跨学科团队研究土壤分解效应

田纳西大学诺克斯维尔分校著名的人类学研究机构(俗称“尸体农场”)的法医研究人员几十年来因发现人体死后会发生什么而成为头条新闻。现在，一个由工程师、土壤科学家和生物学家组成的多学科团队与他们一起深入研究，更深入地了解腐烂尸体下面的土壤发生了什么。他们的研究《人类分解过程中的土壤元素变化》于 2023 年 6 月由 PLOS One 发表，可能有利于研究人员在偏远或难以进入的植被地区寻找人类遗骸。

“这项研究是一个更大项目的一部分，我们正在投资腐烂尸体附近的环境变化，”赫伯特农业学院生物系统工程和土壤科学系 (BESS) 的合著者兼教授 Jennifer DeBruyn 说。“与周围环境相比，我们的身体富含营养物质和其他元素。当它们分解时，这些营养物质会释放到环境中，导致附近的土壤和植被发生变化。”

更好地了解土壤和植被在腐烂的人类遗骸存在下如何以及何时发生变化，可能会为定位尸体和估计尸体在那里存在的时间提供线索。

为了检验他们的想法，这项研究提出了这样的问题：人体在分解过程中会释放出哪些元素，以及它如何影响当地的土壤环境?

“我们之前研究过身体的主要元素，即碳和氮，”德布伦说，“但我们知道我们的身体里还有更多元素。”

体内第二丰富的元素是硫、磷、钠和钾。当测试体中的软组织分解时，研究小组观察到这些元素在土壤中释放到环境中时出现预期的脉冲。

该研究的主要作者、德布鲁恩实验室的博士后研究员史黛西·泰勒 (Stacy Taylor) 表示：“令我们惊讶的是，我们体内的钙和镁浓度也比我们预期的仅从身体输入中得到的浓度要高。” “虽然我们体内确实含有钙 (Ca) 和镁 (Mg)，但其中大部分都存在于我们的骨骼中，需要数年或数十年的时间才能分解。土壤具有结合 Ca2+ 和 Mg2+ 等阳离子的能力，因此我们的假设是，条件的变化导致这些元素从土壤本身中释放出来。”

他们还惊讶地发现，在土壤测试几个月后，软组织大部分分解后，一些微量金属含量有所增加。

泰勒说：“土壤中的浓度再次高于我们根据人体排出的浓度所预期的浓度。” “随着时间的推移，分解液会导致土壤逐渐酸化，因此我们的假设是，随着 pH 值下降，这些微量金属慢慢地从土壤中的矿物复合物中溶解。”

他们的研究得出的总体结论可能会导致寻找失踪人员或确定遗体在某个地点停留了多长时间的新方法。

“这项研究是关于人类分解过程中释放的元素类型以及它们如何随时间变化的重要记录，”德布鲁因说。“它有助于我们更广泛地了解人体分解过程中当地环境的变化，这可能最终帮助我们了解在户外发现人体遗骸的情况下分解的时间。”

十多年来，德布鲁因和她的学生和博士后一直在人类学研究机构进行研究，调查人类分解过程中微生物和环境的变化。

他们的研究团队包括来自 BESS 的 DeBruyn、Taylor 和 Michael Essington;Scott Lenaghan 和 Neal Stewart，来自 UT 农业研究所农业合成生物学中心;法医人类学中心的 Amy Mundorff 和 Dawnie Steadman，以及土木与环境工程系水质核心设施 (WQCF) 经理 Adrian Gonzalez。

WQCF 分析了数百个来自已故人类捐赠者地下的土壤样本，这些捐赠者决定自愿提供遗体，为这项研究科学的进一步发展做出了持续的贡献。