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Publicação
Environmental determinants of abundance, activity, and oviposition timing in Calliphoridae and Sarcophagidae (Diptera)
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Resumo(s)
Forensic entomology uses insects to estimate the post-mortem interval (PMI), primarily through larval development (dbPMI). However, this method does not account for the time between death and the first egg deposition, the oviposition delay period, which is difficult to estimate as it depends on environmental factors such as temperature, light, and the presence of necrophagous insects.
This study examines how weather conditions and the abundance of Calliphoridae and Sarcophagidae influence their activity and the time to oviposition. Abundance was assessed using pig liver bait and morphological identification, complemented by time-lapse video recordings and molecular confirmation of species through the COI and ITS2 gene regions.
The most frequently recorded Calliphoridae species were Lucilia sericata, Calliphora vicina, Lucilia caesar, Chrysomya albiceps, Calliphora vomitoria, and several Sarcophaga species, including Sarcophaga carnaria, Sarcophaga sexpunctata, Sarcophaga variegata, Sarcophaga vagans, and Sarcophaga argyrostoma. Calliphora flies were generally the first to oviposit, with Calliphora vicina showing the shortest time to egg-laying.
Molecular identification showed high concordance with morphological methods, and statistical modelling revealed that temperature and humidity are the main determinants of time to oviposition: warm, dry conditions accelerated egg-laying, whereas precipitation and low temperatures caused delays.
Kaplan–Meier analysis indicated a mean oviposition time of 22 hours (median 19 hours). In a forensic context, the log-linear model highlighted that the time of oviposition and rainfall were key factors influencing colonisation delay. In this model, oviposition occurred between 0.2 and 50.2 hours after bait placement, with a median of 11.2 hours and a mean of 17.5 hours.
Overall, combining morphological and molecular identification with statistical models of oviposition delay improved the accuracy of PMI estimates. This integrated approach strengthens the reliability of entomological evidence in forensic investigations.
A entomologia forense utiliza insetos para estimar o intervalo post-mortem (PMI), sobretudo através do desenvolvimento larvar (dbPMI). No entanto, este método não contempla o tempo entre a morte e a primeira colocação de ovos, o período de atraso de oviposição, cuja estimativa é difícil por depender de fatores ambientais como temperatura, luminosidade e presença de insetos necrófagos. Este estudo analisa como condições meteorológicas e a abundância de Calliphoridae e Sarcophagidae influenciam a sua atividade e o tempo até à oviposição. A abundância foi avaliada com iscos de fígado de porco e identificação morfológica, complementada por gravações em time-lapse e confirmação molecular das espécies através das regiões COI e ITS2. As espécies mais ativas foram da família Calliphoridae como Lucilia sericata, Calliphora vicina, Lucilia caesar, Chrysomya albiceps, Calliphora vomitoria e várias Sarcophaga como Sarcophaga carnaria, Sarcophaga sexpunctata, Sarcophaga variegata, Sarcophaga vagans e Sarcophaga argyrostoma. As Calliphoridae foram geralmente as primeiras a ovipositar, com Calliphora vicina apresentando o menor tempo até ao evento. A identificação molecular mostrou elevada concordância com os métodos tradicionais e a modelação estatística revelou que temperatura e humidade são os principais determinantes do tempo até à oviposição. Sendo que, condições quentes e secas aceleram a postura, enquanto precipitação e frio a atrasam. A análise Kaplan–Meier indicou um tempo médio de oviposição de 22 horas (mediana de 19 horas). O modelo log-linear, em contexto forense, destacou que a hora da postura e a precipitação são fatores-chave no atraso de colonização. Neste, a oviposição ocorreu entre 0.2 e 50.2 horas após a colocação do isco, com mediana de 11.2 horas e média de 17.5 horas. No conjunto, a combinação de identificação morfológica e molecular com modelos estatísticos do atraso de oviposição melhorou a precisão das estimativas de PMI. Esta abordagem integrada reforça a fiabilidade da evidência entomológica em investigações forenses.
A entomologia forense utiliza insetos para estimar o intervalo post-mortem (PMI), sobretudo através do desenvolvimento larvar (dbPMI). No entanto, este método não contempla o tempo entre a morte e a primeira colocação de ovos, o período de atraso de oviposição, cuja estimativa é difícil por depender de fatores ambientais como temperatura, luminosidade e presença de insetos necrófagos. Este estudo analisa como condições meteorológicas e a abundância de Calliphoridae e Sarcophagidae influenciam a sua atividade e o tempo até à oviposição. A abundância foi avaliada com iscos de fígado de porco e identificação morfológica, complementada por gravações em time-lapse e confirmação molecular das espécies através das regiões COI e ITS2. As espécies mais ativas foram da família Calliphoridae como Lucilia sericata, Calliphora vicina, Lucilia caesar, Chrysomya albiceps, Calliphora vomitoria e várias Sarcophaga como Sarcophaga carnaria, Sarcophaga sexpunctata, Sarcophaga variegata, Sarcophaga vagans e Sarcophaga argyrostoma. As Calliphoridae foram geralmente as primeiras a ovipositar, com Calliphora vicina apresentando o menor tempo até ao evento. A identificação molecular mostrou elevada concordância com os métodos tradicionais e a modelação estatística revelou que temperatura e humidade são os principais determinantes do tempo até à oviposição. Sendo que, condições quentes e secas aceleram a postura, enquanto precipitação e frio a atrasam. A análise Kaplan–Meier indicou um tempo médio de oviposição de 22 horas (mediana de 19 horas). O modelo log-linear, em contexto forense, destacou que a hora da postura e a precipitação são fatores-chave no atraso de colonização. Neste, a oviposição ocorreu entre 0.2 e 50.2 horas após a colocação do isco, com mediana de 11.2 horas e média de 17.5 horas. No conjunto, a combinação de identificação morfológica e molecular com modelos estatísticos do atraso de oviposição melhorou a precisão das estimativas de PMI. Esta abordagem integrada reforça a fiabilidade da evidência entomológica em investigações forenses.
Descrição
Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Universitário Egas Moniz
Palavras-chave
Forensic entomology Delay of oviposition period Environmental conditions Dipterans abundance Molecular identification Model Kaplan-Meier Model Cox Proportional Hazard