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Categoría: Botánica forense

La extracción de ADN en semillas de plantas. Club de Ciencias Forenses

Amigos del Club de Ciencias Forenses, esta semana presentamos el artículo “Evaluation of plant seed DNA and botanical evidence for potential forensic applications” de Lee, C.; Huang, Y.; Hsu, I. C. y Lee, H. C. (2019), en el cual se investiga el potencial de extraer y tipificar ADN de semillas para individualizar aún más las muestras botánicas en investigaciones forenses.

Tal y como ya sabemos, se pueden encontrar varios tipos de evidencia botánica en la escena del crimen, como en la ropa, el calzado o armas. Así, una de las posibles técnicas de identificación de esta evidencia es mediante el ADN. Si somos capaces de extraer ADN de semillas no digeridas u otros materiales vegetales, podrían proporcionar pruebas valiosas durante las investigaciones penales.

Como resultado de la reproducción sexual en las plantas, se forman semillas con su propia genética única. La semilla incluye tres regiones: el embrión, la fuente de nutrición y la cubierta de la semilla.

El embrión es la planta esporofita joven que se convertirá en la planta adulta completa. Alrededor del embrión se encuentra la fuente de nutrición para alimentar al embrión antes de que este establezca un sistema de raíces y hojas para apoyar su propio crecimiento. Finalmente, alrededor de toda la semilla hay una capa denominada cubierta de la semilla. Cuando las condiciones de crecimiento son favorables (es decir, existe suficiente agua y luz), la cubierta de la semilla puede desencadenar la germinación o el brote de la semilla.

Actualmente, solo unos pocos resultados publicados ilustran cómo estos materiales vegetales pueden usarse con fines forenses. La mayoría de estos se basan en observaciones microscópicas que son útiles si es fácil identificar las semillas por morfología. Para explorar más el uso de evidencia vegetal en investigaciones forenses, las semillas solo pueden identificarse mediante métodos de ADN.

La catalogación de la diversidad genética en cualquier especie se puede lograr utilizando diferentes sistemas de marcadores morfológicos o de ADN.

En cualquier elección de un sistema de marcadores de ADN, es fundamental seleccionar marcadores que lo suficientemente variables en una población para distinguir entre individuos, incluso si son parientes cercanos. Esto ocurre con las semillas que pueden compartir un alto porcentaje de ADN común. En la mayoría de las aplicaciones forenses, se examinan las semillas u otras evidencias para determinar de qué tipo de especies de plantas pueden haberse originado. En última instancia, esto nos permitiría establecer un vínculo entre las personas y las ubicaciones geográficas.

La comida ingerida puede ser una evidencia forense importante obtenida durante la investigación de la escena del crimen o la autopsia médico-legal. Muchos materiales que contienen semillas pasan a través del sistema digestivo humano y aún son reconocibles, por lo que pueden ser valiosos para proporcionar pistas de investigación.

Por ejemplo, en un homicidio reciente, se encontraron muchas semillas de pasto adheridas a una manta envuelta alrededor de un cuerpo que, luego, podía correlacionarse mediante análisis microscópico a nivel de especie con semillas similares asociadas con los zapatos de un sospechoso. Para ampliar aún más el uso potencial de semillas como evidencia, es posible la tipificación del ADN.

En la escena del crimen, un investigador puede encontrar varios tipos de evidencia de tomate, como salsas, tomates enlatados, frescos o semillas en armas o en la ropa debido a vómitos, defecación o en el contenido del estómago autopsiado. Por esta razón, se utilizaron semillas de tomate como sistema modelo en el estudio de los autores, ya que el tomate es un alimento común en muchas cocinas de todo el mundo.

En la investigación se emplearon 12 marcas diferentes de productos de tomate. Había 5 tipos de tomates enlatados y se utilizaron 7 tipos de salsas de tomate para espaguetis. 9 de los 12 productos de tomate comerciales contenían semillas. Los productos de tomate caseros se prepararon cocinando tomate fresco con tres métodos para diferentes períodos de tiempo. Las semillas de tomate se recolectaron después de cada uno de los tratamientos de cocción y en los intervalos de tiempo especificados. Después de recolectar todas las semillas, tanto cocinadas como no, estas fueron separadas, limpiadas y, a continuación, se realizaron extracciones de ADN. El tomate fresco, no digerido, se utilizó como control positivo en el estudio.

Los resultados muestran que se podría extraer una cantidad suficiente y de buena calidad de ADN de un embrión de semilla fresco o de una cubierta de semilla. Sin embargo, no se pudo extraer ADN de una semilla completa de tomate enlatado. Se observó, además, que después del tratamiento a alta temperatura, el ADN de la mayoría de las semillas de tomate se destruyó.

El examen microscópico resultó útil para seleccionar rápidamente las semillas para identificar los rasgos característicos de la superficie de una semilla para distinguir mejor entre muestras de tomate fresco y cocido. La semilla fresca tenía un aspecto suave mientras que la cocida tenía pelos epidérmicos evidentes. Este descubrimiento podría usarse para seleccionar semillas valiosas rápidamente, de las que pueda extraerse ADN, en casos forenses.

No obstante, el uso de evidencia botánica forense de la escena del crimen para la tipificación del ADN aún se encuentra en etapas de desarrollo para muestras difíciles, como las provenientes del estómago y excrementos.

En el caso de los autores, se extrajo y analizó el ADN de semillas de tomate de productos comerciales como salsa para espaguetis, salsa de tomate y tomate enlatado. Los resultados mostraron que ninguno de los protocolos de extracción de ADN produjo rendimientos satisfactorios en cuanto a cantidad y calidad de ADN cuando se utilizaron semillas de tomate comerciales como materia prima. Consecuentemente, parece sugerirse que el rendimiento de ADN está directamente relacionado con la temperatura y/o presión de cómo se procesaron los productos de tomate.

Finalmente, se desarrolló un procedimiento novedoso para combinar el análisis microscópico de la morfología de la semilla y la determinación del ADN de la semilla.

Si bien la identificación microscópica de una semilla de planta a nivel de especie puede ser suficiente para analizar algunos casos forenses, muchos otros tipos de semillas requerirán identificación de ADN. Esto podría deberse a que no son morfológicamente distinguibles como semillas intactas, o porque la fragmentación ha limitado sus características identificables más externas.

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El poder identificativo de la corteza. Club de Ciencias Forenses

Amigos del Club de Ciencias Forenses, esta semana presentamos el artículo “Contribution of plant anatomy to forensic investigation: Tree bark morphology” de Caccianiga, M.; Compostella, C.; Caccia, G. y Cattanero, C. (2020), en el que se evalúa la posibilidad de identificar las especies de plantas a partir de pequeños fragmentos de corteza de plantas leñosas, ayudando en investigaciones forenses.

El papel de la botánica en la investigación forense ha demostrado ser cada vez más útil en las últimas décadas.

Los macrorestos de plantas (semillas, frutos, flores, hojas y otras partes y/o sus fragmentos) son una herramienta poderosa para vincular un cuerpo, u otra evidencia, a la escena principal del crimen. Esto es debido a que pueden proporcionar información detallada sobre la ubicación ecológica y geográfica donde el cuerpo ha estado expuesto.

Por otro lado, su identificación puede ser problemática incluso para expertos, particularmente cuando solo se cuenta con partes pequeñas, que no significativas y/o si su estado de conservación es deficiente.

Se pueden encontrar otras estructuras con mayor frecuencia, especialmente las más resistentes y expuestasdirectamente al medio ambiente. Estas son la capa externa de plantas con semillas leñosas (en árboles y arbustos); esto es, la conocida como corteza. Su contacto directo con el medio externo y su resistencia a la descomposición hacen que sea muy probable su aparición cuando se produce el contacto con una planta leñosa.

No obstante, se sabe poco sobre las herramientas de identificación específicas para las características anatómicas de la corteza. O, al menos, se sabe poco sobre la individualización de marcas específicas que pueden usarse para compararlas directamente con muestras de procedencia conocida, incluso si los textos de referencia al respecto están cada vez más disponibles. La corteza consta de muchas capas de diferente origen que pueden estar presentes o no en diferentes especies.

Así, la investigación de los autores tiene su origen en un caso real de homicidio en el norte de Italia. Allí se encontraron fragmentos de corteza en la víctima y se analizaron para ayudar a reconstruir la dinámica del homicidio. En agosto de 2010 se encontró el cuerpo de un hombre de 20 años en un bosque, junto a un gran árbol, con varias heridas de bala en la cabeza y el tórax.

El cuerpo presentaba muchas abrasiones en la cara, muñecas y antebrazos. Sin embargo, lo que más destacaba para el patólogo eran una serie de pequeñas astillas de corteza insertadas en la piel de los antebrazos. Una vez retiradas estas astillas de la piel, se analizaron con la intención de verificar si podían provenir de la corteza del árbol adyacente al cuerpo.

Las astillas recogidas del cuerpo se pegaron sobre un soporte de madera en posición vertical (como si fuera en posición viva) y se lijaron finamente en la sección transversal. Se tomaron muestras de 16 especies de árboles comunes en el norte de Italia y representativas de las principales formas macroscópicas de corteza para la identificación. Dicha identificaciónde las astillas de corteza recogidas del cuerpo se realizó a través de claves identificativas y la comparación visual con muestras de corteza exterior recogidas de los árboles cercanos.

Ahora bien, los fragmentos encontrados en el cuerpo eran muy pequeños (entre 2 y 8 mm) y no se pudo realizar la descripción de toda la corteza. Sólo estaba presente una parte de la corteza exterior (ritidoma).

La identificación de los fragmentos con la clave completa no fue posible debido a la ausencia de tejido de expansión en las muestras recogidas de la escena. Por el contrario, la clave simplificada reportada sí permitió la correcta identificaciónde las muestras.

Los datos confirman la aparición de rasgos distintivos específicos en las capas que forman la corteza de los árboles. Su uso como herramienta de identificación es prometedor, pues el aumento del número de especies podría mejorar en gran medida la eficacia de la clave de identificación.

Sin embargo, la dimensión de las muestras obtenidas rara vez es suficiente para observar correctamente las características de diagnóstico de la corteza. El número de capas de ritidomas en la corteza exterior también puede ser variable, incluso dentro del mismo árbol.

Así, la falta de la corteza interna dificulta la interpretación de los rasgos de diagnóstico de la corteza externa. Esto se debe a que las células y tejidos solo pueden observarse en su fase degradada, sin ninguna información sobre su estado original. Por ello, las células esclerificadas de diferente origen a menudo no se distinguen entre sí cuando se encuentran en la corteza externa.

Los fragmentos de corteza pueden encontrarse con frecuencia tras un contacto con el tronco o las ramas de un árbol. Además, presentan un aspecto variable como consecuencia de la especie de origen. Muchas características podrían observarse y reconocerse con una simple observación macroscópica con lente o estereomicroscopio. Asimismo, los tejidos de la corteza pueden aguantar mucho tiempo sin deteriorarse (son resistentes) y se pueden fácilmente manipulables.

Debido a estas razones, los fragmentos de corteza deberían ser incluidos en los macrorrestos para ser recolectados y analizados durante las investigaciones. No obstante, también existen algunos puntos críticos, particularmente por el pequeño tamaño de las muestras que es más probable que se encuentren y su falta de integridad.

Desafortunadamente, las colecciones de referencia de cortezas son bastante poco comunes, mientras que para fines forenses sería importante tener fácil acceso a una amplia gama de estas que incluyan clasificaciones de plantas nativas y exóticas.

Así, la investigación de los autores demuestra la utilidad de un estudio completo de restos botánicos asociados con muestras forenses. Esto incluye muestras incluidas que aparentemente carecen de las herramientas de identificación tradicionales. También se manifiesta la necesidad de establecer colecciones de referencia que incluyan partes de plantas que, probablemente, se conserven y resistan a la descomposición.

Por último, cabe apuntar que los métodos y conocimientos derivados de los estudios arqueológicos o paleoecológicospueden ser útiles para alcanzar todo el potencial de tales técnicas, que aún está por alcanzarse y ser reconocido.

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Cómo la botánica forense puede distinguir una escena del crimen real de una falsificada. Club de Ciencias Forenses

Amigos del Club de Ciencias Forenses, esta semana presentamos el artículo “The Role of Forensic Botany in Solving a Case: Scientific Evidence on the Falsification of a Crime Scene” de Aquila, I.; Gratteri, S.; Sacco, M. A. y Ricci, P. (2017), en el cual se estudia cómo la botánica forense puede contribuir a la investigación criminal identificando si una escena del crimen ha sido falsificada o no.

A pesar de la falta de estudios publicados al respecto, la botánica forense es una disciplina que se usa con frecuencia en el análisis de escenas del crimen con contribuciones múltiples en el campo jurídico y, recientemente, aplicándose al tráfico de drogas, especialmente el tráfico de cannabis.

¿Su principal utilidad? Radica en identificar especies de plantas que ayuden a determinar el origen geográfico de la muestra y aporten conexiones entre la escena del crimen, los sospechosos y probar las coartadas, entre otras aplicaciones como, por ejemplo, determinar la forma de la muerte y el momento del año en el que un entierro se ha producido mediante las muestras recogidas en la ropa o el cuerpo de la víctima. De hecho, con frecuencia los elementos botánicos nos ofrecen información acerca de cómo aconteció el incidente o delito; esto es, sobre el mecanismo del hecho y su dinámica.

Los elementos botánicos pueden llegar a través de una contaminación externa a la escena del delito, o tratarse de evidencias forenses propiamente dichas. En este último caso, la evidencia botánica requiere que se le de importancia a las pistas que aporta y se analice debidamente, contextualizándose con el resto de evidencias encontradas en la escena del crimen y con las circunstancias del caso.

Así pues, se nos presenta el siguiente caso: un hombre de unos 28 años y nacionalidad rumana llegó al hospital en condiciones críticas debido a lesiones provocadas por energía eléctrica, además de presentar lesiones traumáticas en la cabeza, falleciendo allí unas horas después. Su mujer testifica que la corriente eléctrica lo golpeó mientras reparaba una lámpara de araña en el apartamento de él, cayendo al suelo.

¿Qué ocurrió realmente?

Los investigadores analizaron separadamente el apartamento indicado y, posteriormente, una segunda escena a la que la evidencia les condujo.

Si bien en el apartamento se encontró la lámpara con los cables cortados y la escalera mencionadas por la esposa de la víctima, las manchas de sangre halladas en el suelo eran irregulares, con forma de salpicadura, lo que indicó para los investigadores que se trataba de una falsificación de la escena. Además, la potencia eléctrica que causó las lesiones principales no era compatible con un bajo voltaje, siendo pues la potencia eléctrica de la lámpara insuficiente para causar las lesiones de la víctima.

La evaluación botánica de las diversas muestras de plantas se realizó mediante identificación macroscópica de las especies, clasificándolas mediante taxonomía, y comparando las plantas halladas en la víctima y su ropa con las recogidas en las escenas. Así, la planta encontrada en la víctima se caracterizaba por tener frutos espinosos y pertenecer a hábitats rurales, áridos y sin cultivar, localizándose la mayoría de estas plantas de la especie de la muestra en colinas.

Con estos dos datos clave (las características de las lesiones y la evidencia botánica procedente de las plantas recogidas), el análisis de la procedencia de estos elementos botánicos coincidió con una señal de corte de energía local en un cruce informado por una compañía de electricidad, lo que condujo a un área geográfica específica (la 2ª escena mencionada, la escena real).

Tras este hallazgo, se pudo reconstruir lo que verdaderamente había pasado: la víctima había tratado de robar el cableado eléctrico cuando se electrocutó accidentalmente —lo que explicaría la gravedad de las lesiones y quemaduras de la víctima—, cayendo en consecuencia desde una altura considerable.

La precipitación de la víctima al suelo provocó que los elementos botánicos se adhirieran a su cuerpo, especialmente la cabeza y el pelo, y la ropa, permitiendo distinguir entre la escena verdadera (la descrita) y la simulada del suceso (el apartamento).

Consecuentemente, la botánica forense en el caso estudiado resultó ser crucial para alcanzar su esclarecimiento. En particular, la investigación botánica es empleada para identificar la escena del crimen, incluyendo si esta es el escenario primario o secundario del incidente o delito, y para ayudar a aclarar la modalidad de la muerte. Sin embargo, la falta de conocimiento por parte de los investigadores sobre la utilidad y la importancia de la botánica forense hace que su uso, a pesar de ser frecuente, no esté tan extendido.

La recolección, identificación, clasificación, preservación y catalogación de cada especie encontrada en la escena son esenciales para la investigación. Al fin y al cabo, las investigaciones multidisciplinares representan la atención central de las ciencias forenses.

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Botánica Forense e Investigación Criminal. Club Ciencias Forenses.

Botánica Forense e Investigación Criminal. Club Ciencias Forenses.

Botánica Forense e Investigación Criminal. Club Ciencias Forenses.

Estimados suscriptores y seguidores del Club de Ciencias Forenses, en esta ocasión les proponemos un resumen del artículo “El papel de la botánica forense en la investigación criminal”, de los autores Isabella Aquila, Francesco Ausania, Ciro Di Nunzio, Arianna Serra, Silvia Boca y Pietrantonio Ricci de la Universidad “Magna Graecia” (Italia), Arnaldo Capelli de la Universidad Católica (Italia) y Paola Magni, de la Universidad Western Australia (Australia), sobre las evidencias que puede aportar la botánica forense para la investigación criminal.

El análisis de las trazas botánicas es una disciplina forense en desarrollo. En este sentido, la botánica forense desempeña un papel excepcional en la investigación criminal para reconstrucción de hechos forenses relevantes. De hecho, la existencia de multitud de especies de plantas puede ser muy útil para la medicina forense y se define como el uso de la ciencia de las plantas como prueba ante un tribunal. La ciencia forense abarca muchas subdisciplinas. La identificación de las especies de plantas puede ayudar a determinar el origen geográfico de una muestra y puede llegar a relacionar la escena de un crimen con un sospechoso, comprobar coartadas y averiguaciones. Las evidencias vegetales pueden ser útiles para determinar si una muerte se debe a un accidente, un suicidio o un homicidio o cuando fue enterrado el cuerpo. Se puede utilizar además para determinar si una escena del crimen es primaria o secundaria y para localizar los cuerpos que faltan. El análisis molecular de las pruebas botánicas es una valiosa herramienta para identificar las especies de plantas que están relacionadas con un área geográfica particular. El caso que nos ocupa señala la importancia de la evidencia botánica recogida en la ropa de una víctima encontrada muerta tras su desaparición de una residencia de ancianos. Fue presentado ante un tribunal de justicia y en concreto, fue posible determinar la responsabilidad de los médicos de la residencia de ancianos.

El caso ocurrió en el invierno de 2010 en el sur Italia. Se trata del caso de una mujer de avanzada edad que padecía el síndrome confusional (demencia). Desapareció de la residencia de ancianos y fue encontrada muerta al día siguiente cerca de la orilla de un río bajo un puente ferroviario. Las vías del tren se encontraban a unos 5 metros de la escena del crimen. Teóricamente existían dos posibles vías para acceder a la escena del crimen: la primera (camino A) desde la estación de tren y la segunda (camino B) desde la vías del tren. Se analizaron el suelo y las plantas de ambos caminos. En camino A (precipicio), se identificaron algunas plantas muy extendidas en la costa jónica, mientras que el suelo estaba esencialmente constituido de arcilla y arena. Por otra parte, también se analizaron plantas y suelo del camino B (puente); este último se componía principalmente de grava y algunos tipos de plantas. El camino A presentaba una zona empinada a más de 6 metros de distancia de la escena del crimen. En este caso, la víctima se encontraba debajo del puente y la botánica forense fue esencial para determinar el camino tomado por la víctima a pie y conocer la causa de la muerte: ¿suicidio/homicidio o accidente? La inspección ocular y el examen externo de la víctima revelaron algunas lesiones traumáticas producidas a consecuencia de una caída. La muerte de la anciana podría haberse producido por una caída accidental desde el precipicio, a pocos metros del río, o desde el puente ferroviario. Esta cuestión se resolvió gracias al análisis de la especie vegetal llamada Xantium orientalis subsp. Italicum encontrada en la ropa de la víctima. Se identificaron y analizaron los componentes botánicos de cada camino. El cotejo de las plantas encontradas en la ropa y en el camino A, hizo posible averiguar la causa de la muerte.

El examen de la escena permitió señalar dos posibles caminos emprendidos por la víctima antes de la muerte. El camino A, cerca la estación, con un suelo de arcilla arenosa y una sustancial presencia de diversas especies de plantas y un camino rural que llevaba a un precipicio. El precipicio acababa en el lecho del río; esta zona era escarpada e irregular. En concreto, en el camino A, se halló un arbusto de Xanthium orientalis subsp. Italicum a unos 8 metros de la víctima. Algunos ejemplares muy similares se encontraron encima de la anciana. El cotejo macroscópico de los dos especímenes permitió establecer que ambos pertenecían a la misma especie. El análisis del suelo y las plantas, del camino B (puente), excluyó que la víctima anduviera por ese camino. De hecho, en el suelo y la tierra del camino B no se encontraron especies de Xanthium orientalis subsp. Italicum. La única manera de determinar la causa de la muerte es a través la autopsia. Si bien en este caso, fue posible establecer la causa de la muerte (por caída accidental desde el camino A) solamente con el análisis botánico y el cotejo de las muestras que se encontraron en la víctima. Esta investigación ha permitido establecer que la víctima (en una huida nocturna) no fue consciente por su demencia y desorientación espacio-temporal de que el camino no continuaba. Probablemente, la víctima transitaba por el camino A, cuando se resbaló y calló por el precipicio. La caída produjo lesiones externas y fractura vertebral tal y como reveló la autopsia. La víctima trató de refugiarse a unos pocos metros de distancia del punto de caída (debajo del puente). El estudio mostró que la evidencia botánica es crucial en la resolución de un caso, sobre todo cuando la escena del crimen y los resultados de la autopsia no son suficientes para determinar la causa de la muerte. En el escena del crimen, el análisis del lugar es fundamental. La colaboración con el equipo de expertos botánicos es importante; de hecho, cooperan directamente con los investigadores y patólogos forenses. La investigación multidisciplinaria es el objetivo central de la ciencia forense. En este estudio, únicamente el cotejo de las especies encontradas por un experto en botánica ha permitido determinar con certeza el valor probatorio del Xanthium orientalis. Estos datos fueron capaces de demostrar que la evidencias vegetales recogidas de la ropa de la mujer se depositaron tras la caída y no antes. Es más, por deducción, la presencia de elementos botánicos en la ropa reveló que la muerte de la mujer se produjo tras un accidente debido a una caída por el precipicio. La investigación genética del Xanthium orientalis determinó la clasificación exacta del espécimen encontrado en la camisa de la anciana con el arbusto hallado a lo largo del camino A. Para concluir, en la investigación de la escena de un crimen es imperativo preservar y recoger las evidencias, más que demostrar la relación de esas evidencias con la escena global y otras pruebas.

Fundación Universitaria Behavior & Law – Club de Ciencias Forenses.

Traducción y edición: Leticia Moreno