Estudio ultramorfológico comparado de los estadios pre-imaginales de dípteros sarcosaprófagos de interés forense : (Insecta-Diptera)

Abstract

El estudio morfológico de los estadios inmaduros de los dípteros sarcosaprófagos es imprescindible en las nuevas tendencias para la estimación del intervalo postmortem (IPM). El pequeño tamaño de algunos de estos estadios, como el huevo y la larva I, así como de las estructuras con interés taxonómico, hacen indispensable el uso de la microscopía, siendo la microscopía electrónica de barrido (MEB) la que más se está aplicando en la última década, aunque la tendencia actual es a combinarla con la microscopía óptica (MO) para el estudio de estructuras internas. Atendiendo a estos aspectos se han planteado los siguientes objetivos: 1) describir y caracterizar morfológicamente los estadios preimaginales de cinco especies de dípteros de interés forense de las familias Sarcophagidae (Sarcophaga (Liopygia) cultellata Pandellé, 1896 y Sarcophaga (Liosarcophaga) tibialis Macquart, 1851, Muscidae (Hydrotaea capensis (Wiedemann, 1818) y Synthesiomyia nudiseta (Van der Wulp, 1883), y Piophilidae (Piophila megastigmata McAlpine, 1978, utilizando técnicas de microscopía óptica (MO) y MEB; 2) determinar los caracteres de utilidad taxonómica que permitan su diferenciación de forma inequívoca.

Todos los ejemplares estudiados fueron criados en el laboratorio de Entomología Forense de la facultad de Biología de la Universidad de Murcia, bajo condiciones controladas de humedad, temperatura y fotoperiodo. Los especímenes seleccionados de cada uno de los estadios preimaginales (huevo, larvas I, II, y III, y puparios fueron sacrificados siguiendo el protocolo de la European Association for Forensic Entomology (EAFE) (Amendt et al., 2007) y preparados para su análisis con MO y MEB siguiendo la metodología propuesta por Ubero-Pascal et al. (2005, 2012).

De cada uno de los estadios preimaginales se ha realizado una descripción pormenorizada de su micromorfología. En el caso del huevo se ha hecho hincapié en mostrar el aspecto y organización del plastrón, la línea de eclosión, el micrópilo y la ornamentación coriónica. En el caso de los estadios larvarios se ha utilizado la regionalización corporal dada por Courtney et al. (2000), es decir, pseudocefalón, tórax, abdomen y división anal. Se ha ofrecido una detallada descripción de las estructuras sensoriales complejas (antena, palpo maxilar, máscara facial, órgano ventral, etc.), el esqueleto cefalofaríngeo, las estructuras respiratorias anteriores y posteriores, los elementos sensoriales simples (órganos de Keilin, papilas posteriores, tubérculos anales, etc.), y el patrón de bandas espinosas y la ornamentación particular en cada uno de los segmentos corporales. El pupario muestra una morfología muy parecida a la larva de tercer estadio, aunque algunas estructuras, como el pseudocefalón y elementos de la división anal, suelen encontrarse colapsadas o bastante contraídas. Toda esta información ha permitido correlacionar los estadios inmaduros dentro de una misma especie, observándose como algunas de las estructuras se hacen más complejas a lo largo del ciclo de vida, mientras otras permanecen más o menos inalterables. Al mismo tiempo, estas mismas estructuras han permitido caracterizar taxonómicamente cada una de las especies, permitiendo su diferenciación entre sí y con las especies disponibles en la literatura. Asimismo, y a partir de estos datos, se han aportado los elementos estructurales que permiten diferenciar taxones supraespecíficos, en aquellos casos en que ha sido posible.

Abstract The morphological study of preimaginal stages of sarcosaprophagous dipteran is essential for the newest practices to estimate the postmortem interval (PMI). The microscopy techniques are indispensable due to the small size of some stages and structures of taxonomical interest such as the egg and first instar larvae. Scanning electron microscopy (MEB) is at present the microscopy technique most used, but the current tendency points to combine it with optical microscopy (MO) to allow study internal structures. Taking into account the above we planned accomplish the following objectives: 1) to describe and characterize morphologically the preimaginal stages of five species of Diptera of forensic interest, belonging to the families Sarcophagidae (Sarcophaga (Liopygia) cultellata Pandellé, 1896 and Sarcophaga (Liosarcophaga) tibialis Macquart, 1851, Muscidae (Hydrotaea capensis (Wiedemann, 1818) and Synthesiomyia nudiseta (Van der Wulp, 1883), and Piophilidae (Piophila megastigmata McAlpine, 1978, applying MO and MEB techniques; 2) to determine the features of taxonomical usefulness allowing doubtless differentiate and identify each stage. All the studied specimens were bred at the Forensic Entomology Laboratory of the Faculty of Biology of University of Murcia (Spain), under controlled conditions of relative humidity, temperature and photoperiod. Selected specimens of each preimaginal stage (egg, larval instars I, II and III and puparia) were sacrificed following the protocol proposed by the European Association for Forensic Entomology (EAFE) (Amendt et al. 2007) and processed for analyzing with MO and MEB following the methodology proposed by Ubero-Pascal et al. (2005, 2012). For each preimaginal stage a detailed description of its micromorphology is given. Concerning the egg it has emphasized show design and organization of the plastron, the hatching line and the chorion ornamentation. To describe the larval stages the body regions considered by Courtney et al. (2000) has been followed, that is, pseudocephalon, thorax, abdomen and anal division. It has been offered a detailed description of complex sensorial structures (antenna, maxillary palpus, facial mask, ventral organ, ¿), cephalopharyngeal skeleton, fore and hind respiratory spiracles, single sensorial elements (Keilin organs, posterior papillae, anal tubercles,¿) and pattern of spinose bands and ornamentation of each body segment. The puparium shows morphology very similar to that of the third instar larva, but some structures, such as the pseudocephalon and some elements of the anal division are usually collapsed or quite contracted. All the information above allowed correlating all the immature stages of one given species. It can be observed that some structures become more complex along the life cycle while others remain more or less unchanged. At the same time, such structures allowed characterizing taxonomically each species, differentiating each other and with other species the description of which is available at the literature. Moreover, wherever possible and based on that data, structural elements allowing differentiate supraspecific taxa have been identified.