塵歸塵土:人類屍體短暫而多事的死後過程

人類屍體短暫而多事的死後過程

無論是否歡迎,死亡都是生命迴圈的自然組成部分。死亡啟動了一個複雜的過程,使人體逐漸迴歸塵土,就像諺語所說的那樣。在法醫學的語言中,分解將我們的生物結構轉化為簡單的有機和無機組成部分,供植物和動物利用。

有四個主要因素影響腐爛的速度和徹底程度。最重要的是溫度:屍體中化學反應的速率每升高 10 攝氏度就會翻倍。來自環境的溼度或水分可以緩衝這些反應,減緩其影響。極端的酸性或鹼性會加速酶降解生物分子的速度——儘管同樣,充足的水分可以緩解這種影響。最後,任何阻礙接觸氧氣的東西,如埋葬、浸沒或高海拔,都會減緩分解。根據這四個因素的相互作用,身體可以在短短兩週內變成骨骼,也可能需要兩年以上的時間。

法醫科學家利用他們對分解的生物學和化學知識,以及影響腐爛速度的變數,來估計一個人的死亡時間和幫助調查人員發現秘密墳墓。醫學專家和倫理學家可能對如何定義死亡時刻意見不一[參見羅賓·馬蘭茨·海尼格的“生命何時屬於活人?”],但他們非常詳細地瞭解了身體逐漸分解所經歷的各個階段。以下是對這些階段的描述。標出的時間尺度是近似值,指的是暴露在空氣中的屍體。埋在沒有棺材的土壤中或在棺材中可能會大大延長這些時間間隔。


支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保關於塑造我們今天世界的發現和思想的具有影響力的故事的未來。


第一階段:新鮮期 - 第 1 至 6 天
在第一階段,軟組織開始分解,這一過程始於自溶,或自我消化。當呼吸和迴圈停止時,細胞失去了氧氣供應。細胞可以存活幾分鐘到幾天,但它們再也無法將廢物排入血液。二氧化碳是新陳代謝的副產品之一,呈酸性,隨著它的積累,細胞內的酸度增加,導致細胞膜破裂。包裹著稱為溶酶體的細胞器的單層膜往往最先溶解。這些囊泡含有消化酶,通常被細胞用來分解蛋白質等有機分子。當這些酶溢位時,它們開始從內到外消化細胞,最終在內部組織和器官以及皮膚上形成小水泡。水泡液體由消化的細胞內部物質組成,富含營養。

隨著水泡破裂,液體使屍體表面呈現溼潤的光澤。深層皮膚細胞開始脫落,導致皮膚滑動,這是分解最早出現的令人厭惡的跡象之一。

死後幾小時內,還會開始出現其他幾種現象。肌肉開始僵硬(屍僵),從眼瞼、下巴和頸部開始,這是因為細胞不再泵出鈣離子;這種泵送作用使肌肉保持柔軟。在一段時間內,肌肉細胞繼續將營養物質轉化為能量,但在沒有氧氣的情況下,這個過程會產生乳酸,乳酸也會導致肌肉收縮。細胞內部物質因酸度增加而凝膠化,也促成了僵硬。屍僵在 24 小時內達到頂峰,但隨後隨著細胞屈服於自溶而放鬆。

身體也開始冷卻(屍冷)至環境溫度,通常約為每小時 0.8 攝氏度。當然,屍冷會受到身體的位置和大小、衣物和天氣條件的影響。

死後一兩個小時內,重力的作用使紅細胞和白細胞沉降(屍斑),逐漸使表皮呈現紫紅色,但在受壓區域,如與地面接觸的皮膚除外。最大程度的凝結髮生在 6 到 12 小時。幾天後,隨著血液和蛋白質開始分解並釋放富含硫的化合物,會出現大理石紋,使屍體散發出令人作嘔的氣味。

第二階段:膨脹期 - 第 7 至 23 天
大約一週後,這些富含營養的液體的釋放開始為微生物大軍提供燃料,它們進一步液化身體的軟組織。細菌、真菌和原生動物(來自屍體和環境)攻擊組織,產生大量氣體,包括二氧化碳、甲烷、硫化氫、氨氣和各種所謂的揮發性有機化合物,如苯。由於體內微生物濃度最高的地方是腸道,因此最明顯的膨脹或擴張發生在腸道。滯留的氣體最終會從直腸噴出,甚至撕裂腹壁。

第三階段:活躍腐爛期 - 第 24 至 50 天
在這個階段,昆蟲(主要是蛆和甲蟲)有時還有食肉動物加入微生物的行列,清除剩餘的組織痕跡。身體的大部分肌肉和脂肪已經變成一種發出惡臭的液體糊狀物質。如果組織暴露在空氣中(有氧條件),其 pH 值將大於 9.0,呈強鹼性(7.0 為中性)。如果屍體被埋葬,以至於厭氧(無氧)條件占主導地位,則身體將呈酸性(小於 7.0)。pH 值越極端,分解速度越快。

如果條件為鹼性,並且溫暖潮溼,脂質(主要是甘油三酯)將經歷一種稱為皂化反應的化學反應,產生屍蠟,也稱為墓蠟。(該反應是商業肥皂用動物脂肪製成的基礎。)屍蠟的顏色範圍從白色到深黃色,偶爾會有棕色塊狀物。它的稠度也各不相同,從分解迅速情況下的堅硬易碎到分解緩慢情況下的柔軟糊狀。如果屍蠟覆蓋分解的組織,它將創造一個厭氧環境,並將組織與周圍環境隔離,從而延緩分解過程,並可能將該部位的完全液化延遲數年。

第四階段:乾燥期 - 第 51 至 64 天
在乾燥階段,最後殘留的組織被清除,留下人類骨骼。氣味和毀容現象基本消失。然後骨骼會經歷自身的分解過程,稱為成岩作用,這可能會持續數年甚至數十年。骨骼有兩個組成部分:蛋白質(膠原蛋白)和一種礦物質,羥磷灰石。蛋白質首先降解,這使得剩餘的骨骼材料容易開裂和剝落。一旦蛋白質消失,凍融、水分、食肉動物和侵蝕將把骨骼分解成塵土。但如果骨骼位於非常乾燥且含有某些礦物質的土壤中,礦物質可以填充裂縫和空隙,結合羥磷灰石,使這種組合化石化並經受住時間的摧殘。

死亡時間?
像我這樣的法醫科學家研究分解的屍體,以改進我們準確確定某人死亡時間和尋找秘密墳墓的方法。我們已經確定了在分解過程中釋放的 400 多種化學物質,這些物質為我們提供了這兩個任務的線索。我的實驗室還建立了一種電子手持儀器(稱為 Labrador),可以檢測到許多這些化合物。大約 30 種化學物質,當一起識別出來時,可以非常有力地證明已經發現了隱藏的人體遺骸。其中包括

氟利昂。這些分子類似於冰箱或空調中的冷卻劑,並在人的一生中攝入氟化水或牙膏等產品後,在組織和骨基質中(以惰性形式)積累。

芳香烴。人體分解有一種獨特的、令人作嘔的甜味,主要由苯等芳香族化合物產生,苯是汽油的重要成分。

硫化合物。與沼澤和沼澤中腐爛的植被釋放的二甲基二硫化物和硫化氫相同
也散發出臭雞蛋味。

四氯化碳。這種令人討厭的化合物由細菌在分解過程中產生,曾用於滅火器、乾洗溶劑和製造氯氟烴(部分破壞了臭氧層)。由於其劇毒甚至可能致癌,現在在大多數應用中已被停用。具有諷刺意味的是,在健康生活了一輩子之後,我們又回到了這種和其他已知的致癌物。

© .