Key diagnostic characteristics of the developmental stages of forensically important calliphoridae and sarcophagidae in central South Africa
Loading...
Date
2011-12-15
Authors
Brink, Sonja Lindsey
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
University of the Free State
Abstract
English: The first insects attracted to a decomposing body are usually representatives of the Diptera, in particular members of the families Calliphoridae (blow flies) and Sarcophagidae (flesh flies). These flies will deposit their eggs (or often larvae in the case of sarcophagids) on the body, within a few hours after death, depending on environmental conditions. The immature stages will complete their developmental cycle on and around the body. As a consequence, these insects are of great importance in forensic entomology; the main area of application being the determination of the postmortem interval (PMI). One of the key pieces of information needed to calculate the PMI is the correct species identification of the immature stages. The aim of this study was to provide diagnostic descriptions for the immature stages of forensically important calliphorids and sarcophagids in central South Africa. Forensically important calliphorids prevalent in this region are Lucilia cuprina (Wiedemann), Lucilia sericata (Meigen), Chrysomya chloropyga (Wiedemann), Chrysomya marginalis (Wiedemann), Chrysomya albiceps (Wiedemann) and Calliphora vicina Robineau-Desvoidy. The sarcophagid prevalent in the region is Sarcophaga cruentata Meigen. A range of characteristics was evaluated by means of light and scanning electron microscopy and the most pertinent of these were identified for diagnostic purposes. The eggs were evaluated in terms of nine characteristics; six of which were of no diagnostic use, while three could be used to identify some of the species. The eggs of C. chloropyga and C. albiceps were indistinguishable from each other. Twelve features were identified for their possible diagnostic value in larvae. In first instar larvae five of these characteristics were of no diagnostic value, while six were useful to identify some of the species. All species could, however, be identified with the aid of the cephalopharyngeal skeleton. For second instar larvae, four of the characteristics were of no diagnostic use, but seven were useful to identify some of the species. All the species could be identified using the cephalopharyngeal skeleton. In the third instar larvae four characteristics were of no diagnostic use, but by using three other characteristics some of the species could be identified. All the species could be identified by means of five morphological characteristics (labrum, cephalopharyngeal skeleton, posterior spiracles, spiracular plate and anal area). Seven characteristics were identified for their possible diagnostic values in puparia. Five of these characteristics were useful to identify some of the species, but all the species could be identified with the aid of two of the characteristics (frontal field and bubble membrane). The ultimate aim of the study was to construct keys for use during the identification of specimens found at the crime scene. The keys that were constructed not only mapped out the pertinent diagnostic characteristics, but also considered what characteristics could be combined when a specimen was viewed from a specific angle. Since specimens often reach the forensic laboratory in less than optimal condition, it is essential that a wide range of characteristics and keys be available during identification. This will also enable the forensic entomologist to give priority to specimen preparation and the method of observation when rapid analysis is needed or where very few good specimens are available for identification. With these tools (descriptive diagnostic characteristics and keys) the identification of immature stages of calliphorids and sarcophagids found at the crime scene should be an uncomplicated exercise.
Afrikaans: Die insekte verteenwoordigend van die orde Diptera, spesifiek lede van die families Calliphoridae (brommers) and Sarcophagidae (vleesvlieë), is gewoonlik van die eerstes wat deur ‘n ontbindende liggaam aangelok word. Hierdie vlieë sal, afhangende van heersende omgewingstoestande, hul eiers (of in die geval van vleesvlieë, hul larwes) binne ‘n paar uur na dood op die liggaam deponeer. Die onvolwasse stadia sal dan hul ontwikkelingsfase op, of in die omgewing van die liggaam voltooi. As gevolg van hierdie gedragsaspek is insekte van groot belang in forensiese entomologie; die hooftoepassing in hierdie veld is die berekening van die nadoodse interval. Die korrekte identifisering van die spesies van die onvolwasse stadia is krities vir die berekening van die nadoodse interval. Die doel van die studie was om ‘n diagnostiese beskrywing vir elk van die onvolwasse stadia van die forensies belangrike brommers en vleesvlieë saam te stel wat in sentraal Suid-Afrika voorkom. Die forensies belangrike brommers wat in die streek voorkom, is: Lucilia cuprina (Wiedemann), Lucilia sericata (Meigen), Chrysomya chloropyga (Wiedemann), Chrysomya marginalis (Wiedemann), Chrysomya albiceps (Wiedemann) and Calliphora vicina Robineau- Desvoidy; die vleesvlieg wat voorkom in die streek is Sarcophaga cruentata Meigen. ’n Reeks eienskappe is deur middel van lig- en skandeerelektronemikroskopie ondersoek en die ter saaklikstes is vir diagnostiese doeleindes geïdentifiseer. Eiers is in terme van nege eienskappe geëvalueer, ses hiervan was van geen diagnostiese waarde nie, terwyl sommige van die spesies met drie van die eienskappe geïdentifiseer kon word. Eiers van C. chloropyga and C. albiceps kon nie van mekaar onderskei word nie. Twaalf eienskappe is vir hul moontlike diagnostiese waarde in larwes geïdentifiseer. In eerste instar larwes het vyf van die einskappe geen diagnostiese waarde gehad nie, ses was van waarde om sommige van die spesies mee te identifiseer, terwyl al die spesies deur middel van die sefalofaringeaalskelet geïdentifiseer kon word. Vir tweede instar larwes was vier van die eienskappe van geen diagnostiese waarde nie, sewe was van waarde om sommige van die spesies mee te identifiseer, terwyl alle spesies deur middel van die sefalofaringeaalskelet geïdentifiseer kon word. In derde instar larwes was vier van die eienskappe van geen diagnostiese waarde nie, sommige van die spesies kon deur drie van die eienskappe geïdentifiseer word, terwyl vyf van die eienskappe (labrum, sefalofaringeaalskelet, agterste asemhalingsstrukture, spirakulêre plaat en die anale area) gebruik kon word om al die spesies mee te identifiseer. Sewe eienskappe is vir hul moonlike diagnostiese waarde in puparia geïdentifiseer. Dit was moonlik om sommige van die spesies deur middel van vyf van die eienskappe te identifiseer, terwyl al die spesies deur middel van twee van die eienskappe (frontale gesigsveld en respiratoriese borrelmembraan) geïdentifiseer kon word. Die hoofdoel van die studie was om sleutels wat van hulp sal wees met die identifisering van eksemplare wat op ‘n misdaadtoneel versamel word, op te stel. Die identifikasiesleutels wat opgestel was, het nie net die verloop van die mees tersaaklike diagnostiese eienskappe uitgespel nie, maar het ook in ag geneem watter eienskappe saam gebruik kon word as ‘n eksemplaar vanaf ‘n spesifieke hoek geëvalueer word. Omdat eksemplare die forensiese laboratorium in baie gevalle in ‘n swak toestand bereik, is dit belangrik dat ‘n wye verskeidenheid eienskappe en sleutels vir identifisering beskikbaar is. Dit stel ook die forensiese entomoloog in staat om die voorbereiding en metode van analise van eksemplare te optimaliseer, sou spoedige analise nodig wees of waar min eksemplare van goeie gehalte vir identifisering beskikbaar is. Hierdie stel gereedskap (beskrywende diagnostiese kenmerke en identifikasiesleutels) behoort die identifisering van onvolwasse brommers en vleesvlieë, wat op ‘n misdaadtoneel versamel word, te vergemaklik.
Afrikaans: Die insekte verteenwoordigend van die orde Diptera, spesifiek lede van die families Calliphoridae (brommers) and Sarcophagidae (vleesvlieë), is gewoonlik van die eerstes wat deur ‘n ontbindende liggaam aangelok word. Hierdie vlieë sal, afhangende van heersende omgewingstoestande, hul eiers (of in die geval van vleesvlieë, hul larwes) binne ‘n paar uur na dood op die liggaam deponeer. Die onvolwasse stadia sal dan hul ontwikkelingsfase op, of in die omgewing van die liggaam voltooi. As gevolg van hierdie gedragsaspek is insekte van groot belang in forensiese entomologie; die hooftoepassing in hierdie veld is die berekening van die nadoodse interval. Die korrekte identifisering van die spesies van die onvolwasse stadia is krities vir die berekening van die nadoodse interval. Die doel van die studie was om ‘n diagnostiese beskrywing vir elk van die onvolwasse stadia van die forensies belangrike brommers en vleesvlieë saam te stel wat in sentraal Suid-Afrika voorkom. Die forensies belangrike brommers wat in die streek voorkom, is: Lucilia cuprina (Wiedemann), Lucilia sericata (Meigen), Chrysomya chloropyga (Wiedemann), Chrysomya marginalis (Wiedemann), Chrysomya albiceps (Wiedemann) and Calliphora vicina Robineau- Desvoidy; die vleesvlieg wat voorkom in die streek is Sarcophaga cruentata Meigen. ’n Reeks eienskappe is deur middel van lig- en skandeerelektronemikroskopie ondersoek en die ter saaklikstes is vir diagnostiese doeleindes geïdentifiseer. Eiers is in terme van nege eienskappe geëvalueer, ses hiervan was van geen diagnostiese waarde nie, terwyl sommige van die spesies met drie van die eienskappe geïdentifiseer kon word. Eiers van C. chloropyga and C. albiceps kon nie van mekaar onderskei word nie. Twaalf eienskappe is vir hul moontlike diagnostiese waarde in larwes geïdentifiseer. In eerste instar larwes het vyf van die einskappe geen diagnostiese waarde gehad nie, ses was van waarde om sommige van die spesies mee te identifiseer, terwyl al die spesies deur middel van die sefalofaringeaalskelet geïdentifiseer kon word. Vir tweede instar larwes was vier van die eienskappe van geen diagnostiese waarde nie, sewe was van waarde om sommige van die spesies mee te identifiseer, terwyl alle spesies deur middel van die sefalofaringeaalskelet geïdentifiseer kon word. In derde instar larwes was vier van die eienskappe van geen diagnostiese waarde nie, sommige van die spesies kon deur drie van die eienskappe geïdentifiseer word, terwyl vyf van die eienskappe (labrum, sefalofaringeaalskelet, agterste asemhalingsstrukture, spirakulêre plaat en die anale area) gebruik kon word om al die spesies mee te identifiseer. Sewe eienskappe is vir hul moonlike diagnostiese waarde in puparia geïdentifiseer. Dit was moonlik om sommige van die spesies deur middel van vyf van die eienskappe te identifiseer, terwyl al die spesies deur middel van twee van die eienskappe (frontale gesigsveld en respiratoriese borrelmembraan) geïdentifiseer kon word. Die hoofdoel van die studie was om sleutels wat van hulp sal wees met die identifisering van eksemplare wat op ‘n misdaadtoneel versamel word, op te stel. Die identifikasiesleutels wat opgestel was, het nie net die verloop van die mees tersaaklike diagnostiese eienskappe uitgespel nie, maar het ook in ag geneem watter eienskappe saam gebruik kon word as ‘n eksemplaar vanaf ‘n spesifieke hoek geëvalueer word. Omdat eksemplare die forensiese laboratorium in baie gevalle in ‘n swak toestand bereik, is dit belangrik dat ‘n wye verskeidenheid eienskappe en sleutels vir identifisering beskikbaar is. Dit stel ook die forensiese entomoloog in staat om die voorbereiding en metode van analise van eksemplare te optimaliseer, sou spoedige analise nodig wees of waar min eksemplare van goeie gehalte vir identifisering beskikbaar is. Hierdie stel gereedskap (beskrywende diagnostiese kenmerke en identifikasiesleutels) behoort die identifisering van onvolwasse brommers en vleesvlieë, wat op ‘n misdaadtoneel versamel word, te vergemaklik.
Description
Keywords
Thesis (Ph.D. (Zoology and Entomology))--University of the Free State, 2009, Forensic entomology, Death -- Time of, Blowflies -- Indentification, Sarcophagidae -- Identification, Indicators (Biology), Diagnostic characteristics, Puparia, Calliphoridae, Eggs, Larvae