Разработанный на основе химических отпечатков пальцев насекомых, этот метод может выявить подробности смерти
⏸
Личинки насекомых, подобные этим, могут заселять мертвые тела и давать подсказки о времени смерти. Новый метод машинного обучения позволяет идентифицировать виды на основе химических отпечатков на оболочках личинок насекомых.
Следы мясных мух на месте преступления могут помочь установить время смерти жертвы и другие детали убийства, возможно, даже спустя годы.
Заселяя мертвое тело, эти насекомые откладывают яйца, из которых вырастают взрослые мухи, оставляя после себя характерные остатки. Остатки, называемые пупариальными оболочками, могут помочь исследователям вычислить, когда кто-то умер, частично основываясь на времени, которое требуется насекомым, чтобы достичь стадии формирования оболочки.
Но разные виды созревают с разной скоростью. По словам Раби Муса, химика-органика из Университета штата Луизиана в Батон-Руж, чтобы точно определить время смерти, крайне важно выяснить, с каким видом вы имеете дело.
Теперь ее команда разработала экспресс-метод, позволяющий сделать именно это. Объединив инструмент искусственного интеллекта с химическим детектором, исследователи могут идентифицировать виды мух по их оболочкам — и все это примерно за 90 секунд, сообщает команда Мусаха 1 октября в журнале Forensic Chemistry.
По словам Фалько Драйфхаута, химика-аналитика из Кильского университета в Англии, который не принимал участия в работе, эти гильзы могут помочь определить не только время смерти. Они также могут дать другие подсказки о преступлении, например, перемещали ли тело. “Гильзы останутся с трупом”, — говорит он. Если следователи найдут гильзы, принадлежащие к виду, обитающему далеко, это будет признаком того, что тело было перемещено.
Мясные мухи — волшебники, обнаруживающие смерть. Они могут обнаружить мертвое тело за считанные минуты и на расстоянии до двух километров. Эти насекомые откладывают яйца на тело, которое служит источником пищи для личинок, которые позже вылупляются. По мере созревания личинок их тельца превращаются в куколок, которые находятся в пупариальных оболочках — “крепких, выносливых маленьких структурах”, — говорит Муса. В конечном итоге из этих оболочек появляется взрослая муха.
Яйца, личинки, куколки и оболочки — все это может дать информацию о сроках гибели, если вы сможете идентифицировать вид. Это не всегда легко сделать, потому что на этих ранних стадиях разные виды, как правило, выглядят одинаково. Один из способов отличить их от других — извлечь яйца или личинки из тела и затем выращивать их до взрослой жизни, когда будет легче идентифицировать отдельные виды. Но это не сработает, если у вас есть только оболочки, говорит Муса. Другой способ дифференцировать виды — это анализ ДНК. Но это может быть сложно, если материал насекомых подвергся воздействию химических элементов и ДНК разрушилась.
Команда Мусаха нашла более простое решение. Исследователи нанесли на карту химические отпечатки оболочек насекомых, которые уникальны для каждого вида, используя метод, называемый десорбционно-масс-спектрометрией в полевых условиях. Затем команда использовала модель прогнозирования с машинным обучением, разновидность искусственного интеллекта, для обработки этих химических данных и определения видовой принадлежности.
По словам Дриджфхаута, метод масс-спектрометрии, используемый исследователями, позволил им обнаружить соединения, которые обычно не улавливаются другими химическими методами обнаружения. Это дало команде больше данных для работы, что полезно для идентификации видов.
Муса и ее коллеги натренировали свою модель на химических отпечатках сотен гильз, полученных от мясных мух, выращенных в лабораторных условиях. Затем команда протестировала систему на 19 других гильзах, которые они никогда раньше не видели и были собраны по всей стране. Команда Мусаха сообщила, что модель искусственного интеллекта каждый раз правильно определяла вид мясной мухи, к которому принадлежали гильзы.
Исследователи также показали, что их метод химического обнаружения позволяет выявлять химические вещества, которые, как правило, сохраняются в течение многих лет. Если бы ученые смогли составить карту того, как эти молекулы изменяются с течением времени, это могло бы в один прекрасный день предложить новый инструмент для оценки времени смерти по пуповинным оболочкам, спустя долгое время после наступления смерти. Это позволило бы сделать вывод: “Эти останки, скорее всего, пролежали здесь 15 лет, а не два”, — говорит Муса.
Молекулы, обнаруженные командой Мусы, могут содержать подсказки о преступлениях, таких как время и место смерти и, возможно, даже причина — оболочки могут содержать яды, проглоченные жертвами. По ее словам, эти молекулы подобны языку. “Если вы слушаете, то можете извлечь из них всю необходимую информацию”.