植物“大侦探”来了!荒野抛尸案不再棘手

来源: 科研圈

发布日期: 2020-09-12

一项研究提出,人类遗体在野外腐败时会改变周围植物的化学特征,为使用无人机等工具高效搜寻提供了可能。研究指出,人类遗体的分解和腐败过程会在周围的环境中造成物理和化学变化,这些变化可以通过遥感技术监测到,从而帮助定位遗体位置。

植物“大侦探”来了!荒野抛尸案不再棘手

一项研究提出,人类遗体在野外腐败时会改变周围植物的化学特征,为使用无人机等工具高效搜寻提供了可能。

在地球广袤的土地上,大约有 31% 的地块(约 40 亿公顷)都被森林所覆盖,主要分布在温带和热带,正好与大部分人类的聚居点相重合。在世界各地,人们似乎在森林地区中“消失”的案例层出不穷,不幸的是,其中的许多对象都已假定死亡。

对失踪者遗体的调查通常会从周边行人取证、航空摄影和巡尸犬搜索开始。但是,当需要被搜查的地块范围逐渐扩大,或是处于较危险的地形中时,基于地面的搜索活动可能会变得极具挑战性,甚至根本不可能完成。虽然远程搜索受害者遗体的方法已经被提上日程,但繁茂森林的遮盖使对遗体的精确定位变得异常棘手。种种障碍相叠加,经常会抹去警方发现和保存遗体的可能性。

而这项关键证据的缺失会使刑事起诉滞后,让凶手逍遥法外,让受害者家庭难以走出痛苦。

这篇最新研究指出,尽管植物常常被抱怨遮挡了视线,它们可以在某些手段下变成有力的搜寻帮手。无论是被埋葬还是单纯地留在土地表面,人类遗体都可能会对当地环境产生影响,并留下物理线索。包括纷乱的土壤痕迹和被损坏的植物叶片在内,这些物理线索常常很容易被破坏,或被办案人员轻易忽略。

但另一方面,人类遗体的分解和腐败过程不可避免地会在周围的环境中造成可以被预计的物理和化学变化。正在经历这一变化的遗体周围的生态系统被称为“尸体分解岛”(cadaver decomposition island)。其中,腐化遗体的过程所产生的化学物质和微生物(尸微生物组,necrobiome)必然会改变周遭土壤的化学组成和微生物环境。

而这将改变附近植物根系所处的环境(根际,rhizophere),继而导致植物叶片发生可以被人类远距离监测到的结构变化。因此,尸体分解岛可以让我们进一步理解从遗体分解开始、到植物中结束的化学物质源-库反应。而这篇文章就将详细讨论人体分解对植物光学变化的影响,力求用一套完整的方法来根据植物定位遗体位置。

在尸体分解岛上,外来入侵植物和杂草可能在植物演替过程占有优势地位。

其中,外来入侵植物通常都具有发达的根系,也能对环境变化作出迅速反应。也正是这些特征,让这一类植物能够快速对土壤中的新成分作出化学和细胞组成上的反应。

作为木本入侵灌木,在北美洲东部广泛分布的日本女贞(Ligustrum japonica)和忍冬(Lonicera japonica)在生态环境和经济方面都已经造成了巨大的损失,但在此前保存完好、近期刚刚受到干扰的生态系统中,这些植物却可能作为环境信号,为搜寻工作提供便利。包括这些植物在内,许多全球范围内分布的常见植物都可以作为广泛应用这种环境信号的基础。

另外值得一提的是,一些优势硬木树种也可以通过其广泛的根系和树冠,吸纳遗体所产生的化学物质。

人类遗体分解过程中产生的一大波营养物质会从根系进入植物,继而首先改变现存叶片的生理特征。如果我们仅考虑快速分解过程中迅速升高的氮元素浓度,可以预见的是,附近植物的叶片光谱颜色会发生改变。以美国人平均体重计算,每人身体中大约含有 2.6 千克氮,而这其中的大部分都会在身体的“主人”去世后被转换成铵。

如果我们假设尸体分解岛的面积在 3 平方米左右,那么遗体分解为植物根系所带来的氮含量,大约要比为美国温带地区家养灌木和树木所推荐的季节性氮肥的氮含量还要高 50 倍左右。虽然有研究指出,土壤中过高的氨含量会毒害植物,但叶片中的氮含量升高也将提高植物叶绿素的产量,最终导致作者所预计的“绿化效果”。

需要留心的是,许多环境取证相关的研究都以包括猪在内的动物模型为对象,来探索尸体分解过程的影响。

但最近的一项研究指出,不同哺乳纲动物类群尸体的分解速率和特征不尽相同。由此可以推出,这些尸体分解岛的环境名片特征也会有区别。另外有研究也提到,由于人类和其它同等大小的动物在身体结构的组成和体内微生物群落的区别,人类遗体的分解速度更快,也更加多变。除此之外,其它动物的尸体更有可能“僵尸化”。这样看来,人类遗体分解很可能确实会让附近植物产生独特且可预测的光学名片。

Brabazon 等人认为,氮含量的急剧升高能够提示可能出现了与人类体型相当的哺乳动物尸体分解,但除此之外,研究人员可能需要检测人类遗体在过程中特有或相对突出的化学物质,并分析这些物质让植物冠层所产生的可被监测到的光学名片。这些方面在人与人的差距分析中更加重要:每个人都是在环境因素、药物、和生活方式等相互作用影响下的独特个体,因此也有各自独特的化学组成。

远程监测植物表型的各种技术正在快速发展,不断吸纳各个交叉学科的长处,也促进了农业和植物科学研究的发展。该研究团队提出的设想是,若将以卫星或无人机为中心的植物遥感技术加以利用,定位失踪人类遗体的工作或将变得更加简便易行。

以无人机为首的遥感技术,很可能可以探测到植物冠部因吸收大量氮元素或其它微妙改变所带来的压力反应、失绿症(chlorosis)或受损的细胞结构。

值得庆幸的是,无人机技术的价格成本在逐渐降低,同时它们可以配备的特定功能传感器也逐渐多样化,这些包括生物化学传感器、热感红外传感器和高光谱传感器在内的各式武器,使无人机可以适应各种各样的搜索任务。通过这种技术,法医和调查团队可以为不同案例可能对应的植物信号做出有针对性的搜查决定。

总的来说,Brabazon 等人认为,森林树木和林下入侵植物可以对精确定位失踪人类遗体的位置有巨大的帮助。

如果未来的研究可以确定遗体-土壤-植物交流的关键信号,那这些植物就很有可能通过遥感技术帮助取证团队找到失踪人口。即使植物现在仍被认为是遗体搜寻工作中的障碍物,但如果可以把植物作为环境哨兵,警方可以充分利用本来就紧张的人手和资源来做出谨慎的判断,也可以让搜索小队远离危险区域。在未来,将人工智能、大数据分析和更先进的感受器技术相结合,植物将越来越可能成为搜寻和取证的重要帮手。

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