauf der Entwicklungszyklus vom Ei zur erwachsenen Fliege an ihnen verdeutlicht.
Bei den für die forensisch entomologischen Untersuchungen wertvollen Fliegenarten handelt es sich um sogenannte holometabole Lebewesen (holos – vollständig und metabolé – Veränderung). Diese müssen für die Entwicklung vom Ei zum erwachsenen Insekt einen vollständigen Zyklus einer Metamorphose durchlaufen. Dieser Zyklus erstreckt sich über sieben Entwicklungsstadien.
Die schwangeren Fliegenweibchen verfügen über einen feinen Geruchsinn, der es ihnen ermöglicht, den Geruch einer Leiche über hunderte von Metern wahrzunehmen. Selbst geschlossene Fenster und Türen stellen keine Hindernisse dar. Die Fliegenweibchen überwinden diese, indem sie unter dem Türspalt oder durch das Schlüsselloch hindurch krabbeln.62 Da ihr Gelege für Vögel eine beliebte Beute darstellt, legen sie kleine Pakete aus einhundert bis fünfhundert millimetergroßen Eiern auf der Leiche ab.
Je nach den äußeren Gegebenheiten schlüpfen aus den Eiern in wenigen Minuten oder Stunden die 1 – 2 mm großen weißen Fliegenlarven. Sie bilden das erste von insgesamt drei Larvenstadien, die auch als Jugendstadien bezeichnet werden. Nach dem Schlüpfen beginnen die Larven unverzüglich mit dem Verzehr des Leichengewebes. Die Zerkleinerung des Materials ist jedoch nur begrenzt möglich, da ihr aus Chitin aufgebauter Kieferapparat noch weich ist. Um den Larven die Nahrungsaufnahme zu erleichtern, bevorzugen die Fliegenweibchen daher die Eiablage auf bereits aufgeschlossenem Gewebe, wie Wunden. Um das Leichengewebe besser aufnehmen zu können, transformieren die Larven das Gewebe mithilfe eines in den Speicheldrüsen gebildeten ,proteolytischen Ferments’ in einen resorbierbaren Futtersaft. Untersuchungen an verwundeten Soldaten im 1. Weltkrieg, in dessen Verletzungen sich Fliegenlarven entwickelt hatten, ergaben, dass die Larven nicht in die Tiefe der Wunden vordringen konnten, da das in den Speicheldrüsen produzierte proteolytischen Ferment lediglich bei abgestorbenem Gewebe eine Wirkung entfalten kann.
Die Larven durchlaufen zwei weitere Jugendstadien und häuten sich während des Wachstums 2 – mal. Das dritte Larvenstadium ist wegen der ausgeprägten Körpermerkmale für die Artbestimmung am bedeutsamsten.
Nach dem Erreichen der Maximallänge stellen die Larven ihre Nahrungsaufnahme ein und entleeren ihren Darmtrakt, wodurch sie an Länge verlieren. Dieses Stadium wird auch als ,Postfeeding Stadium’ bezeichnet.
Auf der Suche nach einem geeigneten Ort, an dem die Tiere vor Fressfeinden und schwankenden Umwelteinflüssen geschützt sind, verlassen sie den Leichnam bis zu wenige Meter. Geeignete Orte können Erdreich, Laubstreu, Wohnungsteppiche, Kleidungsstücke und Fußbodenspalten darstellen. Beim Verlassen des Leichnams können die Fliegenlarven durch Nachziehen von Leichenflüssigkeit Kriechspuren erzeugen. Am Ort angekommen zieht sich die Larve zusammen und bildet ein ‚Puparium’ (Puppe), welches auch als ‚Tönnchen’ bezeichnet wird. Durch hormonelle Einflüsse entwickelt sich aus der farblosen und biegsamen Larvenhaut eine braune und spröde Substanz.
Aus dem Tönnchen schlüpft schließlich im letzten Entwicklungsstadium, nach einem arttypischen und temperaturabhängigen Zeitraum, eine erwachsene Fliege, die auch als ‚Imago’ (Mehrzahl: Imagines) bezeichnet wird.
Unmittelbar nach dem Schlüpfen sind die Fliegen noch silbrig grau bis weiß und weich. Über das Tracheensystem werden die Flügel und das Exoskelett mit Luft aufgepumpt, wodurch es zu einer Verhärtung der Chitinkutikula kommt. Nun ist die Fliege flugfähig und entwickelt sich innerhalb von zwei Wochen zum Fortpflanzungs- und Verbreitungsstadium (Adultstadium).
Artbestimmung
Die korrekte Artbestimmung der vorgefundenen Insekten ist für alle weiterführenden entomologischen Untersuchungen unabdingbar. Aufgrund der arttypischen Ausbildung diverser morphologischer Strukturen können die verschiedenen Entwicklungsstadien konkreten Insektenarten zugeordnet werden. Die Bewertung der einzelnen Merkmale erfordert jedoch viel Erfahrung. Nur wenige Spezialisten der jeweiligen Insektengruppe können eine Artbestimmung durchführen. Besonders problematisch ist die Bestimmung der oftmals gleichförmigen larvalen Stadien. Hinzu kommt, dass zum derzeitigen Forschungsstand noch kein Bestimmungsschlüssel für die Larvenstadien der Fleischfliege (Sarcophagidae) entwickelt wurde. Dasselbe Problem existiert bei den Puppen der forensisch entomologisch bedeutsamen Fliegenarten. Wie die Larven besitzen auch die Puppen nur schwach ausgeprägte Unterscheidungsmerkmale. Die Weiterzucht der Larven oder Puppen zur erwachsenen Fliege bietet eine Lösungsmöglichkeit, welche jedoch zeitaufwendig und zum Teil schwierig ist, da nicht alle Arten gleich gut aufgezogen werden können. Darüber hinaus setzt die Weiterzucht voraus, dass am Leichenfundort lebendes Material gesichert wurde.
Die Ermittlung der Fliegenart einer bestimmten Fliegengattung bereitet darüber hinaus oftmals Probleme. Auch hier sind die Unterscheidungsmerkmale nur schwach ausgeprägt. Die Weiterzucht zur erwachsenen Fliege ist wegen des häufigen Ermittlungsdrucks selten möglich. In diesen Fällen muss die Artbestimmung anhand von verstorbenen oder abgetöteten Larven oder Puppen erfolgen.
Artbestimmung mittels Larven
Die Kenntnis über den Aufbau einer Fliegenlarve ist die Voraussetzung, um eine Artbestimmung durchführen zu können. Eine Fliegenlarve besteht aus zwölf Segmenten. Am Beginn des ersten Segments befinden sich die Mundwerkzeuge (Cephalopharyngealskelett). Am zweiten Segment befinden sich paarweise zwei Atemöffnungen (Stigmen). Am zwölften Segment befinden sich nochmals paarweise symmetrische Atemöffnungen, damit die Tiere beim Fressen in einer größeren Larvenmasse nicht ersticken.
Eine Methode zur Artbestimmung stellt die Untersuchung der Atemöffnungen am zwölften Segment dar. Reiter und Wollenek fanden 1982 heraus, dass die Hinterstigmen der Sarcophagidae (Fleischfliege) in einer tiefen Stigmenhöhle liegen, die durch eine Weichteilleiste mit zwölf Fortsätzen lippenartig verschlossen werden kann. Die Hinterstigmen der Calliphoridae (Schmeißfliegen) befinden sich hingegen in einer flachen Stigmengrube, die kronenartig von zwölf mit dem bloßen Auge sichtbaren Fortsätzen umgeben wird. Die Muscidae (Stubenfliege oder Echte Fliege) besitzt die Fortsätze am zwölften Segment hingegen nicht, sodass die Hinterstigmen auf einer Ebene mit dem hinteren Ende der Larve liegen.
Eine weitere Methode zur Artbestimmung stellt die Untersuchung der Mundwerkzeuge der Larven dar. Hierzu schneidet man mit einer Mikroschere den vorderen Teil der Larve ab und nimmt die Mundhaken mitsamt des daran hängenden ‚Kraft – Hebel – Apparates’ heraus. Jede Fliegenart besitzt ganz spezifisch geformte Mundwerkzeuge. Das Mundstück der Schmeißfliegenlarven ist einheitlich aus fünf Hauptbestandteilen aufgebaut, einem Paar ‚Mundhaken’, dem sogenannten ‚H – Stück’ sowie dem zweiflügeligen ‚Basalstück’ mit je einem ‚Dorsal- und Ventralhorn’. Da die Formen des Basalstücks, des H – Stücks und der Mundhaken innerhalb der Schmeißfliegenarten nur geringfügig variieren, erwies sich das zwischen den Mundhaken befindliche ‚akzessorische Oralsklerit’ (Mehrzahl: Skleriten) als geeignetes Merkmal für die Artbestimmung. Die Calliphoraarten besitzen hingegen große, pigmentierte und dornenförmige Skleriten. Den Luciliaarten fehl das Oralsklerit hingegen.
Artbestimmung mittels Puppen
Reiter und Wollenek führten ebenfalls Untersuchungen an den Puparien der Schmeißfliegenarten durch, um Erkenntnisse für eine Artbestimmung zu gewinnen. Als aussagekräftigste Merkmale konnten sich, wie auch bei den Larven, die Morphologie des Kieferapparates und das zwölfte Puppariensegment behaupten. Die Größe der Puparien bat hingegen lediglich einen orientierenden Hinweis auf die Fliegenart.
Anlässlich der Ausbildung des Fliegenkopfes stoßen die Tiere während der Puppenzeit den funktionslos gewordenen Kieferapparat ab. Dieser kann, sofern er sich noch in der Puppe befindet, analog zu den Larven für die Artbestimmung herangezogen werden. Ferner bleiben die für die Artbestimmung geeigneten Merkmale der Hinterstigmen und Fortsätze des zwölften Puppariensegments erhalten und können ebenfalls analog zu den Larven für die Bestimmung der Fliegenart herangezogen werden.
Artbestimmung mittels DNA – analytischer Untersuchung
Sollten die zuvor beschriebenen Methoden in einigen Fällen nicht möglich sein, kann die Molekularbiologie mit der Untersuchung der Desoxyribonukleinsäure (DNA) weiter helfen. Besonders gut eignet sich die Methode, wenn lediglich ein unvollständiger Insektenkörper asserviert werden konnte.
Bei dieser wissenschaftlichen Methode werden ausgewählte Gene auf artspezifische Basensequenzen untersucht. Hierzu werden die Gene der Zellatmungsentzyme Cytochrom b und der Cytochromoxidase analysiert. Eine Gensequenz mit 300 bis 400 Basenpaaren ist in der Regel ausreichend, um genügend Informationen für die Identifizierung einer Art zu gewinnen. Die Referenzsequenzen für den Abgleich werden durch die vorherige Untersuchung eindeutig identifizierter Individuen gewonnen.
Die DNA kann aus dem Imago, der Larve sowie aus der Puppe gewonnen werden. Vorteilhaft ist, dass die Untersuchung nur geringe Gewebemengen erfordert, sodass lediglich ein Bein oder Flügel des Individuums zur Durchführung der Artbestimmung ausreichen können.
Mit der sogenannten Polymerase – Kettenreaktion (PCR – Methode), einem molekularbiologischen Standardverfahren, wird ein Teilbereich der relevanten Gene millionenfach kopiert. Die Kopien bilden das Ausgangsmaterial, um mit anderen molekularbiologischen Verfahren die genaue Sequenz dieses Genabschnittes zu bestimmen. Durch den Vergleich mit den Referenzsequenzen der bekannten Arten kann die zunächst unbekannte Sequenz zugeordnet und das Insekt identifiziert werden. Die Unterschiede in den Basensequenzen zwischen den Insektenarten liegen zwischen 5 und 15 %, je nach Verwandtschaftsgrad.
Problematisch ist, dass auch innerhalb einer Insektenart Unterschiede in den Basensequenzen auftreten können. Liegen diese in derselben Größenordnung wie die Unterschiede verschiedener Insektenarten, ist der analysierte Genabschnitt nicht zur Artbestimmung geeignet. Demnach hängt die Geeignetheit der Methode von den ausgewählten Genabschnitten ab. Für viele der forensisch entomologischen Fliegenarten wurden diese noch nicht vollständig untersucht. Im Institut für Rechtsmedizin in Frankfurt existiert eine Sequenzbibliothek für die bedeutsamsten entomologischen Fliegenarten.
Methoden zur Bestimmung der Leichenliegezeit
Die Dauer des Entwicklungszyklus einer Fliege hängt im Wesentlichen von zwei Faktoren ab. Der Umgebungstemperatur und der Artzugehörigkeit. Da Insekten wechselwarme Tiere sind, sind alle biochemischen und physiologischen Prozesse in hohem Maße temperaturabhängig. Die Dauer des Entwicklungszyklus verkürzt sich bei steigenden Temperaturen und verlängert sich bei sinkenden. Dass die Dauer eines Entwicklungszyklus von der Fliegenart abhängt, macht eine korrekte Identifizierung der Insekten unbedingt erforderlich. Danach kann die Zeit ermittelt werden, welche die asservierten Insekten unter den Temperaturbedingungen des Fundortes bis zum Erreichen des vorgefundenen Entwicklungsstadiums benötigt haben.
Die Ermittlung der Entwicklungszeiten der Insekten erfolgt experimentell im Labor, selten im Freiland. Für einige entomologisch bedeutsame Fliegenarten wurden umfangreiche Daten über die Entwicklungsdauer bei unterschiedlichen Temperaturen erhoben.
Bei korrekter Artbestimmung und rekonstruierbarem Temperaturverlauf soll die Methode in den ersten 4 – 6 Wochen nach Todeseintritt eine auf den Tag genaue Eingrenzung der minimalen Leichenliegezeit ermöglichen. Der Entwicklungszyklus einer artbestimmten Schmeißfliege kann Auskunft über die Dauer der Insektenaktivität auf einem Leichnam (englisch: Period of Insect Activity – PIA) geben. Diese PIA entspricht der minimalen Leichenliegezeit oder dem sogenannten postmortalen Liegeintervall (englisch: post mortem interval – PMI). Für die Berechnung des PMI existieren unterschiedliche Vorgehensweisen. Diese werden im Verlauf erläutert und auf ihre Genauigkeit untersucht.
Bei der ersten Vorgehensweise wurden die Fliegenlarven der forensisch entomologisch bedeutsamsten Fliegenarten bei unterschiedlich konstanten Temperaturwerten weitergezüchtet und die Entwicklungszeiten jedes einzelnen Entwicklungsstadiums dokumentiert. Die Ergebnisse hat man anschließend in sogenannte ,Isomegalen – Diagramme’ für jede Fliegenart übertragen.
Auf der x – Achse der Isomegalen – Diagramme wird die Zeit seit dem Schlüpfen der Insekten in Tagen und Stunden angegeben. Die y – Ache gibt die unterschiedlichen konstanten Zuchttemperaturen in Grad Celsius wieder. Die zwischen der x – Achse und der y – Achse eingezeichneten Kurven entsprechen den Längen der asservierten Tiere in Millimetern. Ein weiteres Diagramm in der oberen rechten Ecke des Isomegalen – Diagramms für die Schmeißfliegenart Lucilia sericata gibt Auskunft über die Lebensdauer der Larve im Ei. Auf der x – Achse ist die Dauer der Entwicklung der Larve im Ei in Stunden angegeben. Auf der y – Achse sind die konstanten Zuchttemperaturen in Grad Celsius eingetragen.
Nachdem die Tiere am Leichenfundort asserviert wurden, werden sie bestimmt und gemessen. Zu beachten ist, dass die ältesten Tiere immer von höchster Bedeutung sind, da sie sich am längsten auf dem Leichnam befinden und ihr Alter der Leichenliegezeit am nächsten kommt.
Anschließend erfolgt die Berechnung der am Leichenfundort herrschenden Durchschnittstemperatur. Diese erfolgt über einen Vergleich der am Leichenfundort gemessenen Temperaturwerte mit den Temperaturwerten der nächstgelegenen Wetterstation. Dazu ist die Dokumentation des Temperaturverlaufs in der Umgebung der Leiche für mindestens 3 – 5 Tage ab Auffindung notwendig.89 Im Optimalfall erfolgt die Dokumentation mithilfe eines ,Data – Loggers’. Dieser kann stündliche Auszeichnungen der Temperaturwerte am Leichenfundort durchführen.90 Bei einer Übereinstimmung der Daten der Wetterstation und des Leichenfundortes können die Werte der Wetterstation für die Berechnung des PMI verwendet werden. Liegen Abweichung vor, wird eine ‚Regressionsanalyse’ durchgeführt.91 Bei diesem mathematischen Verfahren wird ein durchschnittlicher Regressionsfaktor (Abweichfaktor) der Vergleichswerte ermittelt. Dieser Abweichfaktor wird für die Korrelation der Temperaturwerte vom Leichenfundort verwendet und ermöglicht die Rekonstruktion des Temperaturverlaufs.92 Sind nun die Durchschnittstemperatur am Leichenfundort und die Länge der Individuen bekannt, kann das PMI mithilfe der Isomegalen – Diagramme bestimmt werden.
Ein Beispiel soll das Verfahren verdeutlichen. Am 10.09.2011 wird gegen Mittag eine Leiche gefunden. Am Leichenfundort können Larven asserviert werden. Eine Artbestimmung ergibt, dass es sich um die Larven der Schmeißfliegenart Lucilia sericata handelt. Das älteste Entwicklungsstadium bemisst 8 mm. Eine anschließende Berechnung der Durchschnittstemperatur am Leichenfundort mittels Regressionsanalyse hat 22 Grad Celsius zum Ergebnis. Auf der x – Achse des Isomegalen – Diagramms für Lucilia sericata kann nun die Zeit abgelesen werden, die seit dem Schlüpfen der Larve aus dem Ei vergangen ist. Diese beträgt 47 h. Der Wert entspricht jedoch noch nicht der genauen Besiedlungszeit des Leichnams durch Lucilia sericata. Hierzu muss ferner die Zeit ermittelt werden, welche die Larve bis zum Schlüpfen im Ei verbracht hat. Bei einer Durchschnittstemperatur von 22 Grad Celsius können der x – Achse des Diagramms 18 h entnommen werden. Zieht man diese beiden Werte zusammen, erhält man die minimale Besiedlungszeit des Leichnams durch Lucilia sericata, die im Ergebnis 65 h (2,7 Tage) beträgt.
Zu beachten ist, dass Lucilia sericata ihre Eier ausschließlich am Tag und nicht in der Nacht ablegt. Lassen die Ermittlungen die Vermutung zu, das die Person in der Nacht zu Tode kam, muss die Zeit von 12 h, in der die Fliegenweibchen den Leichnam nicht anfliegen konnten, zu dem PMI hinzu gerechnet werden.
Neben dem zuvor erläuterten Verfahren existiert eine weitere Methode zur Berechnung des PMI, welche als verfeinert gilt. Das sogenannte ‚Degree – Day Modell’ (‚Temperatur – Akkumulations Modell’; englisch: ‚Temperature – Summation Model’) berechnet die aufgenommene Temperatursumme der Insekten.
Die Entwicklung von poikilothermen (wechselwarmen) Tieren, wie den Insekten, ist in hohem Maße abhängig von der Umgebungstemperatur. Alle biochemisch – physiologischen Prozesse auf zellulärer Ebene hängen, ebenso wie die Enzymaktivität und die Permeabilität von Membranen, von der Umgebungstemperatur ab. Die Berechnung dieser temperaturabhängigen Entwicklung der Insekten wird durch das Degree – Day Modell beschrieben. Der Terminus ‚Degree – Day’ bedeutet ,Tagesgrade’ und bildet das Produkt aus der Entwicklungszeit und der Temperatur. Mithilfe der Tagesgrade kann die Entwicklungsdauer eines Organismus zurück gerechnet und das PMI berechnet werden.
Ursprünglich wurde das Modell für die Schädlingsbekämpfung in der Landwirtschaft entwickelt, um in bestimmten, vom Temperaturverlauf abhängigen, vulnerablen (verletzbaren) Phasen der Entwicklung agrarökonomisch relevanter Schädlinge, die Insektizide und Pestizide zeitgerecht ausbringen zu können.
Alle Insekten benötigen für den erfolgreichen Abschluss jedes einzelnen Entwicklungsstadiums (Ei, Larve, Puppe, Imago) ein spezifisches Maß an akkumulierter (aufgenommener) Wärme. Diese aufgenommene Temperatursumme kann als ‚physiologische Zeit’ betrachtet werden. Die für die Entwicklung (zum Beispiel vom Ei bis zur Verpuppung) benötigte Temperatursumme ist für jede Spezies innerhalb einer gewissen Variationsbreite konstant und wird als Wärmekonstante (K) bezeichnet.
Für alle Fliegenarten existieren ferner Temperaturrahmenbedingungen, in Form von unteren- und oberen Temperaturschwellen. Die untere Temperaturschwelle (tu) ist die geringste Temperatur, bei der gerade noch eine Entwicklung stattfinden kann. Die obere Temperaturschwelle (to) ist diejenige, ab der das Tier in Stress gerät und die Entwicklungsrate nicht mehr zunimmt. Eine Unter- oder Überschreitung der Werte hat den Entwicklungsstillstand oder Tod der Tiere zur Folge. Die Temperaturschwellen und Wärmekonstanten (K) variieren je nach Fliegenart und müssen experimentell im Freiland oder Labor ermittelt werden. Für die forensisch entomologisch bedeutsamsten Fliegenarten wurden die Werte bereits experimentell ermittelt.
Das Produkt aus der Temperatur (in Grad Celsius) zwischen der unteren- und oberen Temperaturschwelle und der Zeit (in Tagen) entspricht damit der physiologischen Zeit des Organismus und wird in der Einheit von ‚Accumulated – Degree – Days’ (ADD; Do) oder ‚Accumulated – Degree – Hours’ (ADH; Ho) angegeben.
Die Schmeißfliegenart Calliphora vicina benötigt beispielsweise für den erfolgreichen Abschluss des Entwicklungsstadium vom Ei zum Puparium eine Temperatursumme von 191 ADD. Der Abschluss einer vollständigen Metamorphose erfordert insgesamt eine Wärmekonstante von 388 ADD. Die ADD können mithilfe einer mathematischen Gleichung berechnet werden.
Bei einer konstanten Temperatur, wie sie beispielsweise im Labor oder in einer Wohnungen vorherrscht, können die ADD einfach als Produkt aus der Temperatur (zwischen tu und to) und der benötigten Entwicklungszeit berechnet werden. Hierzu werden die am Leichenfundort asservierten Insekten unter kontrollierten Verhältnissen bis zum nächsten Entwicklungsstadium (Verpuppung, Schlupf) weitergezüchtet. Die konstante Züchtungstemperatur ergibt sich aus der Berechnung der in der Umgebung der Leiche herrschenden Durchschnittstemperatur. Wie in dem vorherigen Verfahren wird der Temperaturverlauf für mindestens 3 – 5 Tage ab Auffindung aufgezeichnet. Ein mathematischer Zusammenhang der aufgezeichneten Temperaturwerte wird wiederum mit den Werten der nächstgelegenen Wetterstation über Regressionsanalyse ermittelt.
Die für die Berechnung der ADD während der Entwicklung im Labor erforderlichen Werte sind folglich die untere Temperaturschwelle der jeweiligen Fliegenart und die konstante Züchtungstemperatur.
Entsprechend der mathematischen Gleichung wird von der konstanten Züchtungstemperatur die spezifische untere Temperaturschwelle der jeweiligen Fliegenart subtrahiert. Der entstandene Wert wird mit der im Labor gemessenen Entwicklungszeit in Stunden bis zum nächsten Entwicklungsstadium multipliziert. Das Zwischenergebnis wird durch die Zahl 24 dividiert, welche mit den 24 Stunden eines Tages gleichzusetzen ist. Das nun entstandene Ergebnis entspricht der für den erfolgreichen Abschluss des Entwicklungsstadiums benötigten Temperatursumme in ADD.
Anhand eines Beispiels soll die Gleichung verdeutlicht werden. Am 10.09.2011 wird gegen Mittag eine Leiche gefunden. Am Leichenfundort können Larven asserviert werden. Die Artbestimmung ergibt, dass es sich um die Larven der Schmeißfliegenart Calliphora vicina handelt. Anschließend wir die in der Umgebung der Leiche herrschende Durchschnittstemperatur berechnete. Diese beträgt 22 Grad Celsius. Im Labor erfolgt nun die Weiterzucht der Larven bei einer konstanten Temperatur von 22 Grad Celsius. Die bis zur Verpuppung des Tieres vergangene Entwicklungszeit wird unter kontrollierten Verhältnissen dokumentiert. Die Larven benötigten für die Entwicklung bis zum Puparium im Labor 167,4 h.
Für die Berechnung der akkumulierten Wärme werden nun von den 22 Grad Celsius der Züchtungstemperatur die 2 Grad Celsius der unteren Schwellentemperatur subtrahiert. Der entstandene Wert wird mit den 167,4 h der Entwicklungszeit multipliziert. Das Zwischenergebnis wird durch 24 dividiert. Im Ergebnis benötigten die Larven der Schmeißfliegenart Calliphora vicina für den erfolgreichen Abschluss des Entwicklungsstadiums bis zum Puparium eine Temperatursumme von 139,5 ADD. Um den genauen Eiablagezeitpunkt der Schmeißfliege bestimmen zu können, müssen nun die ADD vor der Asservierung zurück gerechnet werden. Da es sich jetzt um variable Temperaturen handelt, können im Gegensatz zum Labor nicht mehr einfach die Züchtungstemperatur und die gesamte Entwicklungszeit bis zum nächsten Entwicklungsstadium in die Gleichung eingesetzt werden. Die Berechnung der ADD muss nun immer für einen Entwicklungszeitraum von 24 h erfolgen. Die dazu erforderlichen Durchschnittstemperaturen jedes vergangenen Tages vor der Auffindung des Leichnams werden von der nächstgelegenen Wetterstation mittels Regressionsanalyse bezogen. Im Optimalfall erfolgt die Auflistung der ADD jedes Tages vor der Asservierung in Tabellenform.
Insgesamt benötigt Calliphora vicina für den erfolgreichen Abschluss der Entwicklung vom Ei zum Puparium 191 ADD. Die Differenz zwischen den berechneten ADD während der Entwicklung der Larven zum Puparium im Labor und der insgesamt notwendigen Wärmekonstante für die Entwicklung vom Ei bis zum Puparium beträgt somit 51,5 ADD.
Die Wetterstation konnte ermitteln, dass am 09.09.2011, also einen Tag vor der Auffindung des Leichnams, eine Durchschnittstemperatur von 24 Grad Celsius herrschte. Die Berechnung der ADD für den Entwicklungszeitraum von 24 h ergibt 22 ADD. Für den 08.09.2011 wurde eine durchschnittliche Temperatur von 23 Grad Celsius berechnet. Die Berechnung hat 21 ADD zum Ergebnis. Die Summe der beiden Tage ergibt 51 ADD. Damit hat die Eiablage durch die Schmeißfliege am 08.09.2011 stattgefunden.
Die Wachstumsberechnungen des Degree – Day Models sind zuverlässig, denn die Biochemie der wechselwarmen Insekten folgt zwangsläufig den äußeren Temperaturgradienten. Die Standardabweichungen der Berechnungen, welche auch mit Computerprogrammen durchgeführt werden, steigen zwar mit zunehmender Leichenliegezeit, bleiben jedoch mit maximal 10 % im Rahmen naturwissenschaftlicher Dimensionen.
Die erzielten Ergebnisse sind präzise, denn im Gegensatz zu den Isomegalen – Diagrammen wird der Temperaturverlauf jedes einzelnen Tages in die Berechnung mit einbezogen. Die Isomegalen – Diagramme spiegeln hingegen das Wachstumsverhalten der Larven bei einer konstanten Tagestemperatur wieder. In der Praxis sind diese jedoch variabel.
Für die spätere Erstellung eines entomologischen Gutachtens sind genaue Kenntnisse über die Auffindesituation des Leichnams, insbesondere des Temperaturverlaufs, unabdingbar. Ebenso wichtig wie die Schilderung des Raumes, in dem der Leichnam lag, ist die Beschreibung der Liegeposition, der Beschattung und Bekleidung. Sinnvoll ist eine Kombination aus schriftlichem Protokoll, Fotografie und Videografie. Von Interesse für die Leichenliegezeitbestimmung sind neben den Temperaturwerten die Parameter Niederschlag und Windgeschwindigkeit. Diese können das Anfliegen verhindern und müssen folglich bei der Erstellung eines entomologischen Gutachtens berücksichtigt werden.
Asservierung
Auffinden entomologischer Spuren
Die professionelle Sicherung und Weiterzucht der Insekten ist die Voraussetzung für eine zuverlässige Untersuchung und gutachterliche Bewertung der entomologischen Spuren. Einige Tötungsmethoden und Flüssigkeiten zur Konservierung der Insekten können die Länge der Larven unterschiedlich stark beeinflussen. Ein standardisiertes Vorgehen bei der Asservierung der Insekten ist damit unverzichtbar. Als richtungsweisend gelten die Richtlinien der European Association for Forensic Entomologie.
Grundsätzlich sollte immer am Leichnam selber, aber auch am Leichenfundort gesucht werden, da sich die Larven zahlreicher Arten zum Verpuppen von der Leiche entfernen. Die Entnahme von Proben sollte nur nach Rücksprache mit dem zuständigen Kriminaltechniker und dem verantwortlichen Rechtsmediziner erfolgen, um eine Zerstörung wichtiger Beweise zu vermeiden.Es werden immer unterschiedliche Körperregionen besammelt und anschließend getrennt voneinander nach Region sichergestellt. Besonders wichtig sind die natürlichen Körperöffnungen, da hier die Erstbesiedlung stattgefunden hat. Auch Teppiche, Schlafsäcke und andere Gegenstände, die zum Einwickeln der Leiche verwendet wurden, müssen kontrolliert werden. Ebenfalls lohnen kann sich die Suche in dem für den Transport verwendeten Leichensack. Auch das Umfeld der Leiche muss auf Insektenspuren untersucht werden. Je nach Befallsintensität sollte in einer Entfernung bis zu 10 Metern von der Leiche nach Insekten gesucht werden. Totholz, Steine, Teppiche und Fußbodenleisten sind anzuheben, um eventuell bereits abgewanderte Tiere sichern zu können.
Sicherung entomologischer Spuren
Es müssen im Optimalfall immer lebende und abgetötete Insekten aller Erscheinungsformen und Entwicklungsstadien asserviert werden. Neben der Berechnungsmöglichkeit der Leichenliegezeit kann so die Artbestimmung der Insekten am erwachsenen Tier in problematischen Fällen gewährleistet werden. Ist eine Übergabe der Insekten in die Weiterzucht nicht absehbar und besteht auch nicht das Interesse oder die Möglichkeit, diese weiter zu züchten, können alle asservierten Insekten abgetötet werden.
Mit einer Pinzette oder einem Löffel werden die Tiere einer Fundstelle (zum Beispiel dem Kopf) in ein nummeriertes Gefäß gegeben. Im Optimalfall sollten nur gleich aussehende Individuen in ein Gefäß gelangen. Das Behältnis ist gut zu verschließen und bei einer geplanten Zwischenlagerung von mehreren Stunden mit kleinen Luftlöchern zu versehen. Diese dürfen jedoch das Entweichen schlüpfender Individuen nicht ermöglichen. Auf einem Protokollblatt werden unter den Nummern der Gefäße die exakten Sammelorte eingetragen und auf einem Körperschema markiert.
Die lebenden Tiere werden im Optimalfall bei 2 – 6 Grad Celsius bis zur Übergabe in die Zucht zwischen gelagert. Innerhalb von 24 h sollten die Tiere in die Weiterzucht gelangen, um keinen Schaden zu nehmen. Nicht in die Zucht gelangende Insekten werden in sehr heißes, aber nicht kochendes Wasser (> 80 Grad Celsius) etwa 30 Sekunden lang eingetaucht und abgetötet. Nach dem Entfernen aus dem Wasser werden die Tiere einmalig mit Ethanol gewaschen und anschließend in 70 – 95 %igem Ethanol gelagert. Das Verfahren ermöglicht die bestmögliche Konservierung der Tiere und sollte, wenn nicht bereits am Fundort selber, spätestens im Labor durchgeführt werden.
Alternativ zum Abtöten im Wasser können die Tiere eine Stunde im Tiefkühlfach bei – 20 Grad Celsius aufbewahrt und anschließend in das Konservierungsmedium überführt werden. Vermieden werden sollte das direkte Überführen lebender Larven in das Konservierungsmedium, denn diese verfärben sich und beginnen früher oder später zu verwesen.
Straftatenaufklärung mithilfe von Insekten
Nachweis einer Vernachlässigung
Wie bereits festgestellt, ernähren sich nekrophage Insekten von totem, abgestorbenem Gewebe. Es können jedoch auch lebende Menschen ein entsprechendes Eiablagesubstrat aufweisen, wenn beispielsweise Extremitätsbereiche aufgrund von Durchblutungsstörungen abgestorben sind.
Somit können Wunden, die über einen längeren Zeitraum hinweg nicht adäquat versorgt wurden, bestimmte Insekten anlocken und eine Eiablage bewirken. Bei diesen Insekten handelt es sich vorwiegend um die Larven der grünen und blauen Schmeißfliegen, die sich vom durch die Entzündung zersetzten, toten Gewebe ernähren. Dieser Umstand findet auch in der Wundtherapie zur Reinigung der Wunden durch die Larven Anwendung.
Mit der zunehmenden Überalterung der Bevölkerung wird dem Themenfeld der Vernachlässigung pflegebedürftiger Menschen mehr Beachtung geschenkt. Im Falle einer Insektenbesiedlung der Wunden kann das Alter der Tiere berechnet und die Dauer der Vernachlässigung des Betroffenen ermittelt werden.
Liegen keine Wunden vor, sondern spricht vielmehr die Verschmutzung des Körpers eines pflegebedürftigen Menschen für eine Vernachlässigung, dann sind nicht die Schmeißfliegen, sondern die Stallfliegen (Muscina stabulans) für einen Nachweis von Bedeutung. Diese und andere von Kot und Urin angezogene Gliedertiere können auftreten, wenn die Windeln eines Kleinkindes nicht regelmäßig gewechselt wurden. Die Tiere erlauben bei einer kritischen Einzelfallbetrachtung eine Abschätzung des Ausmaßes und der Dauer der Vernachlässigung und damit ebenfalls die Aufklärung einer Straftat.
Leichenverlagerung und postmortale Spurenmanipulation
Leicheninsekten können darüber hinaus wichtige Indizien für ein Ermittlungsverfahren liefern. Werden beispielsweise an einem Leichnam Imagines, deren Larven oder leere Puparien festgestellt, die normalerweise in dieser Umgebung nicht anzutreffen sind, dann ist das ein Indiz dafür, dass der Leichnam zuvor an einer anderen Stelle lag und der dortigen Insektenfauna ausgeliefert war. Damit ist der Leichenfundort nicht gleich dem Sterbeort und man spricht von einer Leichenverlagerung.
In einem Fall stellte man an im Erdreich vergrabenen Körpern Schmeißfliegenmaden fest. Der Fund wies eindeutig auf eine zeitweise oberirdische Lagerung des Leichnams hin, da Schmeißfliegen unmöglich einen begrabenen Körper besiedeln können.
Greenberg und Kunich dokumentierten im Jahr 2002 fernen einen Fall, in dem das Fehlen von Insekten an einem blutverschmierten Mordopfer auf eine postmortale Spurenmanipulation des Täters kurz vor Auffinden der Leiche hinwies. Der Täter hatte einen gewaltsamen Einbruch mit anschließender Tötung des Opfers vorgetäuscht. Er gab an, dass das Ereignis 24 Stunden zuvor stattgefunden habe. Da jedoch Hochsommer herrschte und der Leichnam aufgrund der zerstörten Fensterscheiben frei zugänglich für Insekten war, hätte er in diesem Fall schon lange durch Insekten besiedelt sein müssen. Über diesen Umstand geriet der Ehemann unter Druck und gestand die Tat. Damit konnten fehlende entomologische Spuren zur Aufklärung eines Tötungsdeliktes beitragen.
Nachweis und Typisierung menschlicher DNA
In der Regel ist die Leiche selber Quelle für DNA – analytische Untersuchungen zur Klärung der Identität eines unbekannten Opfers. Es sind jedoch auch Fälle denkbar, in denen die Analyse und Typisierung von zuvor aus den Maden gewonnener menschlicher DNA hilfreich sein können. Werden zum Beispiel Maden in einem leeren Kofferraum eines Wagens oder an einem Ort gefunden, an dem keine Leiche mehr festzustellen ist, so können die Maden dahingehend untersucht werden, ob sie sich von menschlichem Gewebe ernährt haben. Der individualspezifische Nachweis menschlicher DNA im Verdauungstrakt der Maden kann mit den gängigen molekularbiologischen Methoden im Optimalfall die Identifizierung einer bestimmten Person anhand der DNA ermöglichen. Voraussetzung für die Anwendbarkeit der Methode ist das Vorhandensein noch fressaktiver Maden. Die Puparien von Fliegen und bereits von der Leiche abgewanderter Maden können nicht mehr verwendet werden. Bei ihnen hat bereits die Entleerung des Darmtraktes stattgefunden, sodass kein DNA – analysefähiges Material mehr zu erwarten ist.
Entomotoxikologie
Verweste Leichen stellen aufgrund mangelnder Mengen an brauchbarem Gewebe und Körperflüssigkeiten, wie Blut und Urin, ein Problem für toxikologische Untersuchungen dar.
Die Insekten auf dem Leichnam können eine brauchbare Alternative darstellen. Durch ihre Fressaktivität nehmen sie Drogen, die der Verstorbene noch zu Lebzeiten konsumiert hat, über das Leichengewebe auf. Diese Substanzen in den nekrophagen Insekten festzustellen und deren Auswirkung auf das Entwicklungsverhalten der Tiere zu analysieren, ist Aufgabe der Entomotoxikologen. Die Untersuchungen können anhand von Larven und adulten Tieren, aber durchaus auch anhand leerer Puparien durchgeführt werden.
Problematisch ist jedoch, dass ein negativer Befund der Insektenanalyse nicht gleichzeitig auch das Fehlen einer Substanz im Leichnam bedeutet. Die Anreicherung und der Abbau der Substanz im Insektenkörper variiert je nach Insektenart, sodass die Substanz unterschiedlich schnell verstoffwechselt wird.
Die Insektenanalyse kann also negativ ausfallen, obwohl das Individuum eine Substanz aufgenommen hat, die das Entwicklungsverhalten negativ beeinflusst, da sie bereits verstoffwechselt wurde.
Ferner ermöglicht die in den Insekten festgestellte Giftmenge zum derzeitigen Forschungsstand keine zuverlässige Rückrechnung auf die tatsächliche Substanzmenge im Gewebe. Das liegt daran, dass nicht von einer völlig homogenen Verteilung der chemischen Substanz in allen Abschnitten des Gewebes ausgegangen wird.
Somit ermöglichen die Insekten im Optimalfall lediglich den Nachweis über eine Substanz im Leichengewebe. Auskunft über die konsumierte Drogenmenge des Verstorbenen zu Lebzeiten können sie jedoch nicht geben.
Grenzen der forensischen Entomologie
Einflussfaktoren auf den Entwicklungszyklus nekrophager Insekten
Umwelteinflüsse
Niedrige Temperaturen und starke Niederschläge am Leichenliegeort können die Insektenaktivität auf ein Minimum reduzieren oder vollständig zum Erliegen bringen. Bei starken Niederschlägen kann der Leichnam von den meisten Fliegenarten nicht angeflogen werden.
Weiterhin legen einige forensisch entomologisch bedeutsame Fliegenarten ihre Eier nicht in der Dunkelheit ab. Die Fliegenweibchen riechen den Leichnam zwar, fliegen diesen jedoch nicht an. Es ist also durchaus möglich, dass der Todeszeitpunkt tatsächlich länger zurück liegt, als die entomologischen Untersuchungen vermuten lassen. Bei der Rekonstruktion der Leichenliegezeit hat dieser natürliche Umstand eine unklare Zeitspanne zwischen Abend und Morgen zur Folge.
Die Lagerungs- und Umgebungsbedingungen sind für die entomologischen Untersuchungen von großer Bedeutung. Ein starker Temperaturabfall oder Nahrungsknappheit können die Entwicklungszeit der Tiere verlängern oder letal (tödlich) wirken. Zudem kann die Temperatur in dicken, wärmeisolierten Madenschichten um 2 – 10 Grad Celsius ansteigen, was die Entwicklung der Tiere beschleunigt. Die Wärme entsteht durch die teilweise auch hörbare Reibung der Madenmassen. Eine solche Überbevölkerung der Leiche mit Laven kann, bei geringem Nahrungsangebot, eine verfrühte Verpuppung mit kleineren Puparien zur Folge haben.
Ohne zuverlässige Temperaturdaten des Leichenfundortes ist folglich eine auf der Entwicklungszeit der nekrophagen Insekten basierende Leichenliegezeitbestimmung nicht durchführbar.
Drogen
Drogen können den Entwicklungszyklus nekrophager Fliegenlarven in unterschiedlicher Weise beeinflussen. Das zeigten Untersuchungen über das Entwicklungsverhalten der Fleischfliegenart Boettcherisca peregrina unter verschiedenen Heroinkonzentrationen. Als Versuchstiere dienten Kaninchen. Ihr Gewebe wurde mit unterschiedlichen Dosen Heroin präpariert. Anschließend setzte man die Larven auf die inneren Organen der Versuchstiere.
Die Untersuchungen ergaben, dass hohe Dosen Heroin, das 0,5 – 5 Fache der Letaldosis (für das Kaninchen tödlichen Dosis), das Heranwachsen der Larven zwischen 18 – 96 h beschleunigte. Gleichzeitig verlängerte sich jedoch auch die Gesamtentwicklungsdauer der Individuen um 34 – 36 h. Nach 60 h waren lediglich noch die Entwicklungsraten derjenigen Individuen beschleunigt, welche sich auf dem Gewebe mit der 2 Fachen Letaldosis befanden.
Somit beschleunigten hohe Dosen Heroin das Wachstum der Larven. Gleichzeitig hatte die Substanz jedoch eine Verlängerung der Gesamtentwicklungsdauer zur Folge, sodass sich die Entwicklungszeiten nach 60 h wieder dem Normalwert annäherten. Eine dauerhafte Entwicklungsbeschleunigung hatte die 2 Fache Letaldosis zur Folge. Damit nimmt die Substanz in unterschiedlicher Weise Einfluss auf das Wachstumsverhalten der Larven. Eine allgemeingültige Aussage kann nicht abgeleitet werden.
Ferner wurden Untersuchungen über den Einfluss von Morphin auf die Entwicklungsrate der Schmeißfliegenart Lucilia sericata durchgeführt. Wiederum dienten Kaninchen als Versuchstiere. Nach der Tötung mit CO2 (Kohlenstoffdioxid) wurde das Gewebe der Tiere mit den Konzentrationen 12,5 mg, 25 mg und 50 mg Morphinchlorhydrat behandelte.
Die Untersuchungen ergaben, dass die Larven zu Beginn (41 – 69 h post mortem) im Vergleich zur Kontrollgruppe (0 mg Morphinchlorhydrat) nur auf dem Gewebe mit der höchsten Morphinchlorhydratkonzentration von 50 mg verlangsamt heranwuchsen, später (91 – 165 h post mortem) jedoch auch auf dem Gewebe mit den geringeren Konzentrationen.
Die Untersuchungen lassen den Schluss zu, das Morphin eine Verlangsamung der Larvenentwicklung zur Folge hat. Je höher die Morphinkonzentration, desto eher tritt die Verlangsamung der Larvenentwicklung ein. Als kritisch bei den Untersuchungen mit Heroin und Morphin ist der Umstand anzusehen, das Kaninchen als Versuchstiere verwendet wurden. Diese sind mit der Anatomie eines Menschen nicht vergleichbar. Zudem wurden die Kaninchen durch CO2 getötet. Dass auch diese Substanz Einfluss auf das Wachstumsverhalten der Larven nehmen kann, wurde missachtet.
Weitere Untersuchungen dokumentieren umfassend den Einfluss von Ethanol und Methadon auf die Entwicklung der Larven der Schmeißfliegenart Lucilia sericata. Als Nahrungsgrundlage diente Rinderhackfleisch, welches mit Ethanol und Methadon vermischt wurde. Sofort nach der Eiablage platzierte man die Eier auf dem Nährsubstrat. Bei den Untersuchungen mit Ethanol kamen neben einer Kontrollgruppe (0,0 ‰) Testgruppen mit 2 ‰, 4 ‰, 6 ‰ und 8 ‰ Ethanol im Nährsubstrat zum Einsatz. Der 1. Testdurchgang ergab, dass sich die Längen der Testgruppen graduell (stufenweise) unterschieden. Die größte Längendifferenz wurde am 5. Tag zwischen der Kontrollgruppe und der 8 ‰ – Gruppe mit 0,7 mm gemessen.
Die Maden der Kontrollgruppe wurden mit 13,2 mm am Längsten. Die geringste Endlänge erreichte die 8 ‰ – Gruppe mit 12,7 mm. Im 2. Testdurchgang kamen Testgruppen mit 1 ‰ – 10 ‰ Ethanol im Nährsubstrat zum Einsatz. Es wurde festgestellt, dass die Larven insgesamt größere Endlängen erreichten. Die Kontrollgruppe und die 1 ‰ und 6 ‰ – Gruppe erreichten Endlängen zwischen 13,7 und 13,9 mm. Bei den 7 ‰ bis 10 ‰ – Gruppen kam es hingegen zu einer deutlichen Verringerung der Endlängen. Die Larven der 10 ‰ – Gruppe erreichten die geringsten Endlängen mit maximal 12,2 mm.
Folglich haben hohe Ethanolkonzentrationen im Nährsubstrat eine Verringerung der Endlängen der Larven zur Folge. Probleme bereiten kann diese Auswirkung auf das Wachstumsverhalten der Larven bei der Anwendung der Isomegalen – Diagramme. Hier wird die Länge der Larven gemessen und zur Bestimmung der minimalen Leichenliegezeit heranangezogen. Können die Untersuchungen der Entomotoxikologie keinen Nachweis mehr darüber erbringen, dass die Larven Ethanol über das Gewebe aufgenommen haben, da die Substanz bereits verstoffwechselt wurde, ist die in dem entomologischen Gutachten genannte Leichenliegezeit unpräzise.
Weiterhin erfolgte die Untersuchung der Entwicklungszeit der Larven unter Ethanol bis zur Verpuppung. Die Untersuchung ergab, dass die Kontrollgruppe mit 292,8 h (12,2 Tagen) die längste Entwicklungszeit benötigte, gefolgt von der 2 ‰ und 6 ‰ – Gruppe mit 271,2 h (11,3 Tagen) und 256,8 h (10,7 Tagen). Wesentlich schneller durchliefen die 4 ‰ und 8 ‰ – Gruppe das Larvenstadium. Innerhalb von 168 h (7 Tagen) und 213,6 h (8,9 Tagen) hatten die Gruppen sich bereits zum Puparium entwickelt. Damit erreichte die 4 ‰ – Gruppe das Puppenstadium 124,8 h (5,2 Tagen) vor der Kontrollgruppe.
Ethanol wirkte bei allen Testgruppen im 1. Testblock beschleunigend auf die Entwicklungszeit. Die Unterschiede zwischen der Kontrollgruppe und den Testgruppen waren zum Teil erheblich. Im 2. Testblock verkürzten sich die Entwicklungszeiten der Testgruppen insgesamt. Einzelne Gruppen verweilten jedoch deutlich länger im Larvenstudium als die Kontrollgruppe. So benötigte die 9 ‰ – Gruppe 172,8 h (7,2 Tage) bis zur Verpuppung, die Kontrollgruppe 127,2 h (5,3 Tage).
Anhand der Untersuchungsergebnisse beider Testblöcke lässt sich keine allgemeingültige Aussage über den Einfluss von Ethanol auf die Entwicklungszeit der Larven ableiten. Beim 1. Testdurchgang bewirkte Ethanol eine Verringerung der Entwicklungszeiten aller Testgruppen, im 2. Testblock konnte jedoch bei einer der Testgruppen eine Verlängerung der Entwicklungszeit festgestellt werden. Ethanol hat erheblichen Einfluss auf die Larvenentwicklung und kann im schlimmsten Fall Fehlinterpretationen der Leichenliegezeitbestimmung im Bereich von 8,9 Tagen zur Folge haben.
Hat die Entomotoxikologie einen negativen Befund der Substanz zur Folge, sodass der Ethanoleinfluss in dem entomologischen Gutachten nicht berücksichtigt werden kann, ist die berechnete Leichenliegezeit sehr unpräzise. Im Rahmen weiterer Untersuchungen muss die Wirkung der Substanz erforscht werden, um den Einfluss von Ethanol nachvollziehen zu können. Weiterhin wurden Untersuchungen über den Einfluss von Methadon auf das Wachstumsverhalten der Larven von Lucilia sericata durchgeführt. Im 1. Testblock kamen neben der Kontrollgruppe drei Testgruppen mit 0,1 μg/g (Mikrogramm Methadon/Gramm Rinderhackfleisch), 0,5 μg/g und 1 μg/g zum Einsatz.
Die Untersuchungen zeigten, dass die Kontrollgruppe zu Beginn langsamer als die Testgruppen wuchs, jedoch mit 12,6 mm die größte Endlänge erreichte. Mit steigender Methadonkonzentration erreichten die Testgruppen geringere Endlängen. Hier kann die allgemeingültige Aussage getroffen werden, das Methadon eine Verringerung der Endlängen der Larven zur Folge hat. Je höher die Methadonkonzentration, desto geringer fielen die Endlängen der Larven aus.
Untersuchungen zur Entwicklungszeit der Larven bis zur Verpuppung unter Methadoneinfluss ergaben, dass sich die meisten Larven unter Methadoneinfluss schneller entwickelten. Zwischen der Kontrollgruppe und der 0,1 μg/g – Gruppe bestand eine Differenz von 4,2 h. Als erste erreichte die 0,5 μg/g – Gruppe das Puppenstadium. Lediglich bei der 1 μg/g – Gruppe verlängerte sich die Entwicklungsdauer um 3,8 h im Vergleich zur Kontrollgruppe (siehe Anlage Seite 24). Im 2. Testblock wurden im Vergleich zum 1. Testblock keine signifikanten Unterschiede festgestellt.
Abschließend kann festgehalten werden, dass Ethanol und Methadon die Entwicklungszeiten der Larven in unterschiedlicher Weise beeinflussen. Die Untersuchungen hatten teilweise erhebliche Zeitdifferenzen zum Ergebnis. Da die Substanzen unterschiedlich auf die Entwicklungszeiten der Larven wirkten, konnte keine allgemeingültige Aussage geschlussfolgert werden.
Die Untersuchungen über das Wachstumsverhalten ließen hingegen die Konstante ersichtlich werden, das beide Substanzen eine Verringerung der Endlängen der Larven zur Folge haben.
Fehlerquellen der entomologischen Leichenliegezeitbestimmung
Der in einem entomologischen Gutachten genannte Zeitraum ist nicht zwangsläufig der konkrete Todeszeitpunkt. Genauer gesagt wird angegeben, seit wann der Leichnam erstmals von Insekten besiedelt wurde. Tatsächlich kann der Mensch jedoch schon länger verstorben sein. So kann metertiefes Vergraben oder Verpacken eines Leichnams die Zugänglichkeit für Insekten erschweren oder unmöglich machen. Dem Forensischen Entomologen bleibt dann allerdings keine andere Wahl, als sich an den Gegebenheiten der vorliegenden Fallgeschichte zu orientieren. Damit geht er von der Annahme aus, das sich die vorgefundenen Insekten unter den Bedingungen des Leichenfundortes entwickelt haben. Wurde der Leichnam zuvor hingegen bereits an einem anderen Ort abgelegt und besiedelt, enthält die Berechnung der Leichenliegezeit eine erhebliche Fehlerquelle. Die Bedingungen des vorherigen Leichenliegeorts wurden in dem entomologischen Gutachten nicht berücksichtigt, sondern lediglich diejenigen des Fundortes. Die ermittelte Leichenliegezeit ist dann unpräzise.
Ferner ist die Nachvollziehbarkeit des zeitlichen Ablaufs der am Leichnam auftretenden Insekten für die Eingrenzung der Leichenliegezeit von großer Bedeutung. Mit fortschreitender Liegezeit kann die Insektenbesiedlung immer schwerer nachvollzogen werden, denn die einzelnen Sukzessionsstadien stellen keinen lückenlos zusammenhängenden Ablauf dar. So kann der in einem Wald liegende Leichnam von einer anderen Insektenfauna besiedelt werden, als der in einer innerstädtischen Wohnung liegende. Sogar die Sukzession in einer norddeutschen Region kann durch andere Arten dominiert werden, als im süddeutschen Raum.
Zur Definition wissenschaftlich begründbarer Zeiträume werden nicht nur Kenntnisse über die Biologie der nekrophagen Insekten, sondern vor allem umfangreiche experimentelle Daten unterschiedlicher Fundortsituationen und Jahreszeiten benötigt. Hilfreich wären Untersuchungen, die im Optimalfall den Zersetzungsprozess eines Leichnams von Anfang bis zum Ende unter protokollierten Bedingungen dokumentieren. Die meisten Untersuchungen zur Insektensukzession wurden an Tierkadavern durchgeführt. Die überwiegend verwendeten Versuchstiere sind jedoch nicht mit forensischen Szenarien kompatibel. Gut eignet sich das Hausschwein, da es mit einem entsprechenden Körpergewicht ausgewählt und bekleidet werden kann und hinsichtlich der Art und Anordnung der inneren Organe sowie der Körperbehaarung dem Menschen ähnelt.
Aktuell wurde die Theorie aufgeworfen, das die geographische Variabilität weiterhin Einfluss auf das Entwicklungswachstum der Insekten nehmen kann. Benötigt die Schmeißfliegenart Lucilia sericata in Südfrankreich bei 25 Grad Celsius genauso viel Zeit für eine Metamorphose wie die Schmeißfliege aus einer Population in Norddeutschland? Es bestehen Erkenntnisse, die diese Frage verneinen, sodass erhobene Entwicklungsdaten anderer Regionen für die Leichenliegezeitbestimmung in einem schlechten Licht stehen.
Weiterhin stößt die Forensische Entomologie hinsichtlich der Genauigkeit ihrer Aussagen an ihre Grenzen, sobald sich die Arten der ersten Besiedlungswelle an dem Leichnam zu erwachsenen Insekten entwickelt haben. Dann befinden sich am Leichenfundort lediglich noch deren leere Puparien. Diese ermöglichen zwar eine Artbestimmung der Insekten, jedoch kann zum aktuellen Forschungsstand noch nicht der Zeitpunkt des Schlupfes der Tiere an dem verlassenen Puparium ermittelt werden. Somit kann nicht mehr nachvollzogen werden, wie viel Zeit verstrichen ist, seitdem die adulten Tiere geschlüpft sind. Eine präzise Bestimmung der Leichenliegezeit ist dann nicht mehr möglich.
Fazit
Zusammenfassend ist zu sagen, dass das Verfahren zur Berechnung der minimalen Leichenliegezeit mithilfe der Isomegalen – Diagramme bei einer optimalen Wetterdatenlage präzise Ergebnisse ermöglicht. Das ist der Fall, wenn am Leichenfundort vor der Asservierung konstante Temperaturwerte und Witterungsverhältnisse geherrscht haben. Am Leichenfundort wird die Durchschnittstemperatur ermittelt und mit den Temperaturen gleichgesetzt, unter welchen sich die Individuen vor der Asservierung entwickelt haben.
Folglich basiert die berechnete Leichenliegezeit auf der Annahme, das die Individuen ihre Entwicklung unter einem konstanten Temperaturwert vollzogen haben. Jedoch können bereits geringe Temperaturschwankungen die Entwicklungszeit der Insekten beeinflussen, sodass die Methode lediglich bei einer exakten Dokumentation und Rekonstruktion der Lagerungs- und Umweltbedingungen sowie konstanten Witterungsverhältnissen und Temperaturwerten eine präzise Bestimmung der Leichenliegezeit ermöglicht.
Eine feinere Methode zur Leichenliegezeitbestimmung ist das Degree – Day Modell, da für die Berechnung der ADD die Durchschnittstemperaturen jedes einzelnen Tages vor der Asservierung ermittelt werden. Die unteren- und oberen Schwellentemperaturen und Wärmekonstanten für den Abschluss der Entwicklungsstadien sind darüber hinaus gut erforscht. Die Berechnungen mithilfe der mathematischen Gleichung sind zuverlässig, da die Biochemie der wechselwarmen Tiere in hohem Maße temperaturabhängig ist. Das Degree – Day Modell ermöglicht 4 – 6 Wochen nach Todeseintritt eine auf den Tag genaue Bestimmung der Leichenliegezeit und ist damit eine präzise Methode.
Die Untersuchungen über den Einfluss von Drogen auf das Entwicklungsverhalten der Fliegenlarven zeigten, dass die Substanzen zum Teil erhebliche Auswirkungen hatten. Über den Einfluss von Heroin, Ethanol und Methadon auf die Entwicklungszeiten der Larven konnte keine allgemeingültige Aussage getroffen werden, da die Auswirkungen zu variabel waren.
Hinzu kommt, dass die Entomotoxikologie über die im Insekt festgestellte Stoffmenge zum heutigen Forschungsstand keine Rückrechnung auf die zu Lebzeiten konsumierte Drogenmenge des Verstorbenen ermöglicht. Außerdem bedeutet ein negativer Befund der Insektenanalyse nicht, dass tatsächlich keine Drogen im Gewebe vorhanden waren. Ungenauigkeiten bei der Berechnung der Leichenliegezeit sind in diesem Fall unvermeidbar.
Die Methode der Forensischen Entomologie stößt folglich an ihre Grenzen, sobald die Leichenliegezeit am Leichnam eines Drogenkonsumenten berechnet werden soll. Der Einfluss von Drogen auf das Entwicklungsverhalten der Insekten muss umfassend erforscht werden. Darüber hinaus müssen bei den Ermittlungen Informationen darüber eingeholt werden, ob der Verstorbene vor seinem Tod Substanzen konsumiert hat, welche den Entwicklungszyklus der Insekten beeinflussen können.
Der in einem entomologischen Gutachten genannte Zeitraum wird weiterhin ungenau, wenn der Leichnam vor der Auffindung metertief vergraben oder verpackt wurde. Der Zeitraum vor der Auffindung kann in dem entomologischen Gutachten nicht berücksichtigt werden, sodass die ermittelte Leichenliegezeit unpräzise wird und nur ungefähr bestimmt werden kann.
An eine weitere Grenze gerät die Forensische Entomologie, sobald sich am Leichenfundort die Arten der ersten Besiedlungswelle zu erwachsenen Insekten entwickelt haben. Eine präzise Leichenliegezeitbestimmung ist dann nicht mehr möglich.
Die zuvor geschilderten Probleme traten auch bei dem anonymisierten forensisch entomologischen Gutachten auf. Die Leiche war in einen Teppich eingerollt und befand sich bei der Auffindung in einem starken Zersetzungsstadium, sodass die Leichenliegezeit lediglich noch grob eingeschätzt werden konnte.
Weitere Probleme bereiten können die Artbestimmung der oftmals gleichförmigen Larven und die Tatsache, das in Deutschland noch kein Bestimmungsschlüssel für die Sarcophagidae (Fleischfliege) existiert. Auch die Molekularbiologie kann dieses Problem nicht immer lösen, da die ausgewählten Genabschnitte für viele entomologisch bedeutsame Fliegenarten noch nicht abschließend untersucht wurden.
Es wird deutlich, dass die Forensische Entomologie noch zahlreiche Forschungsdefizite aufweist, welche der Methode Grenzen in ihrer Genauigkeit setzen. Die Defizite machen deutlich, dass die Methode in Deutschland noch nicht ausreichend etabliert ist. Es kann allerdings davon ausgegangen werden, dass die meisten Grenzen dieser Methode in der Zukunft durch Forschung beseitigt werden.
Bleiben werden jedoch Ungenauigkeiten bei der Leichenliegezeitbestimmung eines verpackten, vergrabenen oder nach 6 Wochen aufgefundenen Leichnams. Im Hinblick auf die Straftatenaufklärung mithilfe von Insekten ermöglichen Schmeißfliegen und Stallfliegen eine Abschätzung über das Ausmaß und die Dauer einer Vernachlässigung.
Ebenfalls präzise Ergebnisse kann die Forensische Entomologie im Hinblick auf die Verlagerung einer Leiche oder eine postmortale Spurenmanipulation liefern. Das Vorhandensein von Larven an einem Tatort ohne Opfer ermöglicht im Optimalfall mithilfe der DNA – Analyse den Nachweis über die Identität des Opfers. Jedoch hat dieses Verfahren Grenzen, sobald die Larven ihren Darmtrakt entleert und sich von der Leiche entfernt haben. Im Ergebnis kann damit die zu Beginn der Arbeit aufgestellte These bestätigt werden. Bei der Forensischen Entomologie handelt es sich um eine präzise Methode zur Leichenliegezeitbestimmung und Straftatenaufklärung mit Grenzen.