I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИДА ЖИВОТНЫХ ПО СТРУКТУРЕ ОСТЕВОГО ВОЛОСА
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..3
ГЛАВА 1. Общие сведения о волосах животных
1.1. Макро- и микроморфологические признаки волос животных ……………..5
1.2. Микроморфологические признаки остевых волос………………………….11
ГЛАВА 2. Волосы животных как объект экспертизы
2.1. Методика и техника исследования остевых волос животных…………......17
2.2. Особенности морфологии остевых волос кошки и собаки………………...18
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………..22
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………….23
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Образцы остевых волос волосяного покрова кошки ………25
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 .Образцы остевых волос волосяного покрова собаки………26
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Образцы волос иных объектов (волос человека)…………...27
Введение
Обыватель чаще всего знаком с работой экспертов-криминалистов лишь по незамысловатым телевизионным сериалам, рисующим завораживающую, но далекую от действительности картинку. В реальной жизни все совсем не так. Для того чтобы стать экспертом нужна серьезная подготовка. Освоение огромного числа различных методов является неотъемлемой частью данной профессии.
Несмотря на то, что на сегодняшний день применяются новейшие научные методы определения вида животных на молекулярном уровне, морфологические методы определения вида животных по особенностям анатомических структур, в частности по структуре волос все еще остаются актуальными [7].
Объектом нашего исследованияявляетсяметодика определения вида животных по структуре остевого волоса.
Предмет исследования:особенности морфологии остевых волос кошки и собаки.
Цель работы: изучение методики определения вида животных по структуре остевого волоса.
Задачи:
1. Ознакомиться с методическими подходами к проведению судебно-биологической экспертизы волос животных.
2. Изучить морфологические различия остевых волос у кошки домашней и у собаки.
3. Определить для исследуемых остевых волос животных наиболее устойчивые и характерные морфологические признаки.
Гипотеза:дифференциация остевых волос животных и установление конкретных таксонов возможно если получены необходимые данные о макро-и микроморфологическом строении волоса.
Методы:
1) теоретические методы: анализ и синтез
2) эмпирические методы: наблюдение, сравнение.
3) специальные методы: макроскопические и микроскопические методы исследования.
ГЛАВА 1. Общие сведения о волосах животных
1.1.Макро- и микроморфологические признаки волос животных
Волосы животных – сложные образования, являющиеся производными кожного покрова и состоящие из корня, находящегося в кожном покрове, и стержня, возвышающегося над поверхностью кожного покрова. Стержни волос образуют волосяной покров животного. Волосяной покров животных состоит из нескольких категорий волос: остевых, направляющих, пуховых, вибрисс. Некоторые авторы выделяют переходные волосы, представляющие собой нечто среднее между остевыми и пуховыми волосами и имеющие признаки, которые ближе то к остевым, то к пуховым волосам [12,13].
По мнению Булыга Л.П., Кисина М.В, Малыхиной Ж.М. направляющие и остевые волосы имеют характерные микроморфологические признаки, представляющие диагностическую ценность, что позволяет решить вопрос о происхождении исследуемых волос от таксонов разного ранга (отряда, семейства, рода, вида). Структура пуховых волос и вибрисс разных животных, а также волос гривы и хвоста представителей отряда Непарнокопытные более однообразна, предоставляет мало данных для диагностики и не дает достаточных оснований для вывода о связи их микроструктуры с таксономическим положением животного [6].
1.2 Микроморфологические признаки остевых волос
Форма стержня остевых волос животных может быть ланцетовидной, цилиндрической и веретенообразной (реже в виде «двойного веретена»). Волос может быть уплощен, иногда на стержне могут быть перетяжки, продольные желобообразные углубления (бороздки) или участки сужений и расширений стержня, что отражается на форме поперечного сечения волоса, которая может быть округлой, овальной, овально-уплощенной, бобовидной, гантелевидной.
Необходимые признаки для определения происхождения волос животных (кроме формы стержня) –структура сердцевины волоса и тип кутикулы. При описании данных признаков авторы используют известные термины [15, 16].
Диагностическую ценность при исследовании остевых волос имеют некольцевидные типы кутикулы в корневой зоне и в наиболее широкой части стержня волоса (рис. 1).
Рис. 1. Некольцевидные типы кутикулы: 1 –лентовидный; 2 –чешуевидный; 3а –шишкообразный, наподобие еловой шишки; 3б –шишкообразный, наподобие кедровой шишки; 4 –седловидный; 5 –струевидный; 6, 7 –лепестковый
Лентовидная кутикула –клетки вытянуты в поперечном направлении волоса, их ширина больше высоты. Встречается у нутрии, ондатры, бобра, лошади, осла, коровы, козы, свиньи и др. В зависимости от свойств свободного края клеток кутикулы, их взаиморасположения и расстояния между свободными краями различают пять модификаций лентовидной кутикулы.
Чешуевидная кутикула –клетки с практически ровным свободным краем, похожи на сегменты круга, ширина и высота которых равны либо ширина незначительно превышает высоту. Встречается у представителей семейства Оленевые.
Шишкообразная кутикула –существуют две модификации:
-шишкообразная, наподобие еловой шишки –состоит из конусовидных клеток с острыми или закругленными вершинами и ровными краями. Встречается у мыши, волка, лисицы, морского котика, представителей семейства Куньи;
-шишкообразная, наподобие кедровой шишки –с многоугольными клетками, края которых менее ровные [16]. Встречается у овцы, собаки, кошки, медведя, морского котика.
Седловидная кутикула –свободный край каждой клетки имеет глубокую впадину, ограниченную выступами этой клетки разной высоты. Отношение ширины и высоты клеток различно. Встречается у белки, представителей от ряда Зайцеобразные.
Струевидная кутикула –имеет вид струй; высота каждой клетки значительно превышает ее ширину. Встречается у представителей отряда Зайцеобразные.
Лепестковая кутикула –клетки с практически ровными свободными краями накладываются друг на друга, подобно лепесткам цветка. Встречается у крота, представителей отряда Рукокрылые.
Диагностическую ценность представляет строение сердцевины в самой широкой части стержня, где она наиболее развита и характерна для того или иного вида животного (рис. 2).
2 3 4 5 9
8 7 6
Рис.2. Основные типы сердцевины остевых волос
1. Лестничная однорядная сердцевина –клетки расположены в один ряд. Встречается у крота.
2. Лестничная многорядная сердцевина –образована несколькими рядами отдельных клеток; крайние ряды клеток расположены вдоль оси волоса, а внутренние –без заметной закономерности [16]. Встречается у мыши.
3. Колонная многорядная сердцевина –хорошо выражены вертикальные ряды клеток, соприкасающихся между собой; напоминает початок кукурузы. Встречается у представителей отряда Зайцеобразные.
4. Сетчатая (решетчатая) сердцевина –клетки соединены между собой, расположены перпендикулярно продольной оси волоса; перегородки между клетками располагаются в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Встречается у нутрии, ондатры, представителей семейства Куньи.
5. Фибриллярная сердцевина –состоит из узких клеток, расположенных перпендикулярно продольной оси волоса и плотно прилегающих друг к другу. Встречается у лисицы, кошки, козы, лошади.
6. Альвеолярная крупноячеистая сердцевина –образована крупными многогранными клетками, соединенными между собой. Встречается у сайгака, представителей семейства Оленевые.
7 Мелкоячеистая (альвеолярная мелкоячеистая) сердцевина –образована мелкими многогранными клетками, плотно прилегающими друг к другу. Встречается у коровы.
8 Глобулярная сердцевина –состоит из округлых, овальных и неправильной формы клеток различной конфигурации, соединенных между собой или плотно прилегающих друг к другу. Встречается у волка, собаки, медведя, овцы, морского котика.
9 Узловатая (бесструктурная) сердцевина –образована конгломератами неправильной или веретенообразной формы с неровной поверхностью, вытянутыми вдоль оси стержня волоса. Встречается у представителей семейства Свиньи.
У представителей отряда Ластоногие сердцевина может отсутствовать.
По мнению Булыга Л.П., Кисина М.В, Малыхиной Ж.М. при термохимической обработке (щелочном гидролизе) сердцевина остевых волос может распадаться на диски (отряды Парнокопытные, Непарнокопытные, большинство представителей отряда Хищные), поперечные звенья или цепочки (ондатра, нутрия), кольца (выдра), продольные ряды клеток (семейство Зайцевые), отдельные клетки (мышь, крот, бобр, морской котик, семейство Свиньи).
ГЛАВА 2. Волосы животных как объект экспертизы
2.1. Методика и техника исследования волос животных
Поступившие на исследование волосы осматривают невооруженным глазом при естественном освещении. Макроморфологические признаки объектов, похожих на волосы, исследуют невооруженным глазом при естественном освещении и с помощью стереоскопического микроскопа (например, МБС-10) в отраженном свете при увеличении до 30x. Такое исследование позволяет установить внешний вид объектов, в том числе форму стержня волос. Затем волосы промывают в теплой воде с мылом, ополаскивают и обезжиривают, поместив в стеклянные бюксы с крышкой, заливают смесью эфира со спиртом (соотношение 1:1) и оставляют на 30–0 мин, периодически взбалтывая жидкость. После этого волосы переносят на предметное стекло и оставляют до полного высыхания, накрыв чашкой Петри во избежание потери волоса. Устанавливают цвет (окраску) волос, тип изогнутости (форму волоса) и длину. Цвет волос определяют визуально, помещая черные волосы на белую бумагу, белые –на черную; волосы красновато-коричневые всех оттенков помещают на зеленую бумагу [17]. Длину волос определяют с помощью линейки и указывают в миллиметрах (при этом волосы следует максимально выпрямить, но не растягивать).
Микроморфологические признаки волос изучают в обычном проходящем свете бинокулярного микроскопа при увеличениях 100х, 250х и 400х, поместив волос на предметное стекло в каплю просветляющей жидкости (дистиллированная вода) и накрыв покровным стеклом. При этом устанавливают внешний вид корневого (проксимального) и периферического (дистального) конца, состояние оптического края волоса, цвет фона коркового слоя, цвет и расположение пигмента, наличие или отсутствие сердцевины.
Изучение кутикулы проводят с помощью отпечатков на бесцветном маникюрном лаке, нанесенном на предметное стекло, прижимая волос к слою лака [4, 17]. Снимать волос с предметного стекла после застывания лака следует с периферического конца, чтобы не повредить отпечаток корневого конца волоса, наиболее значимого для диагностики. Полученный отпечаток рассматривают под микроскопом и устанавливают тип кутикулы в корневой зоне и в наиболее толстой части стержня.
Для исследования сердцевины из нее вытесняют воздух, препятствующий изучению ее строения (можно использовать дистиллированную воду, спирт, глицерин, ксилол, бензол, канадский бальзам). У целых волос допускается отрезать луковицу и небольшой участок с периферического (дистального) конца, оставив для исследования самую широкую часть стержня волоса. Если, применив указанные приемы, установить структуру сердцевины не удается, то волосы кипятят в ксилоле или воде, добавив несколько капель щелочи, после чего их переносят на предметное стекло вместе со средой, в которой они находились.
2.2. Особенности морфологии остевых волос кошки и собаки
Объектами исследования служили остевые волосы домашних животных (собак, кошек) и иные объекты. Пучки исследуемого шерстного покрова отрезались ножницами у кожи, либо вычесывались вместе с луковичным отделом у живых животных. Образцы шерстного покрова брались из области конечностей, живота и головы. Каждого вида животного обследовалось 10 голов.
Микрофотографии выполнены с помощью цифрового микроскопа QX7 в школьных условиях и микрофотонасадки МФН-2 и микроскопа МБИ -15 на фотопленке Микрат-300 в лабораторных условиях.
Полученные данные:
- образцы № 1,2,3,6,9,10,13,18,19,20 относятся к волосяному покрову кошек так как: форма стержня –веретенообразная, длина волос –до 40 мм; кутикула в основании стержня –шишкообразная, наподобие кедровой шишки, сердцевина –фибриллярная, представлена толстым тяжем, состоящим из клеток, вытянутых перпендикулярно оси волоса, плотно прилегающих друг к другу; при термохимической обработке сердцевина распадается на диски округлой, иногда –овальной формы, состоящие из одного ряда клеток по окружности без центральных клеток; форма поперечного сечения стержня –округлая ( Приложение 1,2).
- образцы №4,5,6,7,8,12,14,15,16,17 относятся к волосяному покрову собак так как: : форма стержня –веретенообразная; длина волос –до 150 мм; кутикула в основании стержня –шишкообразная, наподобие кедровой шишки; в гранне –лентовидная в различных модификациях; встречаются волосы с лентовидной кутикулой на всем протяжении стержня; сердцевина –глобулярная, представлена толстым или средним по толщине тяжем, состоящим из клеток округлой, овальной, неправильной формы, плотно прилегающих друг к другу, встречаются вакуолеобразные пустоты; при термохимической обработке сердцевина распадается на диски овальной или округлой формы, состоящие из одного ряда клеток по окружности с центральными клетками, иногда клетки плохо контурируются; форма поперечного сечения стержня –овальная( Приложение 1,3).
- образцы №11,21,22 - иные объекты, так как не обнаружили признаков принадлежности к первым двум группам (Приложение 1).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Строение волос полиморфно, некоторые их особенности (форма стержня, тип кутикулы, структура сердцевины, результат щелочного гидролиза сердцевины) имеют диагностическую ценность, что позволяет решить вопрос о происхождении исследуемых волос от таксонов разного ранга (отряда, семейства, рода, вида).
Выводы
-
Отличить остевые волосы собак от волос кошек можно по форме поперечного сечения стержня, по строению кутикулы и сердцевины.
-
Наиболее устойчивыми и характерными признаками для исследуемых остевых волос животных являются именно микроморфологические признаки. Однако для диагностики волос необходимо изучение всей совокупности макро- и микроморфологических признаков каждого волоса.
Наша гипотеза нашла свое подтверждение. Проведенные исследования электронно-микроскопических особенностей остевых волос исследуемых объектов открывает возможность дифференцировать их между собою и устанавливать конкретные таксоны. Однако структура волос очень изменчива из-за адаптации к условиям обитания. Поэтому не всегда с помощью морфологического исследования можно определить, произошел ли волос, обнаруженный на месте происшествия, от конкретной особи животного (или представленного изделия). Таким образом, чтобы стать в перспективе грамотным специалистом нужно овладеть не только классическими методами определения вида животных по структуре волоса, но и другими новейшими научными методами определения вида животных.
В реальной жизни работа криминалиста очень сложна, тщательна, лишена эмоций и совсем не романтична. Зато действительно интересна, в чем лично убедился автор данной научно- исследовательской работы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бобринский, Н.А., Кузнецов, Б.А., Кузякин, А.П. / Под ред. А.П. Кузякина. Определитель млекопитающих СССР: Пособие для студентов педагогических институтов и учителей. – М., 1965.
2. Бриттон, Г. Биохимия природных пигментов: Пер. с англ. – М., 1986.
3. Булыга, Л.П. Исследование волос животных близких родов в практике судебной экспертизы. – М.: ВНИИСЭ, 1980.
4. Кисин, М.В. Судебно-биологическая экспертиза волос животных: Методики экспертного исследования. – Вып. 2. – М.: РФЦСЭ, 2001.
5. Кисин, М.В., Булышева,Л.К., Мамотюк, М.Л., Разоренова, О.И. Волосы животных как объект судебно-биологической экспертизы. – М.: ВНИИ МВД СССР, 1984.
6. Кисин, М.В., Митричев, В.С. Судебно-биологическая экспертиза волос животных. Вып. 1. – М.: РФЦСЭ, 1996.
7. Никифорова, Ж.М., Разоренова, О.И. Криминалистическое исследование волос млекопитающих отряда хищных. – М.: ВНИИ МВД СССР, 1990.
8. Никифорова, Ж.М., Разоренова, О.И., Жаров, Е.А. Определитель волос млекопитающих, встречающихся в экспертно-криминалистической практике. – М.: ВНКЦ МВД СССР, 1991.
9. Павлова, А.З., Каспарьянц, С.А, Белозерова, Л.И. Микроструктура волос пушных животных. – Ч. I. – М., 1987.
10. Павлова, А.З., Каспарьянц, С.А, Белозерова, Л.И., Тимофеева, С.В. Микроструктура волос пушных животных. Ч. II. – М., 1990.
11. Разоренова О.И., Никифорова Ж.М. и др. Комплексное исследование волос человека. – М.: ЭКЦ МВД России, 1997.
12. Соколов, В.Е. Кожный покров млекопитающих. – М., 1973.
13. Соколов, В.Е., Скурат, Л.Н., Степанова, Л.В., Сумина, Е.Б., Шабадаш, С.А. Руководство по изучению кожного покрова млекопитающих. – М., 1988.
14. Туманов, А.К. Судебно-медицинское исследование вещественных доказательств. – М., 1961.
15. Чернова, О.Ф. Архитектоника волос и ее диагностическое значение. – М., 2006.
16. Чернова, О.Ф., Целикова, Т.Н. Атлас волос млекопитающих. Тонкая структура остевых волос и игл в сканирующем электронном микроскопе. – М., 2004.
17. Эксперт: Руководство для экспертов органов внутренних дел. – М., 2003.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.Образцы остевых волос волосяного покрова кошки
кутикула в основании стержня –шишкообразная, наподобие кедровой шишки
сердцевина –фибриллярная, представлена толстым тяжем, состоящим из клеток, вытянутых перпендикулярно оси волоса
кутикула в основании стержня –шишкообразная, наподобие кедровой шишки
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.Образцы остевых волос волосяного покрова собаки
кутикула в основании стержня –шишкообразная, наподобие кедровой шишки
сердцевина –глобулярная, представлена толстым по толщине тяжем, состоящим из клеток округлой, овальной, неправильной формы, плотно прилегающих друг к другу
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.Образцы волос иных объектов (волос человека)
сердцевина – виде отдельных островков
Чешуевидная кутикула –клетки с практически ровным свободным краем, похожи на сегменты круга, ширина и высота которых равны либо ширина незначительно превышает высоту.