1
El Colegio de la Frontera Sur
Estudio sucesional de la entomofauna cadavérica y su
utilidad en la determinación del intervalo postmortem bajo
condiciones tropicales
T E S I S
Presentada como requisito parcial para optar al grado de Maestra en Ciencias en Recursos Naturales y Desarrollo Rural
Por
Biol. Yensy María Recinos Aguilar
Dedicatoria
A Dios, por darme la vida, perseverancia, fuerza y paciencia para cumplir otra meta más.
A mis padres, Gloria y Amado por todo su amor, comprensión y apoyo incondicional.
A mis hermanos, Alex y Yara por creer en mí y alentarme a conseguir mis sueños.
A mis abuelitos y tías por estar al pendiente de mí y tenerme entre sus oraciones.
A mis niñas adoradas, Itari, Damaris y Fernanda por hacerme sonreír en los momentos más difíciles.
A Don Benito y Doña Marivel, por alentarme siempre a luchar por lo que quiero.
A ti Manuel, mi compañero incondicional, por tu paciencia, comprensión, dedicación, fuerza, amor y por ser tal como eres.
Gracias por enseñarme que con perseverancia y dedicación no existen obstáculos que puedan detenerme.
AGRADECIMIENTOS
Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por haberme otorgado el financiamiento para llevar a cabo mis estudios de posgrado en el período Enero 2012- Diciembre 2013, así como brindarme el apoyo para realizar una estancia en el extranjero.
A todas las personas del Colegio de la Frontera Sur que me brindaron su amistad y apoyo e hicieron de mi estancia una experiencia inolvidable.
A los investigadores de ECOSUR quienes participaron en mi formación.
Al M. C. Eduardo Rafael Chamé Vázquez, por su amistad, apoyo, motivación y consejos. Pero sobre todo por confiar en mí para la realización de este trabajo, porque a pesar de comenzar de cero y saber la gran cantidad de trabajo y pestilencia que traía consigo, no se echó para atrás. Gracias Maestro, por compartir su experiencia conmigo.
A mi consejo tutelar, el Dr. Guillermo Ibarra Núñez y el Dr. Pablo Liedo Fernández, por su tiempo, paciencia y valiosos consejos durante la redacción del documento, los cuales sin duda alguna enriquecieron este trabajo.
A mis sinodales: Dr. Daniel Sánchez Guillen, M. C. Benigno Gómez y Gómez y Dr. Edi A. Malo Rivera, por la disponibilidad que tuvieron al revisar el documento, así como por los comentarios realizados en este trabajo.
Al Dr. Sergio Ibañez especialista del orden Díptera en el Instituto de Ecología (INECOL), por su apoyo en la corroboración de las especies identificadas durante la investigación.
Al M. C. Javier Valle Mora por su asesoría en los análisis estadísticos utilizados en esta investigación. Así como por la paciencia y gran disponibilidad que tuvo para resolver cualquier duda que surgió durante el análisis de datos.
A la Colección de Entomología de El Colegio de la Frontera Sur, Unidad Tapachula (ECO-TAP-E) por las facilidades que me brindaron durante la identificación y montaje de los ejemplares colectados. Así como agradezco particularmente al Dr. Guillermo Ibarra Núñez (Responsable del área de colecciones de artrópodos) por facilitarnos un vehículo durante la realización de los muestreos, sin su apoyo no hubiese sido posible hacer las recolectas maratónicas propuestas en esta investigación.
A la Dr. Ma. Isabel Arnaldos y la Dra Ma. Dolores García por haberme recibido con tanta amabilidad y disposición durante mi estancia en la Universidad de Murcia, España. Sus consejos, observaciones y recomendaciones, enriquecieron sustancialmente esta investigación.
A la Biol. Itsaso Begoña Gaminde que hizo de mi estancia en la Universidad de Murcia una gran experiencia. Gracias por compartir los mini cafecitos de la mañana y mostrarme los rinconcitos más chulos de Murcia.
A Eva Corbalain por darme un lugarcito en su preciosa casa durante mi estancia en Murcia. Gracias por las pláticas nocturnas y por los platillos tan ricos que preparabas.
A L.I. Beatriz Romero Valadez y Paulina Gonzales, por su gran amabilidad y paciencia al apoyarme en los diferentes trámites administrativos durante mi estancia en ECOSUR.
A las responsables del sistema bibliotecario de ECOSUR, la L.S. Ana María Galindo y L.P. Margarita Inés Hernández López, por la amabilidad y disposición brindada al buscar material bibliográfico durante la realización de esta tesis.
Al M.C. Héctor Montaño y mis compañeros de maestría Edvín Santíz y Francisco Gómez por ser mis valientes acompañantes durante algunas recolectas y aguantar las imágenes y el olor tan característico de esta investigación.
A la familia Cancino López, por todas las amabilidades que tuvieron conmigo y con Manuel durante el tiempo que vivimos en Tapachula. Pero en especial a Doña Charis, por ser como una mamá para nosotros, sus consejos y regaños nos mantuvieron siempre a raya, gracias por ser la mamá de los pollitos.
A mi hermanito postizo Rodolfo Jonathan Cancino López, por alentarme siempre a seguir adelante. Gracias por las noches en que con mucha paciencia tratabas de hacerme entender los métodos estadísticos, así como aquellas en las que a pesar del sueño y cansancio me escuchabas una y otra vez exponer mis avances de protocolo y tesis. Lástima que no estés aquí ahora para escuchar la última versión. Te quiero mucho hermanito, espero pronto estemos cerca nuevamente.
A Marisol Lievano López, por ser una alcahueta conmigo y aventarse ese viaje maratónico solo para tener mis ratas a tiempo en el primer muestreo. Por eso como decimos amiga: la confianza apesta!!!! Te adoro mujer.
A mis papas Amado Recinos y Gloria Aguilar, por apoyar siempre mis locuras y ayudarme a mover mis cosas cada vez que se me ocurre ir a un nuevo lugar. Los amo
A mis compañeritos de casa Rodolfo y Manuel, por hacer de mis dos años de maestría una experiencia inolvidable. Gracias por las tardes de películas, las fiestas mal organizadas, los pleitos por la limpieza, las noches de maratón y pictionary, en fin por las risas y las lágrimas que compartimos en esos dos grandiosos años.
A Laura Jiménez Bautista, por ser una excelente compañera durante todo este trayecto, en clases y en casa. Gracias por las pláticas, los consejos y tu paciencia al explicarme cómo usar los diferentes paquetes estadísticos.
A todos mis compañeros de maestría (generación 2012-2013), les agradezco cada una de sus palabras y gestos durante este tiempo, sin duda alguna me quedo con un pedacito de ustedes para recordar siempre. En especial a Zitlalic, Edvin y Wilmar con quienes siempre compartimos preocupaciones y estrés durante las clases de entomología, gracias por hacerlo más llevadero. A Salomé, Laura, Alma, Sarahí, Miguel, Enoc, Reynolds, Félix y Ricardo, con los que compartimos aquellos viernes inolvidables de escape, donde nos olvidábamos del estrés y las preocupaciones, muchas gracias por esas tardes-noches.
Finalmente a ti Manuel, porque has sido la persona que más me ha apoyado desde que te conozco. Gracias por enseñarme aquel artículo que motivo mi curiosidad y anhelo de hacer esta investigación, por acompañarme a todos mis muestreos y tolerar la pestilencia, las lluvias y piquetes de mosquitos, por tratar de entenderme cuando te explicaba cuestiones de estadística, por escucharme recitar los avances de mi tesis y
tener siempre una bolsita de papel a la mano cuando me entraban mis ataques de pánico. Te agradezco enormemente ayudarme durante la identificación de mis ejemplares (aunque siempre a todos les vieras cara de mosquita de la fruta) y aguantar mi mal humor cuando el número de bichos a revisar se hacía interminable, por tener a la mano siempre el café para despertar, el chiste indicado para romper la tensión y el abrazo oportuno cuando sentía no avanzar. Gracias mi amor, por seguir siendo parte de este viaje. Te amo.
INDICE
Pág.
ÍNDICE DE FIGURAS……… I
ÍNDICE DE CUADROS………. VII
RESUMEN ... 1
I. INTRODUCCIÓN ... 3
1.1 Entomología Forense ... 4
1.2 Situación de la Entomología Forense ... 5
1.3 Grupos ecológicos asociados a restos en descomposición... 7
1.4 Fases de descomposición usados en Entomología Forense ... 8
1.5 Justificación ... 10 1.6 Problema de investigación ... 12 1.7 Objetivos ... 13 II. METODOLOGÍA ... 14 2.1 Biomodelos ... 14 2.2 Diseño de la trampa... 15 2.3 Sitios de muestreo ... 18
2.4 Número de muestras y tiempo de muestreo ... 19
2.5 Períodos de recolecta y toma de datos. ... 19
2.6 Datos cadavéricos y ambientales ... 20
2.7 Recolecta y preservación de organismos ... 20
2.8 Análisis de datos ... 21
3.1 Fases de descomposición ... 25
3.2 Variables ambientales durante el proceso de descomposición ... 32
3.3 Entomofauna cadavérica ... 34
3.4 Riqueza de especies y confiabilidad del inventario ... 43
3.5 Diversidad de especies y fases de descomposición ... 46
3.6 Grupos tróficos asociados a los estados de descomposición ... 48
3.7 Patrones sucesionales de la entomofauna cadavérica ... 63
3.8 Taxones potenciales para la determinación del intervalo postmortem ... 68
IV. DISCUSIÓN...77
V. CONCLUSIONES………...………….…….…..…..90
VI. ASPECTOS ÉTICOS DE LA INVESTIGACIÓN.………...……….92
VII. LITERATURA CITADA………..…93
ANEXO 1. RECOLECTA Y CRÍA DE LARVAS DE DÍPTERA….………..107
ANEXO 2. ESPECIES RECOLECTADAS EN LOS CADÁVERES………….…..110
I
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Trampa modificada para el estudio de la entomofauna asociada a
los cadáveres de ratas……….. 16
Figura 2. Trampa modificada para el estudio de la entomofauna asociada a
los cadáveres de cerdo………. 17
Figura 3. Trampas de colecta protegidas con malla hexagonal para evitar la
remoción de los restos……….. 18
Figura 4. Ubicación de los sitios de muestreo……….. 19
Figura 5. Duración promedio de las fases de descomposición en los
cadáveres de ratas durante los períodos de muestreo (Fr. Fresco, En. Enfisematoso, Dac. Descomposicón activa, Dav. Descomposición avanzada,
Ro. Restos óseos)……….. 25
Figura 6 – 8. Fases de descomposición de las ratas en ambos períodos de
muestreo (a, secas; b, lluvias): Figura 6. Estado fresco (presencia de manchas verdosas); Figura 7. Estado enfisematoso (distintivo aumento de volumen);
Figura 8. Estado de descomposición activa (presencia de larvas)……… 27
Figura 9 – 10. Fases de descomposición de las ratas en ambos periodos de
muestreo (a, secas; b, lluvias): Figura 9. Estado de descomposición avanzada (notable pérdida de masa corporal). Figura 10. Estado de restos óseos (se
observa la diferencia entre los dos períodos)……… 28
Figura 11. Duración de las fases de descomposición en los cadáveres de
II
Pág.
Dac. Descomposición activa, Dav. Descomposición avanzada, Ro. Restos
óseos……… 29
Figura 12-14. Fase de descomposición de los cerdos en ambos períodos de
muestreo (a, secas; b, lluvias): Figura 12. Estado fresco (se observaron manchas verdosas en la región abdominal). Figura 13. Estado enfisematoso (la flecha indica el aumento de volumen en la región abdominal y la formación de flictenas). Figura 14. Fase de descomposición activa (la flecha indica la
salida de vísceras y líquido putrefacto)………. 31
Figura 15-16. Fases de descomposición de los cerdos en ambos períodos de
muestreo (a, secas; b, lluvias): Figura 15. Fase de descomposición avanzada (las larvas se encontraron en grandes cantidades sobre el cadáver). Figura 16. Restos óseos (momificación de los tejidos epidérmicos en el período de secas, en contraste con la degradación completa de los tejidos en el periodo
de lluvias)……… 32
Figura 17. Datos de precipitación registrados durante la realización del
estudio
(2013)……….. 33
Figura 18. Datos de temperatura y humedad relativa ambiental registrados
durante el muestreo de las ratas en ambos períodos de muestreo……….. 33
Figura 19. Datos de temperatura y humedad relativa ambiental registrados
durante el muestreo de los cerdos en ambos períodos de muestreo………….. 34
III
Pág.
ambos períodos muestreados……… 36
Figura 21. Familias de Hymenoptera registradas en cadáveres de ratas
durante ambos períodos muestreados……….. 37
Figura 22. Familias de Coleoptera registradas en cadáveres de ratas durante
ambos períodos muestreados………. 37
Figura 23. Proporción de los diferentes grupos tróficos asociados a
cadáveres de ratas durante ambos períodos de muestreo……… 38
Figura 24. Familias de Diptera registradas en cadáveres de cerdo durante
ambos períodos muestreados………. 40
Figura 25. Familias de Hymenoptera registradas en cadáveres de cerdo
durante ambos períodos muestreados……….. 41
Figura 26. Familias de Coleoptera registradas en cadáveres de cerdos
durante ambos períodos muestreados……….. 42
Figura 27. Proporción de los diferentes grupos tróficos asociados a
cadáveres de cerdos durante ambos períodos de muestreo………... 43
Figura 28. Número de especies observadas (Sobs) y estimadas (Chao 1)
durante los muestreos de los cadáveres de ratas……… 44
Figura 29. Curva de rarefacción que presenta la riqueza de especies durante
ambos períodos de muestreo en cadáveres de ratas………. 45
Figura 30. Número de especies observadas (Sobs) y estimadas (Chao1)
durante los muestreos de los cadáveres de cerdos……… 45
IV
Pág.
muestreo en cadáveres de cerdo……… 46
Figura 32. Diversidad de Shannon-Wiener en los muestreos de cadáveres de
rata……… 47
Figura 33. Diversidad de Shannon-Wiener en los muestreos de cadáveres de
cerdo………. 48
Figura 34. Análisis de correspondencia para establecer las asociaciones
entre las especies de la familia Calliphoridae colectadas en cadáveres de rata y los estados de descomposición: a) secas; b) lluvias (Fr: Fresco; En: Enfisematoso; Dac: Descomposición activa; Dav: Descomposición avanzada,
Ro: Restos óseos) (Ver Cuadro 5, para nomenclatura de especies)……… 50
Figura 35. Análisis de correspondencia para establecer las asociaciones
entre las especies de la familia Sarcophagidae colectadas en cadáveres de rata y los estados de descomposición: a) secas; b) lluvias (Fr: Fresco; En: Enfisematoso; Dac: Descomposición activa; Dav: Descomposición avanzada,
Ro: Restos óseos) (Ver Cuadro 5, para nomenclatura de especies)……… 51
Figura 36. Análisis de correspondencia para establecer las asociaciones
entre las especies necrófagas colectadas en cadáveres de rata y los estados de descomposición: a) secas; b) lluvias (Fr: Fresco; En: Enfisematoso; Dac: Descomposición activa; Dav: Descomposición avanzada, Ro: Restos óseos)
(Ver Cuadro 5, para nomenclatura de especies)………. 52
Figura 37. Análisis de correspondencia para establecer las asociaciones
V
Pág.
los estados de descomposición: a) secas; b) lluvias. (Fr: Fresco; En: Enfisematoso; Dac: Descomposición activa; Dav: Descomposición avanzada,
Ro: Restos óseos) (Ver Cuadro 5, para nomenclatura de especies)……… 53
Figura 38. Análisis de correspondencia para establecer las asociaciones
entre las especies oportunistas y accidentales colectadas en cadáveres de rata y los estados de descomposición durante el período de secas (Fr: Fresco; En: Enfisematoso; Dac: Descomposición activa; Dav: Descomposición avanzada, Ro: Restos óseos) (Ver Cuadro 5, para nomenclatura de
especies)………. 54
Figura 39. Análisis de correspondencia para establecer las asociaciones
entre las especies de la familia Calliphoridae colectadas en cadáveres de cerdo y los estados de descomposición: a) secas; b) lluvias. (Fr, Fresco; En, Enfisematoso; Dac, Descomposición activa; Dav, Descomposición avanzada;
Ro, Restos óseos) (Ver Cuadro 6, para nomenclatura de especies)……… 57
Figura 40. Análisis de correspondencia para establecer las asociaciones
entre las especies de la familia Sarcophagidae colectadas en cadáveres de cerdo y los estados de descomposición: a) secas; b) lluvias. (Fr, Fresco; En, Enfisematoso; Dac, Descomposición activa; Dav, Descomposición avanzada;
Ro, Restos óseos) (Ver Cuadro 6, para nomenclatura de especies)……… 58
Figura 41. Análisis de correspondencia para establecer las asociaciones
entre las especies necrófagas colectadas en cadáveres de cerdo y los estados de descomposición: a) secas; b) lluvias. (Fr, Fresco; En,
VI
Pág.
Enfisematoso; Dac, Descomposición activa; Dav, Descomposición avanzada; Ro, Restos óseos) (Ver Cuadro 6, para nomenclatura de
especies)………. 59
Figura 42. Análisis de correspondencia para establecer las asociaciones
entre las especies necrófilas y omnívoras colectadas en cadáveres de cerdo y los estados de descomposición: a) secas; b) lluvias. (Fr, Fresco; En, Enfisematoso; Dac, Descomposición activa; Dav, Descomposición avanzada;
Ro, Restos óseos) (Ver Cuadro 6, para nomenclatura de especies)……… 60
Figura 43. Análisis de correspondencia para establecer las asociaciones
entre las especies oportunistas y accidentales colectadas en cadáveres de cerdo y los estados de descomposición: a) secas; b) lluvias. (Fr, Fresco; En, Enfisematoso; Dac, Descomposición activa; Dav, Descomposición avanzada;
Ro, Restos óseos) (Ver Cuadro 6, para nomenclatura de especies)……… 61
Figura 44. Distribución poblacional de Chrysomya rufifacies colectados en los
cadáveres de rata……….. 69
Figura 45. Distribución poblacional de Blaesoxipha sp colectados en los
cadáveres de rata……….. 69
Figura 46. Distribución poblacional de Tricharaea sp colectados en los
cadáveres de rata………... 70
Figura 47. Distribución poblacional de Atherigona sp colectados durante
ambos períodos de muestreo en cadáveres de rata……… 70
VII
Pág.
durante ambos períodos de muestreo en cadáveres de cerdo. Especies: a) C.
rufifacies, b) C. macellaria, c) C. megacephala, d) H. segmentaria……….. 72
Figura 49. Comportamiento temporal de especies necrófagas durante ambos
períodos de muestreo en cadáveres de cerdo. Especies: a) Tricharaea sp, b)
F. tumidifemur, c) Atherigona sp, d) Sarcopromusca sp………. 73
ÍNDICE DE CUADROS
Pág.
Cuadro 1. Descripción de las fases de descomposición en las ratas,
incluyendo la duración, hora de inicio y término………. 26
Cuadro 2. Descripción de las fases de descomposición en los cerdos,
incluyendo la duración, hora de inicio y término………. 30
Cuadro 3. Abundancia promedio durante los períodos muestreados en
cadáveres de ratas………... 35
Cuadro 4. Abundancia promedio durante los períodos muestreados en
cadáveres de cerdos………... 39
Cuadro 5. Especies relacionadas significativamente a las fases de
descomposición en los cadáveres de ratas……….. 55
Cuadro 6. Especies relacionadas significativamente a las fases de
descomposición en cadáveres de cerdo……… 62
VIII
Pág.
ratas en el período de secas……… 64
Cuadro 8. Matriz de ocurrencia de los insectos asociados a los cadáveres de
ratas en el período de lluvias……….. 64
Cuadro 9. Matriz de ocurrencia de los insectos asociados a los cadáveres de
cerdo en el período de secas……….. 66
Cuadro 10. Matriz de ocurrencia de los insectos asociados a los cadáveres
de cerdo en el período de lluvias……… 67
Cuadro 11. Especies indicadoras del intervalo postmortem durante los
muestreos realizados en cadáveres de ratas……… 74
Cuadro 12. Especies indicadoras del intervalo postmortem durante los
1
RESUMEN
El empleo de insectos necrófilos ha alcanzado una gran importancia dentro de las ciencias forenses, debido a que estos organismos pueden ser una herramienta útil en la resolución de investigaciones judiciales, a partir de la determinación del intervalo postmortem, guiados por el desarrollo de los organismos colonizadores y los patrones sucesionales.
En esta investigación se analizó la entomofauna asociada a cadáveres en una región tropical y su relación con los estados de descomposición para la datación del intervalo postmortem. Fueron empleados como biomodelos los cadáveres de ratas (Rattus norvegicus Berkenhout, 1769) y cerdos blancos (Sus scrofa domestica Linneo, 1758) en dos sitios localizados en el municipio de Tapachula, Chiapas, durante las temporadas de secas y lluvias. Se identificaron 38,749 ejemplares adultos pertenecientes a la clase Hexápoda en los cadáveres de ratas (74 especies, incluidas morfoespecies) y 43,768 ejemplares adultos en cerdos (57 especies, incluidas morfoespecies). El orden más abundante fue Diptera, seguido de Coleoptera e Hymenoptera. En ambos biomodelos se identificaron a los cinco grupos tróficos asociados a cadáveres, su asociación a las fases de descomposición, así como la sucesión ecológica durante el proceso de descomposición. Se identificó a la familia Calliphoridae como la primera en arribar al cadáver durante las fases fresca y enfisematosa (Lucilia eximia, Cochlyomyia macellaria, Chrysomya megacephala y Chrysomya rufifacies), seguidas de especies de las familias Sarcophagidae y Muscidae. Posteriormente durante las fases de descomposición activa y avanzada aparecieron ejemplares de Coleoptera de hábitos necrófilos (familias Histeridae, Cleridae y Staphylinidae), así como otros dípteros oportunistas y accidentales. Finalmente la
2 entomofauna cadavérica se redujo considerablemente en la última fase de descomposición predominando los coleópteros.
Este trabajo constituye un primer acercamiento en la identificación de la entomofauna cadavérica asociada a la descomposición de cerdos y ratas con interés forense en la región sur del país.
PALABRAS CLAVE: Insectos necrófilos, entomología forense, patrones sucesionales, entomofauna sarcosaprófaga, descomposición cadavérica.
3
1. INTRODUCCIÓN
Un cadáver en descomposición genera un microecosistema dinámico y variable que proporciona un hábitat temporal y los recursos nutricionales necesarios para una amplia variedad de organismos, incluyendo bacterias, hongos, vertebrados carroñeros y una gran gama de artrópodos que utilizan esta materia orgánica como sustrato alimenticio (Tantawi et al. 1996; Anderson y Hobischak 2004; Martínez et al. 2009; Arnaldos, García y Presa 2011).
Los insectos pertenecientes a esta comunidad son los principales encargados del consumo y degradación de las partes blandas de un cadáver, además de ser los primeros en arribar y permanecer durante el proceso de descomposición, mediante un patrón que puede ser predecible (Catts y Goff 1992; Arnaldos, García y Presa 2011). Dicha entomofauna atraviesa por un proceso de sucesión ecológica, llegando en una secuencia predecible de adición y sustitución de especies, dependiente del papel que desempeña cada una de ellas (Catts y Goff 1992; Carvalho et al. 2000; Campobasso e Introna 2001; Castner 2001; Mavárez-Cardozo et al. 2005; Salazar-Ortega 2008).
Esta sucesión ecológica también está influenciada por las fases o estados de descomposición de un cadáver, que son el resultado de la interacción de variables, tales como temperatura, humedad relativa, tipo de vegetación, pH del suelo, temporada estacional y circunstancias de la muerte (Catts y Goff 1992; Campobasso e Introna 2001). Estas condiciones generan diferentes características durante la descomposición, atrayendo a distintos grupos de insectos principalmente por: 1) su función como recurso alimenticio; 2) las condiciones del cadáver como medio adecuado para la oviposición; y 3) como medio de agregación para otros insectos, ya que facilita la disponibilidad de alimento para muchos depredadores (Valdes-Perezgasga et al. 2010). A esta
4 comunidad de insectos asociada a cada fase de descomposición, es lo que se denomina entomofauna cadavérica o sarcosaprófaga (Arnaldos, García y Presa 2011). El conocimiento de estos insectos y la secuencia de colonización con respecto a los diferentes factores que condicionan las etapas de descomposición aportan valiosa información para determinar principalmente un intervalo postmortem (IPM) más acertado (Catts y Goff 1992; Campobasso e Introna 2001; Castner 2001; Dadour et al. 2001; Mavárez-Cardozo et al. 2005; Arnaldos et al. 2006; Salazar-Ortega 2008; Flores-Pérez 2009).
Las ciencias forenses han considerado el empleo de la entomofauna cadavérica como una herramienta útil para la determinación del IPM, guiados por el desarrollo de los organismos colonizadores y sus patrones de sucesión (Arnaldos et al. 2006; Flores-Pérez 2009; Martínez et al. 2009). Es importante mencionar que la determinación del IPM a partir del uso de la entomofauna también incide en otro tipo de investigaciones de mayor complejidad como la determinación del lugar y circunstancias de la muerte e incluso ayudan en la identificación de sustancias químicas y drogas en el cadáver (Castillo-Miralbes 2002; Flores-Pérez 2009). Por lo tanto, resulta importante realizar estudios que permitan conocer la entomofauna asociada a cadáveres, con el fin de consolidar una herramienta complementaria en la resolución de investigaciones judiciales (Catts y Goff 1992; Magaña 2001; Arnaldos et al. 2006).
1.1 Entomología Forense
La Entomología Forense es la disciplina derivada de las ciencias forenses en la que la entomofauna sarcosaprófaga es empleada en las investigaciones judiciales, principalmente cuando las circunstancias de la muerte no han sido esclarecidas (Catts y
5 Goff 1992; Anderson 1997). El objeto de esta disciplina es la comunidad de insectos cadávericos, puesto que son los principales y más importantes organismos que colonizan un cadáver, siguiendo una secuencia predecible durante el tiempo que dura el proceso de descomposición (Arnaldos, García y Presa 2011). Su objetivo es analizar la información que generan los insectos como testigos indirectos de un deceso, ya que dependiendo de las características que presente el cadáver, éstos irán arribando secuencialmente, lo cual proporciona evidencia suficiente y valiosa en las investigaciones criminales (Catts y Goff 1992; Anderson 1997 ; Catts y Haskell 1997; Magaña 2001; Iannacone 2003).
La Entomología Forense además de hacer uso de los insectos cadávericos como evidencia en la resolución de crímenes (Byrd y Castner 2001), también puede abarcar otras áreas en donde se encuentren relacionados los artrópodos y la justicia, tales como la entomología urbana, relacionada a los procedimientos legales vinculados con los insectos que dañan construcciones y afectan directamente el hábitat humano; y los alimentos almacenados, en donde las autoridades se encargan de regular y controlar aquellos insectos que ocasionan daños en granos u otro tipo de alimentos (Catts y Goff 1992; Anderson 1997).
1.2 Situación de la Entomología Forense
A pesar de no ser una disciplina nueva, la Entomología Forense no ha tenido el alcance que se esperaría. Esto se debe al distanciamiento entre entomólogos y profesionales de la medicina legal, al pequeño número de casos en que los entomólogos son requeridos, a la falta de entomólogos especializados en el estudio de la fauna de los cadáveres, así como la escasez de investigaciones que caractericen la
6 entomofauna cadavérica de cada región, ya que la secuencia de colonización y las especies implicadas en un cadáver varían en función de múltiples parámetros, entre los que destacan la región biogeográfica, la época del año y las características ambientales particulares del hábitat en que se encuentre el cadáver (Arnaldos et al. 2006; Magaña 2001). No obstante, desde 1999 se generan investigaciones cuyo objetivo ha sido caracterizar la entomofauna sarcosaprófaga en diferentes hábitats, siendo algunos de los estudios más sobresalientes los realizados en Alemania, Argentina, Australia, Brasil, Canáda, China, Colombia, España, Estados Unidos, Francia, México, Polonia y Portugal (VanLaerhoven y Anderson 1999; Wolff et al. 2001; Iannacone 2003; Arnaldos et al. 2004; Grassberger y Frank 2004; Tabor, Brewster y Richard 2004; Yusseff-Vanegas 2006; Matuszewski et al. 2008; Moretti et al. 2008; Salazar-Ortega 2008; Sharanowski, Walker y Anderson 2008; Wang et al. 2008; Flores-Pérez 2009; Voss, Spafford y Dadour 2009; Battán-Horenstein et al. 2010; Latorre 2010; Valdes-Perezgasga et al. 2010; Barros de Prado 2011).
En el caso de México, los únicos trabajos publicados en los cuales se caracteriza la entomofauna cadavérica asociada a cadáveres con interés forense son los estudios de Flores-Pérez (2009), Valdes-Perezgasga et al. (2010) y Hernández-González et al. (2013), realizados en Texcoco, Estado de México, Monterrey, Nuevo León y Guadalajara, Jalisco. En Chiapas, el único estudio es el realizado por Caballero y León-Cortés (2012) sobre la diversidad de coleópteros atraídos a la carroña en un bosque de roble. Es así, que la Entomología Forense en México aún no puede ser aplicada como herramienta legal al igual que en otros países en América Latina, debido a la falta de conocimientos sobre la entomofauna asociada a cadáveres en las diferentes regiones
7 del país limita la fiabilidad de su aplicación en la determinación del IPM (Samaniego 2010).
1.3 Grupos ecológicos asociados a restos en descomposición
Una vez que un organismo muere, éste inmediatamente comienza a presentar diferentes cambios físico-químicos que generan olores que son atractivos para diferentes grupos de insectos que arriban al cadáver según las características sucesionales del cuerpo en descomposición (Catts y Goff 1992; Salazar-Ortega 2008). Conocer la secuencia de arribo de estos grupos de insectos permite establecer un patrón de permanencia sobre el cadáver que indica que especies pueden ser útiles para la determinación del IPM. Es importante mencionar que estos patrones varían de acuerdo al lugar y época del año (Carvalho et al. 2004). Se han clasificado cuatro grupos ecológicos de artrópodos según el papel que desempeñan durante la descomposición (Keh 1985; Smith 1986; Catts y Goff 1992; Goff 1993 a; Goff 1993 b; Magaña 2001; Arnaldos et al. 2005). Las especies necrófagas, constituyen la categoría más importante para establecer el IPM (Wolff et al. 2001), ya que son los primeros en arribar al cadáver, y son los encargados del consumo de la mayor parte del tejido blando a partir de sus estados inmaduros (Battán-Horenstein et al. 2010). El orden Díptera y Coleoptera son considerados los principales organismos necrófagos (Catts y Goff 1992; Magaña 2001; Watson y Carlton 2003; Battán-Horenstein et al. 2010). Las especies necrófilas, son atraídas principalmente por los estados inmaduros de muchas especies necrófagas, depredando y parasitando principalmente a los estados larvales de Díptera. Algunas de las principales especies depredadoras pertenecen al orden Díptera, Coleoptera e Hymenoptera (Goff 1993 a; Magaña 2001). Las especies
8 omnívoras, corresponden aquellos insectos que se alimentan del cadáver, así como de otros artrópodos asociados a él. Algunos insectos considerados como omnívoros son las hormigas y avispas (Hymenoptera), así como algunos escarabajos (Coleoptera) (Goff 1993 a; Magaña 2001). Finalmente, las especies oportunistas o accidentales, son todos aquellos organismos que utilizan los restos en descomposición como una prolongación de su hábitat natural, como colémbolos, arañas, ciempiés y ácaros (Smith 1986; Goff, Omori y Gunatilake 1988; Magaña 2001).
1.4 Fases de descomposición usados en Entomología Forense
El deceso de un ser vivo conlleva una serie de cambios y transformaciones continuas, caracterizados por la destrucción de tejidos mediante la autólisis y descomposición microbiana, la cual va sucediendo de forma gradual a lo largo de la descomposición (Magaña 2001). Estas etapas continuas de cambios en la materia en descomposición, generan diferentes condiciones asociadas a comunidades necrófagas, necrófilas, omnívoras y oportunistas, dependiendo de las características que el cadáver presente (Torrez et al. 2006). Por esta razón, conocer y diferenciar cada uno de los procesos que implica la descomposición de un ser vivo es de gran importancia para correlacionar la entomofauna presente en el cuerpo y determinar con mayor precisión el tiempo transcurrido después de la muerte.
La sucesión de insectos durante el proceso de descomposición ha sido estudiada en diferentes partes del mundo. Sin embargo, la mayoría de estudios se han llevado a cabo en las regiones templadas, siendo pocos los realizados en áreas tropicales (Goff 1992). En dichos estudios, la descomposición cadavérica ha sido caracterizada de acuerdo a cambios físicos, químicos y por los ensambles entomológicos que se forman
9 progresivamente, dividiendo este proceso continuo en etapas o fases, mediante el establecimiento de límites discretos que permitan estandarizar la aparición de cada una de ellas de forma sucesiva y claramente definida (Goff 1992; Arnaldos 2000).
Algunos autores han dividido las fases de descomposición según el número de ensambles de insectos identificados durante el proceso, variando de tres hasta ocho etapas. No obstante, en estudios más recientes, se han establecido cinco fases de descomposición asociadas a las actividades de insectos, que pueden ser útiles en la determinación del intervalo postmortem (Wolff et al. 2001). La duración de cada fase de descomposición puede variar de un lugar a otro, principalmente por la influencia de numerosos factores interrelacionados, tales como las condiciones macroclimáticas y microclimáticas, las presencia de heridas o traumatismos en el cadáver, así como el acceso que tenga la fauna al cuerpo (insectos y vertebrados carroñeros) (Goff 1992; Arnaldos 2000). Las fases de descomposición antes mencionadas son: 1) fase fresca, 2) enfisematosa o hinchada, 3) descomposición activa, 4) descomposición avanzada, y 5) restos óseos.
Estado fresco. Se inicia en el momento de la muerte, presentándose todos los fenómenos abióticos sobre el cadáver (enfriamiento, livideces, rigidez y espasmos cadavéricos). Durante esta fase es común observar a los primeros insectos colonizadores, principalmente del orden Diptera, los cuales buscan orificios naturales (ojos, nariz, boca, orejas y región anogenital) para depositar sus huevos o larvas (Arnaldos 2000; Goff et al. 2004).
Estado enfisematoso o hinchado. El cadáver se observa inflado, sobre todo en la región abdominal, además de apreciarse la salida de líquido de los orificios naturales del cuerpo, los cuales se precipitan hacia el suelo, provocando que la fauna edáfica
10 normal desaparezca por el aumento de la alcalinidad del suelo. Durante esta fase de descomposición, las moscas adultas (Díptera, principalmente Calliphoridae) aumentan su abundancia en busca de lugares para ovipositar y se observan las primeras larvas de estos dípteros alimentándose de la licuefacción inicial de los tejidos, provocando un aumento en la temperatura del cadáver (Arnaldos 2000; Goff et al. 2004; Flores-Pérez 2009).
Descomposición activa. Se toma como inicio de esta fase el desprendimiento inicial del tegumento, además de una ruptura de la epidermis liberando gases, fluidos corporales, así como vísceras y órganos internos (Arnaldos 2000). Se observa una gran cantidad de larvas de dípteros alimentándose de los restos, así como insectos depredadores, tales como escarabajos (Coleoptera), avispas y hormigas (Hymenoptera) (Goff et al. 2004). Al finalizar esta fase, el ultimo instar larval de los dípteros comienza a migrar en busca de un lugar adecuado para pupar (Flores-Pérez 2009).
Descomposición avanzada. Consiste en la reducción del cadáver a restos de piel, cartílago y hueso. Los dípteros dejan de ser la especie dominante, sustituyéndose por diversas especies de coleópteros (Arnaldos 2000; Flores-Pérez 2009).
Restos óseos. Únicamente se observan pelo y huesos, la abundancia de insectos se reduce considerablemente y la fauna edáfica regresa gradualmente a su normalidad (Arnaldos 2000; Flores-Pérez 2009).
1.5 Justificación
La entomología forense es una disciplina que se originó en China en el siglo XIII y desde entonces ha ido fortaleciéndose poco a poco como una herramienta legal para las ciencias forenses, contribuyendo en la resolución de investigaciones judiciales en
11 varias partes del mundo (VanLaerhoven y Anderson 1996; Magaña 2001). Lamentablemente, la entomología forense no ha tenido el avance que se esperaría a nivel mundial, principalmente por la carencia de estudios que caractericen a la entomofauna cadavérica asociada a las fases de descomposición bajo diferentes condiciones (Magaña 2001; Arnaldos et al. 2006), ya que la mayoría de los estudios se han realizado en áreas templadas o semitropicales de países desarrollados, principalmente en Estados Unidos y Europa (Jenson y Miller 2001)
Esta carencia de estudios limita conocer las variaciones que tienen los insectos en su desarrollo biológico, además de la estructura y composición de las comunidades de insectos en diferentes regiones, climas y tipos de vegetación (Arnaldos et al. 2006), sobre todo en regiones tropicales, donde existe una gran riqueza biológica y complejidad ecológica compuesta por especies diferentes a lo reportado por otros trabajos en regiones semitropicales o templadas (Mavárez-Cardozo et al. 2005). Aunado a esto, la falta de entomólogos especializados y su distanciamiento con los médicos forenses han propiciado que sean poco requeridos en la mayoría de los casos, dificultando la generación de conocimientos sobre los insectos de utilidad en esta disciplina (Magaña 2001).
Por ello, resulta importante realizar estudios que permitan conocer la entomofauna cadavérica en las regiones tropicales, ya que dicha información podría ser de ayuda en investigaciones criminales, además de implementarse como una herramienta complementaria para diversos procedimientos legales en estas regiones (VanLaerhoven y Anderson 1996; Arnaldos et al. 2006; Flores-Pérez 2009).
12
1.6 Problema de Investigación
Considerando que los insectos son uno de los grupos más diversos dentro del reino animal, es de suponer que si no se cuenta con las referencias bibliográficas o la información necesaria en las colecciones biológicas de cada región, la práctica de la entomología forense puede verse obstruida ya que la secuencia de colonización y las especies implicadas en un cadáver varían en función de múltiples parámetros, entre los que destacan la región biogeográfica, la época del año, así como las características ambientales particulares del hábitat (Arnaldos et al. 2006).
La falta de conocimiento sobre la composición de las especies propias de la región, en muchas ocasiones obliga al entomólogo forense a hacer uso de material bibliográfico de otras regiones, que por lo general no corresponden a las mismas variables ambientales o circunstancias de la muerte, cometiendo errores en la datación de la muerte, así como en otros aspectos útiles para las ciencias forenses (Arnaldos et al. 2006).
En América Latina, son pocos los países que en la actualidad realizan estudios referentes a la composición de la entomofauna cadavérica, y son aún menos los que practican la entomología forense para efectos legales (Samaniego 2010). Particularmente en México, esta disciplina prácticamente es nueva, siendo escasos los estudios que se han enfocado en la caracterización de la entomofauna cadavérica, principalmente de la región centro y norte del país (Flores-Pérez 2009; Valdes-Perezgasga et al. 2010; Hernández-González et al. 2013). Por tanto, los aportes aún son limitados considerando la gran diversidad y riqueza de insectos que caracteriza a una región neotropical (Mavárez-Cardozo et al. 2005), como es la región sur del país.
13 Por esta razón, resulta importante realizar estudios que permitan conocer la entomofauna asociada a cadáveres, así como aquellos taxones que serán útiles en la datación de la muerte con el fin de consolidar una herramienta complementaria en la resolución de investigaciones judiciales (Catts y Goff 1992; Magaña 2001; Arnaldos et al. 2006).
1.7 Objetivos
Objetivo general.
Analizar la entomofauna asociada a cadáveres de cerdo blanco (Sus scrofa domestica) y rata (Rattus norvegicus) en una región tropical y su relación con los estados de descomposición para la datación del intervalo postmortem.
Objetivos específicos.
1. Determinar el patrón de sucesión de la entomofauna asociada a la descomposición de cadáveres.
2. Determinar los taxones útiles en la determinación del IPM y su relación con los estados de descomposición.
14
2. METODOLOGÍA
2.1 Biomodelos
En la presente investigación se usaron dos organismos como modelo experimental, uno de ellos la rata R. norvegicus (Berkenhout, 1769) (Rodentia: Muridae). Este organismo fue elegido por su fácil obtención y manipulación, además porque ha demostrado ser un biomodelo con una respuesta uniforme a diferentes pruebas experimentales (Benavides y Guénet 2003). Para los experimentos se seleccionaron machos con un peso aproximado de 350 a 450 g y fueron sacrificados por medio de asfixia empleando una cámara cerrada con fuente de dióxido de carbono (concentración mínima de 70%), esto con el fin de evitar o disminuir las condiciones de estrés y dolor en el organismo, antes y durante el procedimiento de eutanasia (NOM-062-ZOO-1999). Para una mejor observación de las diferentes etapas de descomposición, a las ratas se les retiró el pelaje con una rasuradora eléctrica. Todos los ejemplares fueron obtenidos en el bioterio de la Facultad de Psicología en la Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas, el cual cuenta con los documentos certificados necesarios para su venta.
El otro biomodelo seleccionado fue el cerdo blanco, Sus scrofa domestica Linnaeus, 1758 (Artiodactyla: Suidae), principalmente porque tiene características muy semejantes al cuerpo humano, como son la vellosidad y la piel, además que los proceso de descomposición son muy similares (Catts y Goff 1992). Teniendo en cuenta que el peso del cerdo influye en la duración de las fases de descomposición pero no en la entomofauna que arriba al cuerpo (Catts y Goff 1992), los cerdos seleccionados tuvieron un peso entre 20 y 24 kg. Siguiendo las indicaciones establecidas en la NOM 062-Z00-1999, el sacrificio de estos organismos se realizó en la granja donde fueron
15 obtenidos con ayuda de los trabajadores del lugar mediante un disparo con arma de fuego, lo cual disminuyó considerablemente una hemorragia externa, afectando en lo mínimo a los procesos de descomposición, así como las condiciones de estrés y dolor en el organismo.
2.2 Diseño de la trampa.
Los biomodelos fueron colocados dentro de una trampa siguiendo el modelo
propuesto por Schoenly (1981). El uso de esta trampa permitió hacer un censo total de los insectos que accedían a ella, además de recolectar los que se desarrollaron en el cadáver, causando la más mínima perturbación en los procesos de descomposición.
En el caso de las ratas, la trampa estaba formada por cuatro paredes de acrílico (45 cm de largo X 30 cm de alto X 30 cm de ancho) y en cada una de las paredes, se realizaron tres orificios con un diámetro aproximado de 5 cm. En total, cada trampa presentó 12 orificios, donde seis de ellos fueron orificios de entrada (permitiendo el patrón normal de colonización de la entomofauna), y los seis restantes actuaron como orificios de salida, los cuales conducían a frascos recolectores (500 ml) con alcohol al 70%. En la parte superior de la trampa, se colocó una malla fina adaptada a un frasco recolector grande (3 l), que para su mejor manejo se le colocó cinta de velcro, lo cual permitía el acceso al cadáver durante la toma de datos (Figura 1).
16 Figura 1. Trampa modificada para el estudio de la entomofauna
asociada a los cadáveres de ratas.
Para los cerdos, la trampa también se construyó con láminas de acrílico, teniendo 90 cm de largo X 60 cm de alto X 60 cm de ancho. En su costado más grande se hicieron ocho orificios (5 cm de diámetro), mientras que en el costado más pequeño se hicieron solamente seis orificios. La mitad de los orificios fueron de entrada y el resto para la recolecta de organismos (Figura 2). En la parte superior de la trampa, se colocó una malla que permitió el acceso al cadáver, además de contener un frasco recolector (3 l). Para evitar el acceso de mamíferos depredadores de talla mediana (perros, gatos, tlacuaches, etc.), se colocó una malla hexagonal con abertura de 25 mm, alrededor de las trampas (Figura 3).
17 Figura 2. Trampa modificada para el estudio de la entomofauna
asociada a los cadáveres de cerdo.
Figura 3. Trampas de colecta protegidas con malla hexagonal para evitar la remoción de los restos.
18
2.3 Sitios de muestreo
Se eligieron dos sitios de muestreo dentro del municipio de Tapachula, Chiapas, los cuales presentan condiciones geográficas y climatológicas similares. La distancia entre los sitios de estudio (aproximadamente 6 km) nos permitió establecer un monitoreo estandarizado y simultáneo de los biomodelos durante todo el estudio.
El primer sitio, en el ejido Raymundo Enríquez se encuentra en las coordenadas 14° 51´ 50´´ Longitud Norte y 92° 19´ 58´´ Longitud Oeste, a una altura de 70 m.s.n.m. El sitio correspondió a una plantación de cacao con árboles de sombra, principalmente de zapote (Manilkara zapota (L.) P.Royen, 1953). El segundo sitio frente a las instalaciones de ECOSUR, en la ciudad de Tapachula (Carretera Antiguo Aeropuerto) está ubicado en las coordenadas 14° 53´11´´ Latitud Norte y 92° 17´13´´ Longitud Oeste, a 128 msnm; si bien se encuentra dentro de la ciudad, el área donde se situaron las trampas correspondió a un cultivo de maíz de temporal (Figura 4).
Figura 4. Ubicación de los sitios de muestreo. Sitio 1
(Raymundo Enríquez)
Sitio 2 (ECOSUR)
19
2.4 Número de muestras y tiempo de muestreo.
En el caso de las ratas, se colocaron tres cadáveres en cada sitio de muestreo (separación mínima de 50 m entre ellas), procurando en lo posible tener las mismas condiciones ambientales de cada sitio. Los tres cadáveres se estudiaron de manera simultánea durante 15 días, tiempo suficiente en el cual se observó la descomposición de los cadáveres hasta la fase de restos óseos. Los muestreos se realizaron en dos períodos del año 2013, uno en Febrero correspondiente a la época de secas y el otro en Julio durante la época de lluvias. En total, se estudió la sucesión de la entomofauna cadavérica de seis ratas durante el período de secas y seis ratas durante el período de lluvias.
Debido a los posibles riesgos sanitarios que representan los cadáveres de cerdos, estos cadáveres únicamente se colocaron en el sitio 1 (Raymundo Enríquez). Se usaron dos cerdos, uno entre los meses de Marzo – Abril (época de secas) y otro entre Agosto – Septiembre de 2013 (época de lluvias).
2.5 Períodos de recolecta y toma de datos.
Los horarios para la toma de datos y la recolecta de insectos varió con respecto a los biomodelos. Los cadáveres de ambos biomodelos fueron revisados con mayor frecuencia durante los primeros días, ya que generalmente es el momento en el cual arriba la mayor cantidad de insectos, además que permite identificar el inicio de las diferentes fases de descomposición (Castillo-Miralbes 2002; Sakuma 2005; Salazar-Ortega 2008; Flores-Pérez 2009). En el caso de las ratas, el muestreo de los insectos y toma de datos se realizó cada cinco horas en los primeros dos días (7, 12, 17 y 22 h); del día 3 al día 6 se realizaron tres revisiones diarias (7, 13 y 19 h), del día 7 al día 10
20 se hicieron dos revisiones por día (12 y 18 h) y finalmente del día 11 hasta el día 15 se realizó una sola revisión diaria (18 h). Cuando el número de insectos en alguno de los cadáveres fue menor a 20 ejemplares por revisión, se dio por concluido el muestreo en ese cadáver.
En los cerdos, las revisiones se realizaron los primeros tres días con una frecuencia de cinco horas (7, 12, 17 y 22 h), del día 4° al día 15° se hicieron tres revisiones diarias (7, 13 y 19 h), del día 16° al día 30° solo una revisión por día (14 h), para que finalmente, a partir del día 30 hasta concluir la fase esquelética, se revisó el cuerpo cada dos, tres o cinco días (14 h) dependiendo de la cantidad de insectos que se encontraron en el cadáver (número de insectos menor a 20 ejemplares por revisión).
2.6 Datos cadavéricos y ambientales
Basados en lo propuesto por Arnaldos (2000) y Flores-Pérez (2009), se identificaron mediante la inspección física de los cadáveres, las cinco fases de descomposición: fresco (cromática), enfisematoso (hinchado), descomposición activa, descomposición avanzada y restos esqueléticos. Además, en cada una de las revisiones se registró la temperatura del cadáver (boca, recto y tórax), y la temperatura y humedad relativa del ambiente.
2.7 Recolecta y preservación de organismos
Se recolectaron todos los ejemplares de la Clase Insecta, con particular interés en los órdenes Diptera y Coleoptera por ser los grupos de mayor importancia forense (Goff 1993a). Los insectos fueron colectados en su estado adulto y preservados en alcohol al 80%, aunque algunos se preservaron en seco mediante el montaje con
21 alfileres entomológicos. La determinación taxonómica de los insectos a nivel de familia se realizó con ayuda de las claves de Borror, Triplehorn y Johnson (1989) y Brown et al. (2010). Para el caso de los dípteros y coleópteros a nivel genérico o específico, se tomaron en cuenta las claves de Daly, Doyen y Ehrlich (1981), Delgado, Pérez y Blackaller (2000), Navarrete-Heredia et al. (2002), Whitworth (2006), Domínguez (2007), Amat, Vélez y Wolff (2008), Amat (2009), Buenaventura, Camacho y Wolff (2009), Florez y Wolff (2009) y Brown et al. (2010). Además, se enviaron ejemplares del orden Diptera al Dr. Sergio Ibáñez especialista de este orden en el Instituto de Ecología (INECOL), con el fin de corroborar la identificación realizada durante la investigación. Todos los ejemplares preservados en seco y en alcohol al 80% fueron depositados en la colección entomológica de El Colegio de la Frontera Sur, Unidad Tapachula (ECO-TAP-E).
2.8 Análisis de datos
Los procedimientos estadísticos para este trabajo de investigación fueron aplicados a los individuos adultos colectados durante los muestreos y se seleccionaron de acuerdo a la naturaleza de los datos (Byrd y Castner 2001).
Para determinar la confiabilidad del muestreo y conocer la riqueza de los taxones de insectos, se usó como estimador de riqueza al índice de Chao 1, empleando el programa estadístico EstimateS: Biodiversity Estimation Versión 9.1.0 (Colwell 2013), lo cual permitió determinar qué tan completo fue el esfuerzo de muestreo con respecto al número de especies estimadas, es decir el nivel de confiabilidad de la muestra como representación de la comunidad en estudio (Jiménez-Valverde y Hortal 2003). Para comparar la riqueza de especies entre ambos períodos y biomodelos, se construyeron
22 curvas de rarefacción tomando como referencia el número de ejemplares recolectados (Gotelli y Colwell 2001), empleando el paquete estadístico R (Development Core Team 2008).
Por otra parte, se estimó el índice de diversidad de Shannon-Wiener y se comparó entre cada fase de descomposición mediante la prueba t de Hutcheson (H´), con la finalidad de conocer la tendencia de la diversidad con respecto a la sucesión de los estados de descomposición (Álvarez et al. 2006), usando el programa estadístico EstimateS: Biodiversity Estimation Versión 9.1.0 (Colwell 2013).
Para establecer las asociaciones entre la entomofauna cadavérica y los estados de descomposición, se aplicaron análisis de correspondencia (AC) utilizando el programa estadístico R (Development Core Team 2008), ya que este método establece un ordenamiento simultáneo entre los objetos de estudio (especies) y las variables bajo los que se realiza el estudio (fases de descomposición). La aplicación del AC fue fundamental para establecer desde un punto de vista gráfico, las relaciones de dependencia e independencia entre las especies recolectadas y las fases de descomposición, basadas en las distancias de Chi cuadrada (Hair et al. 1998). Para este análisis, las especies fueron agrupadas de acuerdo a los cinco grupos tróficos identificados durante los muestreos (necrófagos, necrófilos, omnívoros, oportunistas y accidentales). Sin embargo, por la cantidad de especies contenidas en cada grupo, los análisis se dividieron por grupo trófico o familias de interés (Calliphoridae y Sarcophagidae).
En el caso de los cadáveres de ratas, únicamente se tomaron en cuenta aquellas especies que presentaron una abundancia mayor a cinco individuos. En cerdos, el AC se aplicó a las especies con abundancias mayores a 10 individuos.
23 Se construyeron matrices de ocurrencia con las especies que demostraron una asociación significativa con alguna fase de descomposición, siendo seleccionadas por período de muestreo y biomodelo (Byrd y Castner 2001). A partir de la frecuencia registrada durante el tiempo de descomposición, se estableció una escala con el fin identificar el período de tiempo durante el cual se concentraba la mayor abundancia de estas especies. La escala se clasificó en: baja (≤30% de su abundancia total), media (>30% y ≤60% de su abundancia total) y alta (>60% de su abundancia total).De esta forma se obtuvieron los patrones de sucesión de las especies de interés para la entomología forense.
Con las especies asociadas a los cadáveres de ratas que se ajustaron a una distribución Poisson, se realizó un modelo lineal generalizado utilizando el programa estadístico R (Development Core Team 2008), lo cual permitió modelar la posible abundancia de dicha especie durante el proceso de descomposición, discutiendo su utilidad en la determinación de un IPM más preciso. Es importante mencionar que, este modelo se utilizó únicamente en ratas porque la realización de repeticiones durante el experimento (12 ratas durante ambos períodos de muestreo) permitió darle un peso estadístico más confiable para determinar el modelo comportamental de las especies asociadas a los cadáveres de acuerdo a su abundancia durante el proceso de descomposición. En el caso de los cerdos, se realizaron gráficas lineales utilizando Microsoft Excel© 2010, demostrando el comportamiento de dichas especies durante el proceso de descomposición, permitiendo observar la posible emergencia de algunas especies necrófagas de interés forense.
Finalmente, basados en los análisis de correspondencia y los patrones de sucesión, se elaboraron cuadros con las especies que pueden ser útiles en la
24 determinación del IPM, según el biomodelo empleado y el período de muestreo. En él se detalla el intervalo de tiempo durante el cual se registraron las especies, así como el momento en el que se registró su mayor tasa poblacional durante el muestreo, lo cual puede dar un indicio del tiempo transcurrido después de la muerte.
25
3. RESULTADOS
3.1 Fases de descomposición
El proceso de descomposición en los cadáveres de ratas varío con respecto a los periodos de muestreo, puesto que en la época de secas duró 15 días (348 h) y en la época de lluvias se completó en 8 días (+ 1.5 días; equivalente a 190 h + 35 h). Si bien, la duración de cada una de las fases varió con respecto al sitio, la mayor diferencia se obtuvo entre los periodos muestreados (Figura 5). En el Cuadro 1 se describen brevemente cada una de las fases, así como duración, hora de inicio y término.
Figura 5. Duración promedio de las fases de descomposición en los cadáveres de ratas durante los períodos de muestreo (Fr. Fresco, En. Enfisematoso, Dac. Descomposicón activa, Dav. Descomposición avanzada, Ro. Restos óseos).
26 Cuadro 1. Descripción de las fases de descomposición en las ratas, incluyendo la duración, hora de inicio y término.
Fase de descomposición Descripción Periodo de muestreo Secas Lluvias Fresco (Fr)
Se reconoció por presentar rigidez cadavérica, lividez y enfriamiento. La presencia de manchas verdosas sobre el abdomen fue algo muy común (Figura 6).
60 h (0 - 60 h) 24 h (0 - 24 h) Enfisematoso (En)
Marcada por el aumento en el volumen de la región abdominal, así como la
salida de líquido por los orificios, principalmente en la región anal (Figura
7). 12 h (60 - 72 h) 24 h (24 - 48 h) Descomposición activa (Dac)
Su inicio fue determinado por el desprendimiento de la epidermis, que
aunado a ello se presentó una mayor salida de fluidos. Aquí se observó la licuefacción de los tejidos blandos. Fue notable la presencia de las larvas (Figura
8). 42 h (72 - 114 h) 12 h (48 - 60 h) Descomposición avanzada (Dav)
Esta fase se determinó por el desprendimiento de las articulaciones, la
pérdida de masa corporal y por el incremento considerable de las poblaciones de larvas sobre el cadáver.
Al término de esta fase se presentó la migración de las larvas de dípteros,
dejando al cadáver solamente en huesos, ligamentos y restos de piel
(Figura 9). 80 h (114 - 194 h) 44 h (60 - 104 h) Restos óseos (Ro)
Los cadáveres en esta última fase presentaron diferencias con respecto al
periodo de muestreo, ya que en secas los tejidos perdieron toda la humedad y
se presentó la momificación del integumento. Contrario al periodo de lluvias, donde los cadáveres quedaron
reducidos a huesos y ligamentos (sin momificación) (Figura 10).
154 h (194 - 348 h)
86 h (104 - 190 h)
27 Figura 6 – 8. Fases de descomposición de las ratas en ambos períodos de muestreo (a, secas; b, lluvias): Figura 6. Estado fresco (presencia de manchas verdosas); Figura 7. Estado enfisematoso (distintivo aumento de volumen); Figura 8. Estado de descomposición activa (presencia de larvas).
28 Figura 9 – 10. Fases de descomposición de las ratas en ambos periodos de muestreo (a, secas; b, lluvias): Figura 9. Estado de descomposición avanzada (notable pérdida de masa corporal). Figura 10. Estado de restos óseos (se observa la diferencia entre los dos períodos).
En el caso de los cerdos, el proceso de descomposición fue diferente en los dos períodos de muestreo, completándose en 54 días (1284 h) durante el período de secas y 38 días (900 h) durante el período de lluvias. De igual forma que en las ratas, la duración de las fases fue más corta en el período de lluvias (Figura 11). En el Cuadro 2
29 se describe brevemente cada una de las fases, así como duración, hora de inicio y término.
Figura 11. Duración de las fases de descomposición en los cadáveres de cerdos durante los dos períodos de muestreo (Fr. Fresco, En. Enfisematoso, Dac. Descomposición activa, Dav. Descomposición avanzada, Ro. Restos óseos.
30 Cuadro 2. Descripción de las fases de descomposición en los cerdos, incluyendo la duración, hora de inicio y término.
Fase de descomposición Descripción Periodo de muestreo Secas Lluvias Fresco (Fr)
Se reconoció porque presentó una coloración verdosa en la región
ventral (Figura 12). 24 h (0 - 24 h) 12 h (0 - 12 h) Enfisematoso (En) Se observó el incremento de volumen en la región abdominal. Además de la aparición de flictenas
dentro de ésta misma área (Figura 13). 36 h (24 - 60 h) 36 h (12 - 48 h) Descomposición activa (Dac)
Esta fase se caracterizó por la ruptura del tejido epidérmico y la
salida de las vísceras de los cadáveres. Durante el tiempo que duró esta fase, se observó la salida de líquido por los principales orificios
naturales del cuerpo, así como la eclosión de larvas de dípteros en la
región anterior del cuerpo (Figura 14). 24 h (60 - 84 h) 84 h (48 - 132 h) Descomposición avanzada (Dav)
Fue notorio el aumento de las masas larvales, lo cual favoreció la
pérdida de tejidos y el desprendimiento de algunas partes del cadáver. Una vez que las larvas consumieron las vísceras y el tejido
muscular se establece como terminada esta fase (Figura 15).
192 h (84 - 276 h) 84 h (132 - 216 h) Restos óseos (Ro)
Al igual que en los cadáveres de ratas, el cerdo colocado en el periodo de secas presentó una momificación de su tegumento externo, evitando que se completara
su degradación. En el período de lluvias, el cadáver presentó la degradación completa de todos los
tejidos hasta quedar únicamente huesos y cartílagos (Figura 16).
1008 h (276 - 1284 h)
816 h (216 - 1032 h)
31 Figura 12-14. Fase de descomposición de los cerdos en ambos períodos de muestreo (a, secas; b, lluvias): Figura 12. Estado fresco (se observaron manchas verdosas en la región abdominal). Figura 13. Estado enfisematoso (la flecha indica el aumento de volumen en la región abdominal y la formación de flictenas). Figura 14. Fase de descomposición activa (la flecha indica la salida de vísceras y líquido putrefacto).
12a
12b
13a
13b
32 Figura 15-16. Fases de descomposición de los cerdos en ambos períodos de muestreo (a, secas; b, lluvias): Figura 15. Fase de descomposición avanzada (las larvas se encontraron en grandes cantidades sobre el cadáver). Figura 16. Restos óseos (momificación de los tejidos epidérmicos en el período de secas, en contraste con la degradación completa de los tejidos en el periodo de lluvias).
3.2 Variables ambientales durante el proceso de descomposición
Los registros de la Finca La Concepción, Carrillo Puerto, Tapachula, indica que durante los primeros muestreos (ratas y cerdo) en el período de secas (Febrero- Abril), la precipitación media fue de 103 mm. Mientras que los muestreos durante en el período de lluvias (Junio – Agosto) registraron en promedio una precipitación de 746 mm (Figura 17).
15a
15b
33 Figura 17. Datos de precipitación registrados durante la realización del estudio (2013).
Durante el muestreo de las ratas, la temperatura no presentó diferencias significativas en ambos períodos (F= 0.397; p=0.535), a diferencia de la humedad relativa, la cual varió significativamente de un período a otro (F= 64.33; p<0.001) (Figura 18).
Figura 18. Datos de temperatura y humedad relativa ambiental registrados durante el muestreo de las ratas en ambos períodos de muestreo.
34 A diferencia de las ratas, durante los muestreos de los cerdos la temperatura fue la variable que demostró diferencias entre los periodos (F=4.22; p=0.045), mientras que la humedad relativa se mantuvo con menos variabilidad (F=1.852; p=0.179) (Figura 19).
Figura 19. Datos de temperatura y humedad relativa ambiental registrados durante el muestreo de los cerdos en ambos períodos de muestreo.
3.3 Entomofauna cadavérica
En los cadáveres de ratas se identificaron un total de 38,749 ejemplares adultos pertenecientes a la clase Hexapoda, agrupados en tres órdenes, 36 familias, 60 géneros y 74 especies (incluidas morfoespecies) (Anexo 2). De este total 22,279 fueron registrados para el período de secas, mientras que para el período de lluvias se registraron 16,470 individuos.
35 Los tres órdenes objeto de estudio (Diptera, Coleoptera e Hymenoptera) presentaron diferencias entre los períodos muestreados, observándose en el período de secas una mayor abundancia en el orden Diptera (X2=233.685; gl=1; p<0.001) e Hymenoptera (X2=47.078; gl=1 p<0.001), mientras que Coleoptera incrementó considerablemente su abundancia durante el período de lluvias (X2=259.596; gl=1p<0.001) (Cuadro 3).
Cuadro 3. Abundancia promedio durante los períodos muestreados en cadáveres de ratas. Orden Período Secas Desviación estándar Lluvias Desviación estándar Diptera 3,536 3,695 2,362 2,023 Hymenoptera 151 60 53 38 Coleoptera 26 39 330 280
Las familias más abundantes para el orden Diptera fueron: Muscidae, Drosophilidae, Sarcophagidae, Ulidiidae, Phoridae y Calliphoridae. Únicamente las primeras cuatro familias presentaron una diferencia significativa entre los períodos muestreados. La familia Drosophilidae obtuvo su mayor abundancia durante el período de lluvias (X2= 453.39; gl=1; p<0.001), mientras que las tres familias restantes fueron más abundantes durante el período de secas (Muscidae, X2= 1108.48; gl=1; p<0.001;
36 Sarcophagidae, X2= 151.98; gl=1; p<0.001; Ulidiidae, X2= 108.95; gl=1; p<0.001) (Figura 20).
Figura 20. Familias de Diptera registradas en los cadáveres de ratas durante ambos períodos muestreados.
Para el orden Hymenoptera las familias más abundantes fueron: Formicidae, Apidae y Vespidae, presentando una diferencia significativa entre los períodos muestreados, registrando su mayor abundancia durante el período de secas (Formicidae. X2=8.658; gl=1; p<0.001; Apidae. X2= 30.769; gl= 1; p<0.001; Vespidae. X2=24.500; gl=1; p<0.001) (Figura 21).
