Zoologia applicata alle scienze forensi, completo

Zoologia applicata alle scienze forensi

Prof. David Baracchi e Sara Fratini. Anno 2025. 2° semestre.

Lez. 1. 17-09-2025

Modulo 1 – David Baracchi

La scienza forense è l'applicazione di tecniche e metodologie scientifiche alle tradizionali investigazioni di carattere giudiziario, in relazione all'accertamento di un reato o ad un comportamento sociale. Ricade nell’ambito forense qualunque elemento collegato ad aspetti illegali.

La zoologia forense è lo studio della vita degli animali, per ottenere informazioni sulla scena del crimine.

• Nel gruppo monofiletico Animalia troviamo vari gruppi di animali e qualunque specie di qualsiasi gruppo potrebbe avere un ruolo in zoologia forense (per es. le meduse (cnidaria) non hanno un ruolo in zoologia forense, normalmente, ma potrebbero averlo se si ha una medusa in un cadavere in mare; oppure nell’acqua ingerita possiamo trovare uno zooplancton o alghe che sono tipiche di certe aree e mi dicono qual è la zona in cui il cadavere è morto).
• Nella zoologia forense, per il 99% dei casi si parla di insetti, ed in particolare insetti che appartengono al gruppo dell’entomofauna cadaverica, specie necrofaghe il loro substrato è dato dal cadavere ed alcune sono specie necrofaghe obbligate, che possono riprodursi solo in presenza di cadaveri. Più sono specie necrofaghe obbligate e più sono di interesse forense più la nicchia ecologica è stretta e maggiore è la loro specializzazione, questo permette di ricavare informazioni utili.

Fanno parte dell’entomofauna cadaverica i ditteri (ordine di insetti costituito da mosche e mosconi) ed i coleotteri, abbiamo anche vertebrati e nematodi.

Ambiti della zoologia forense

• Tanatologia e medicina legale studio di crimini in cui sono presenti cadaveri umani o animali, qui la zoologia forense cerca di studiare fenomeni cadaverici in associazione alla colonizzazione animale sul cadavere, per rispondere alle domande ‘Quando è avvenuto il decesso?’ (risposta tanatocronologica) e ‘Come è avvenuto il decesso?’ Con lo studio degli insetti possiamo capire sia quando è avvenuto che come è avvenuto il decesso alcune sostanze si possono accumulare negli insetti; si cerca anche di identificare la vittima. Si interessa dei fenomeni peri mortem e soprattutto post mortem.
• Wildlife forensic science si occupa di traffico illecito, commercio illegale, possesso e spostamento illegale di parti di animali, abusi sugli animali, bracconaggio si interviene nell’identificare la specie, capirne la provenienza per identificare a quale popolazione di origine appartiene.
• Environmental forensic riguarda lo studio delle fonti di contaminazione e del loro rilascio nell’ambiente. Ci consente di capire se certe specie sono entrate in contatto con determinate sostanze, ad esempio quando si hanno morie improvvise di animali.

(In Asia vi è una vespa parassitata dalla cimice asiatica, che è quindi impiegata per tenere sotto controllo la cimice asiatica. Si ha poi il caso del punteruolo rosso che uccide le palme, è stato importato anche in Italia).

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Lez. 2. 22-09

Storia della medicina legale e delle scienze criminalistiche

• All’inizio del 1200, in Giappone, si ha il primo manoscritto riguardante l’utilizzo della medicina e dell’entomologia per risolvere vicende criminali (ovvero di entomologia forense) attribuito a Song Ci Song Ci era un giudice di alto grado che riportò un caso avvenuto in Cina in cui la relazione mosca-morte-decomposizione fu affiancata all’idea di omicidio: questo caso di omicidio venne risolto utilizzando le mosche come prova (vi fu una rissa fra contadini che lavoravano nelle risaie, che sfociò in omicidio; i giudici fecero porre le falci a terra ed in poco tempo una di queste falci sporca di sangue venne ricoperta di mosche, questo permise di rilevare l’autore dell’omicidio).
• Nel 1600 Francesco Redi demolisce sperimentalmente il concetto di generazione spontanea, secondo cui le larve si originano dalla carne in putrefazione (postulata da Aristotele) confutazione della generazione spontanea degli insetti di Redi: mise dei pezzi di carne in barattoli aperti e nel giro di pochi giorni osservò che la carne si ricopriva di larve e mosche; inserendo poi la carne all’interno di un barattolo chiuso ermeticamente, la carne risultava essere priva di larve di dittero e di mosche, dato che era negato l’accesso a questi organismi. Infine, inserì la carne all’interno di barattoli coperti da una retina, così che la carne potesse essere raggiunta dall’aria esterna ed osservò che le mosche venivano attratte nel barattolo ma rimanevano sulla retina con le loro uova e non si sviluppavano dalla carne. Così Redi dimostra per la prima volta che non poteva avvenire la generazione spontanea di insetti da carne in putrefazione (legame tra putrefazione e presenza di ditteri).
• Nel 1700, Spallanzani effettua il primo esperimento di sterilizzazione e resistenza dei microrganismi al calore confutazione della generazione spontanea negli Infusori: impiega dei contenitori di vetro dove inserisce dei brodi nutritivi, che poi fa bollire, così da uccidere gli eventuali microrganismi già presenti. Si osservava che nei contenitori chiusi ermeticamente i brodi rimanevano limpidi, non si sviluppavano microrganismi; nei contenitori aperti, invece, il brodo diventava torbido per la crescita di microrganismi provenienti dall’aria. I sostenitori della teoria della generazione spontanea affermarono che sigillando i contenitori era impedito l’ingresso di aria, fondamentale per la vita.
• Nel 1800 Pasteur dimostra che con il calore era possibile uccidere i microrganismi confutazione della generazione spontanea nei batteri: impiegò dei matracci a collo di cigno contenenti brodo, che fece bollire e raffreddare, così da sterilizzarli; l’aria poteva liberamente entrare nei matracci ma la polvere ed i microrganismi rimanevano intrappolati nelle curve del collo, senza riuscire a raggiungere il brodo. Si osservava che il brodo rimaneva limpido, privo di microrganismi; solo quando il collo dei matracci veniva rotto, i microrganismi potevano raggiungere il brodo, il quale quindi diveniva torbido.
• Nel 1750 Linneo pubblica i primi lavori scientifici sulla fauna cadaverica: fu il primo ad occuparsi di studiare la fauna in termini di classificazione sono i primi studi sull’entomofauna necrobionte, ovvero la fauna che risiede intorno alle carcasse, alla carne in putrefazione, e si accorse del ruolo ecologico di questi insetti nel consumo di cadaveri e nell’eliminazione dei cadaveri dall’ambiente si osserva l’importanza dell’azione degli insetti cadaverici nella frase di Linneo (1767) ‘tre mosche distruggono il corpo di un cavallo alla stessa velocità di un leone’.

Ancora nessun riferimento alle questioni medico-legali.

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• Nel 1850 si ha la prima effettiva applicazione dell’entomologia forense, in Francia Bergeret d’Ardoise pensò di risolvere la questione della determinazione della data di morte di un bimbo con i reperti entomologici ovvero attraverso reperti entomologici risalì al PMI di un bambino, anche se sbagliò la datazione a causa dell’erronea valutazione del ciclo vitale di alcuni ditteri.

PMI: Post-Mortem Interval, cioè è l’intervallo di tempo trascorso tra la morte di una persona ed il ritrovamento del suo corpo o dei suoi resti, quindi permette di determinare il momento (intervallo temporale) della morte di un individuo.

• Nel 1878 Brouardel determinò i tempi di decesso di un bimbo col metodo entomologico e per gli aspetti sistematici collaborò il museo di storia naturale di Parigi, e con Pierré Mégnin utilizzarono insetti, muffe, funghi, crostacei terrestri, aracnidi.
• Nel 1894 si ha la nascita della moderna entomologia forense Pierré Mégnin è il padre fondatore di questa scienza: lui lavorava all’obitorio di Parigi, si occupava di esseri umani. Si rese conto dell’importanza della fauna necrobionte da insetti, muffe, funghi, crostacei terrestri ed aracnidi. Scrisse anche il trattato ‘La fauna dei cadaveri. Applicazione dell’entomologia alla medicina legale’ e fu il primo a riuscire a studiare in dettaglio i processi di decadimento cadaverico, determinò la sequenza della decomposizione di un corpo in condizioni standard (temperatura di 20-24°, in ambiente chiuso), correlandola ai cambiamenti nei raggruppamenti di insetti necrofagi.

Fu anche il primo a definire le squadre di insetti, ovvero gruppi di insetti che mostravano concorrenza, che arrivavano in tempi simili sul cadavere. Si accorse che non tutti gli insetti erano sempre presenti, non tutti arrivavano nello stesso momento e sugli stessi cadaveri si ha una fauna eterogenea dei cadaveri, ed i principali erano ditteri e coleotteri; descrisse anche altri animali occasionali, che arrivavano sul cadavere perché già presenti nell’ambiente.

Riuscì a trovare una corrispondenza fra un preciso stadio di putrefazione e l’arrivo di determinate squadre di insetti non necessariamente riflettono le squadre descritte oggi (lui lavorava in un obitorio, quindi in un ambiente chiuso).

Squadre di insetti necrofagi e successioni cadaveriche

• 1° squadra (24-48h dalla morte) = invade il cadavere subito dopo la morte e gli insetti che lo attaccano sono DITTERI. Il dittero più comune e presente nelle abitazioni è la mosca domestica si osservava che questo era il primissimo insetto che arrivava sul cadavere (Mégnin lavorava in un ambiente chiuso); poi si ha Curtoneura stabulans e Calliphora vomitoria (mosca verde), che arrivano precocemente. (Calliphoridae: ditteri specializzati). Siamo quindi nel primo periodo post-mortale.
• 2° squadra = sopraggiunge quando l’odore del cadavere si fa sentire e gli insetti coinvolti sono i ditteri Lucilia caesar è una delle prime specie che arriva, soprattutto in ambiente rurale, come anche Sarcophaga carnaria, S. arvensis e S. latricus. Siamo nella fase cromatica ed enfisematoso-putrefattiva, pochi giorni dopo la morte.
• 3° squadra = si nutre delle sostanze grasse che hanno subito fermentazione acida e gli insetti coinvolti sono i coleotteri ed i lepidotteri (farfalle). Corrisponde alla fase della fermentazione butirrica del cadavere. Mégnin aveva identificato le dermestidi fra i coleotteri, ma tipicamente sia in ambiente indoor che outdoor, essi colonizzano cadaveri nella fase scheletrica; sono piccoli coleotteri che consumano lo strato secco del cadavere, non si trovano nelle fasi umide del cadavere (lui le ha trovate perché erano già presenti nell’obitorio). Ci troviamo 3-6 mesi post-mortem.

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• 4° squadra (1 anno dal decesso) = occorre durante la fermentazione caseosa (1 anno dal decesso), gli insetti che attaccano sono ditteri (Pyophila petesionsis, Antomya) e coleotteri (Coryhetes).
• 5° squadra = compaiono con la fermentazione ammoniacale e gli insetti che si nutrono dei prodotti della colliquazione putrida sono ditteri (Tyreophora,...) e coleotteri (Silfidi, isteridi due famiglie di coleotteri necrofagi).
• 6° squadra = insetti che terminano di assorbire gli ultimi umori del cadavere, mummificandolo o disseccando le parti che hanno resistito alla fermentazione. Ne fanno parte in particolar modo gli acari (Uropoda, Trachinotus, Glyciphagus, Serrator, Coepophagus).
• 7° squadra = sopraggiunge quando i tessuti e le membrane sono completamente disseccate e mummificate. Rodono legamenti, tendini, peli e lasciano polvere. Ne fanno parte lepidotteri (Aglossa cuprealis, Tineola) e coleotteri (Anthrenus, Attagenus).
• 8° squadra = consumano gli ultimi avanzi anche degli altri insetti (resti di insetti, invogli di larve e ninfe) e ne completano la scheletrizzazione (circa tre anni dopo la morte). Ne fanno parte alcuni coleotteri (Tenebrio, Ptinus).

L’introduzione del fattore ambientale nelle indagini forensi

Mègnin fu il primo a considerare il cadavere come un ecosistema dinamico, che cambia nel tempo, e che ospita specie pioniere che colonizzano il cadavere con una particolare successione faunale.

Il limite fu di non prendere in considerazione i fattori ambientali, fattori che invece hanno un enorme impatto sul PMI.

Niezabitowski poi perfezionò gli studi di Mègnin generando dettagliate successioni cronologiche e sottolineando l’importanza del fattore ambientale.

Nei primi anni 50 del 1900 vennero condotti vari casi reali di studio, importanti per ottenere informazioni riguardo le successioni delle ondate di insetti su animali esposti a situazioni ed ambienti diversi questi modelli di ondate di successione sono utili perché mostrano trend mondiali: le specie cosmopolite, di interesse forense, seguono circa lo stesso pattern di successione, come ad esempio la mosca che arriva nelle prime settimane.

In tutti i continenti abbiamo le stesse famiglie di ditteri o coleotteri, molti generi, ma NON le stesse specie.→ Non ci sono moltissime specie cosmopolite. Acquisire informazioni su specie cosmopolite è importante perché così le conoscenze sono applicabili in zone diverse del mondo.

Negli ultimi anni si è osservato interesse nello studio di queste specie, oltre a studiare biologia della specie si studia la biologia dello sviluppo: range di temperatura di quando sono attivi gli adulti, quando sono più abbondanti, tempi di sviluppo (lunghezza delle larve per ogni stadio di sviluppo), sapere come le larve cambiano, dimensioni, capire come la temperatura influenza il ciclo delle mute. C’è una relazione lineare tra temperatura e tempi di sviluppo: all’aumentare della temperatura in un certo range (ovviamente né troppo bassa né troppo alta), i tempi di sviluppo aumentano.

Questo non è uguale per tutte le specie, l’optimum ovviamente varia in base alla specie si studiano gli stadi di sviluppo larvale e pupale degli insetti necrofagi in relazione ai parametri ambientali.

Ciò è utile anche per capire la temperatura che c’era, ad esempio, a 2 giorni di ritrovamento della carcassa e viceversa conoscendo la temperatura ambientale possiamo definire i tempi di sviluppo delle specie.

Negli stessi anni si portano avanti i primi studi di entomotossicologia: si è capito che negli insetti certe sostanze si possono accumulare nella cuticola, e nel cadavere che si secca possiamo ritrovarle.

Intorno agli anni 90 l’entomologia forense è stata riconosciuta come una vera e propria scienza.

• Si hanno manuali di riferimento di Entomologia Forense in questi manuali sono presenti anche le chiavi dicotomiche: ad esempio se si ha larva di dittero, posso partire da livelli generali (ordine, famiglie) ed attribuirla ad un gruppo o ad un altro in base alle caratteristiche morfologiche, fino ad arrivare al livello specifico (definire la specie).

I ditteri però anatomicamente sono difficili da descrivere (larve), dipende anche dallo stadio: al terzo stadio hanno già acquisito tratti morfologici specifici, con segmenti e spiracoli completi, sono caratteristiche specie-specifiche tratti che possono essere diagnostici, se vengono identificati si può definire con certezza la specie.

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Lez. 3. 24-09

Tanatologia e medicina legale forense

La tanatologia è lo studio del fenomeno della morte è la scienza che si occupa di studiare i fenomeni che si manifestano sul e nel corpo subito dopo la morte.

La tanatologia applicata è quella scienza, di indirizzo medico-legale, che ha come scopo accertare la realtà della morte nei vari soggetti che giungono ad osservazione nelle varie sedi di giudizio per le finalità della medicina clinica e necroscopica (il medico si occupa dell’accertamento di morte). Nella tanatologia applicata è importante basarsi sui segni che si trovano alla base della manifestazione della morte stessa.

La tanatologia applicata è una scienza forense in cui ogni volta in cui si manifestano casi reali di interesse per la giustizia, oltre a dover accertare la morte c’è anche da capire se c’è qualcosa di connesso con il crimine, quindi capire anche quando la morte è avvenuta. Deve fornire la risposta tanato-cronologica (quando è avvenuta la morte?).

La determinazione del PMI è lo scopo di questa disciplina e della zoologia forense, si ricercano le risposte a quali sono state le cause della morte ed i mezzi che l’hanno prodotta. Tramite studio degli insetti che colonizzano il cadavere è possibile capire se la causa della morte è stata di un tipo o di un altro (per es. se si ha il ritrovamento di un cadavere dove è avvenuto un incendio e si ha un corpo in parte carbonizzato, trovare larve di dittero carbonizzate o meno fa la differenza perché se sono tutte vitali significa che la colonizzazione è avvenuta post-morte; se ci sono larve bruciate con il corpo vuol dire che il cadavere era già morto e colonizzato quando è avvenuto il rogo, da almeno 2-3 giorni).

La tossicologia forense si occupa principalmente di mezzo e cause che hanno portato al decesso, dà risposte di tipo temporale (quando è avvenuta la morte?) e si interessa anche di fenomeni post-mortem anche se i limiti non sono così netti (la morte è un fenomeno frazionato e progressivo nel tempo) ci sono fenomeni post-mortem in cui l’organismo è morto (no respirazione, no circolazione,….) ma ci sono componenti del corpo che ancora sono metabolicamente attive anche per qualche giorno. Quindi è un fenomeno difficile da definire in modo preciso.

Tanatocronologia

Si hanno delle informazioni che possono essere ricavate dal medico nel momento in cui va ad osservare il cadavere o in sede autoptica sono tutti fenomeni precoci che susseguono la morte e che si esauriscono nell’arco delle 24 ore.

Vi sono vari metodi che possono essere considerati per dare una risposta tanato-cronologica molto precisa