doXrreport – Der etwas andere «Waldfriedhof»

Der Borstentiere Lebenszweck heisst meistens Wurst und Speck. Doch in einem internationalen Forschungsprojekt der Universität Neuenburg dienen sie der Verbrechensaufklärung, weil sie bezüglich vieler Parameter den Menschen nahestehen und weil dieser Wissenschaftszweig in der Schweiz tote menschliche «Probanden» von Gesetzes wegen nicht zur Verfügung hat. Als geeignetes Freiluft-Forschungslabor wurde der Wald gewählt. Nun gibt es erste Resultate.

Transkript

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Der etwas andere «Waldfriedhof»
Schweine im Dienst forensischer Medizin

Der Borstentiere Lebenszweck heisst meistens Wurst und Speck. Doch in

Von Heini Hofmann

Aasfressende (nekrophage) Insekten Weiterhelfen kann jetzt die forensische Ento-

einem internationalen Forschungspro-

mologie (Insektenkunde), die anhand der Lei-

jekt der Universität Neuenburg dienen sie der Ver-

chenbesiedlung durch nekrophage, also Aas fressende In-

brechensaufklärung, weil sie bezüglich vieler Para-

sekten Hinweise auf Leichenliegezeit, Todesursache und

meter den Menschen nahestehen und weil dieser

Todesumstände liefert, zum Beispiel ob die Leiche verstellt

Wissenschaftszweig in der Schweiz tote menschli-

wurde oder Medikamente oder Gifte enthielt. Längere Liege-

che «Probanden» von Gesetzes wegen nicht zur Ver-

zeiten einer Leiche können also anhand des Alters und des

fügung hat. Als geeignetes Freiluft-Forschungslabor

gestaffelten Auftretens der Insekten und ihrer Entwicklungs-

wurde der Wald gewählt. Nun gibt es erste Resul-

stadien eingegrenzt werden – im optimalen Fall auf den Tag

tate.

genau bis zu vier bis sechs Wochen nach Todeseintritt.

Für den postmortalen Zersetzungsprozess eines organischen

Wenn Spaziergänger oder Pilzsammler im Wald auf eine Lei-

Körpers sind unter anderem Bakterien, Pilze und Insekten

che oder deren Überreste stossen, oder wenn die Wildhut

verantwortlich. Bei letzteren handelt es sich meistens um Ju-

den Kadaver eines gewilderten Tiers (zumal einer geschütz-

gendstadien, zum Beispiel die aus den Eiern geschlüpften

ten Tierart) findet, stellt sich den Ermittlungsbehörden bei

Maden von Schmeiss-, Käse- und Fleischfliegen. Die Zeit-

der Aufklärung des Verbrechens respektive des Frefels die

spanne, die diese Maden für ihre Entwicklung unter definier-

Frage des Todeszeitpunkts. Doch so simpel einfach, wie dies

ten Umweltfaktoren benötigen, sind artspezifisch ermittelt.

im TV-Krimi zelebriert wird, ist es in Wirklichkeit nicht. Bereits

Käfer wie Aas-, Kurzflügel- und Stutzkäfer besiedeln eine

nach zwei bis drei Tagen stossen die üblichen medizinischen

Leiche später, da sie sich von Fliegenmaden ernähren. Auf

Methoden – Beurteilung von Körpertemperatur, Leichen-

Leichen in trockenem Zustand sind es vor allem Pelz-, Schin-

starre und Totenflecken – an Grenzen.

ken-, Speck-, Teppich- und Totengräberkäfer. Während

Maden für die Bestimmung kürzerer Zeitintervalle hilfreich

sind, lassen sich mit Käfern nur Aussagen über grössere Zeit-

räume machen.

Die nur bescheiden umfriedete Versuchsanordnung in einem Laubwald nahe bei Neuenburg mit den durch Maschendrahtkäfige gegen Raubwild geschützten Verrottungsstadien von Schweinen. (Bild: Edward Mitchell)

Taphonomie = Verwesungsforschung Wird ein Leichnam erst nach vielen Wochen oder Monaten gefunden, kann auch die Insektenkunde nicht weiterhelfen. Jetzt kommt die aus der Archäologie bekannte Taphonomie zum Zug, die sich mit Verwesungs- und Fossilisierungsprozessen eines Organismus befasst. Hilfreich ist vor allem die Erkenntnis, dass die Verwesung die Chemie und das Mikroklima des Bodens unter der Leiche verändert, was wiederum die dort lebende Mikrofauna beeinflusst. Bisher waren bodenkundliche Untersuchungen vor allem von Interesse, wenn es um die Verknüpfung von Tatort und Täter ging, beispielsweise beim Vergleich der Erde im Schuhprofil des Verdächtigen mit dem Erdreich am Tatort. Jetzt aber interessiert man sich zunehmend für die im Boden unter der Leiche lebenden Organismen, um langfristige Liegezeiten einzugrenzen.

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Versuchsstart 2013 mit 13 toten Hausschweinen: V.l. die Forscherinnen Nina Feddern (Fliegen und Käfer), Ildikò Szelecz (Schalenamöben) und Franziska Sorge (Nematoden). (Bild: Edward Mitchell)

Die Verwesungsstadien von Schweinekadavern: A frisch, B aufgedunsen, C aktive Fäulnis, D fortgeschrittene Zersetzung, E Trockenstadium, F Knochenüberreste nach 6 Wochen Liegezeit. (Bild: Ildikò Szelecz)

Biologie einer «Verwesungsinsel» Bei der Verwesung eines Leichnams erfolgt eine Veränderung des Ökosystems im Boden durch die austretenden Kadaverflüssigkeiten und den damit verbundenen «Nährstoffeintrag» ins Erdreich – ein reicher Cocktail unter anderem aus Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor, Kalzium und Magnesium. Folge davon ist eine Veränderung des pH-Wertes, was sich auf die Lebensbedingungen der Bodenorganismen und damit auf deren Auftreten oder Verschwinden auswirkt, was messbar ist. Die Forscher sprechen dabei in ihrem «Fleddererjargon» von einer «Verwesungsinsel» unter der Leiche. Je weiter jedoch die Zersetzung fortschreitet und damit die Skelettierung eintritt, desto mehr nimmt dieser Eintrag dann auch wieder ab und es erfolgt graduelle Rückkehr zu «normalen» Bedingungen. Daraus lassen sich – anhand biologischer und chemischer Marker – Rückschlüsse für noch längere Liegezeiten von Verbrechensleichen herauslesen.
Beantragte Tierexperimente Um diesen Gesetzmässigkeiten auf die Spur zu kommen und den Forensikern einen brauchbaren Raster für TodeszeitpunktBestimmungen zu liefern, bedurfte es einer Versuchsanordnung. Das war, wegen den zu erwartenden Geruchsimmissionen, kein leichtes Unterfangen. Doch die Diplombiologin Ildikò Szelecz (in Deutschland aufgewachsen, mit ungarischen Wurzeln), die an der Universität Neuenburg im Labor für Bodenbiodiversität arbeitet, wurde schliesslich fündig

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und richtete eine solche in einem abgelegenen Laubwald in der Nähe der Stadt Neuenburg ein. Dabei handelt es sich um beantragte Tierexperimente. In einem umfriedeten, auf kleinen Hinweisschildchen als wissenschaftliches Experiment bezeichneten Bereich wurden – in Ermangelung menschlicher Leichen – in einem Langzeitversuch dreizehn tote Hausschweine ausgelegt, die sich als menschliche Ersatzleichen deshalb besonders gut eignen, weil sich die beiden Lebewesen in manchen biologischen Parametern sehr ähnlich sind. Die Tierkadaver wurden unterschiedlich platziert, hängend, erhöht auf einem Roost oder direkt auf dem Waldboden liegend. Auch eine Versuchsanordnung mit Rehwild wurde angelegt.
Langzeitversuch über Jahre Erstaunlich war allein schon der zeitliche Verlauf der Verrottungsstadien (frisch/aufgedunsen/beginnende und fortgeschrittene Zersetzung/Haut-Knochen-Trockenpräparat/gebleichte Knochenüberreste), je nachdem, ob die Kadaver Bodenkontakt hatten oder nicht. Solche, die direkt auf dem Boden lagen, verrotteten rascher. Um wissenschaftlicher Objektivität zu genügen, wurden in fünf voneinander getrennten, analogen Versuchsanordnungen mit je einem hängenden und liegenden Schwein, einem «falschen Schwein» (Sandsack) und einer Kontrolle mit normalem Waldboden gearbeitet. In diesem Langzeitversuch wurden – seit 2013 in Intervallen – immer je 20 Bodenproben erhoben, gesamthaft über deren 500. Im Labor dienten sie

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Eine von fünf identischen Versuchsanordnungen: A: normaler Waldboden, B: Blindversuch mit «falschem Schwein» (Sandsack), C: Schwein über dem Boden, D: Schwein auf dem Boden. (Bild: Ildikò Szelecz)
zur Bestimmung der sich unter Leicheneinfluss verändernden Bodenfauna sowie für chemische und molekulare Analysen, um daraus die Liegezeiten von Leichen zu bestimmen.
Grenzüberschreitendes Pilotprojekt In diesem – vom Schweizerischen Nationalfonds unterstützten – Pilotprojekt grenzüberschreitender Kooperation arbeitet Ildikò Szelecz vom Labor für Bodenbiodiversität der Universität Neuenburg zusammen mit Wissenschaftlern aus Deutschland (Goethe-Universität Frankfurt), England (Universität Reading) und der Schweiz (Universität Bern).

Wichtige Top-Indikatoren Schalenamöben und Fadenwürmer

In der «Verwesungsinsel» unter einem verrottenden

Körper sind von der durch den Nährstoffeintrag aus der

Leiche verursachten pH-Verschiebung vor allem die

Einzeller namens Schalenamöben (z.B. Arcella- und Eu-

glypha-Arten) betroffen, wie Untersuchungen von Ildikò

Szelecz zeigen. Die unterschiedliche Morphologie ihrer

Schalen erlaubt die Indentifizierung einzelner Arten;

(Bild: Clément Duckert)

bisher sind deren 2000 beschrieben!

Ein grosser Vorteil dieser winzigen Indikator-Lebewesen ist der Fortbestand ihrer

Schale nach dem Tod der Amöbe. Dies erlaubt langfristige Aussagen über Leichenlie-

gezeiten. Ihre weltweite Verbreitung in den unterschiedlichsten Lebensräumen und

ihre kurze Generationszeit macht die Schalenamöben zu einer sehr effizienten Indika-

torgruppe. Ihre Häufigkeit variiert je nach Habitat; ein Gramm Boden oder Streu enthält

zwischen 100 und 10 000 Individuen!

Der andere Hauptindikator sind die von Auge kaum

sichtbaren, wenige Millimeter langen, meist durchsich-

tigen Fadenwürmer (Nematoden), die überall im Boden

vorkommen. Allein in einer Handvoll Walderde leben

rund deren 1000. Im Labor werden sie aus den Boden-

proben herausgesiebt und anhand ihrer Mundwerk-

zeuge sortiert in solche, die Bakterien, Pilze, pflanzliches Material oder andere Nematoden fressen. hh

(Bild: Franziska Sorge)

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Gemeinsame Zielsetzung: Erarbeiten und Zusammenführen von entomologischem und bodenbiologischem Know-how, um damit zu Handen der Forensik länger zurückliegende Todeszeiten zu eruieren. In der Fachsprache ausgedrückt: Bestimmung des postmortalen Intervalls PMI, das heisst der Zeit zwischen Todeszeitpunkt und Auffinden der Leiche.

Vielversprechende erste Ergebnisse

Von grosser wissenschaftlicher Bedeutung erwiesen sich in-

zwischen Schalenamöben und Fadenwürmer (vgl. Kasten):

Unter den Schalenamöben gab es spätestens nach Ablauf

von drei Wochen ein Massensterben, weil von den Leichen-

säften offenbar vergiftet. Später erholte sich die Population

wieder; doch das dauerte mehr als ein Jahr. Es gilt jetzt he-

rauszufinden, welche Schalenamöbenarten zuerst ver-

schwinden und welche wann wieder auftauchen, und offen-

bar gibt es auch solche, die vom einsickernden Saft sogar

profitieren.

Dasselbe Massenwechsel-Phänomen zeigte sich bei den