Наука разложения

Недавно из австралийского штата Новый Южный Уэльс пришло сообщение о результатах наблюдений специалистов по изучению процессов разложения тел: оказалось, что трупы, оставленные под открытым небом в местном климате, способны самопроизвольно двигаться. Исследования подобного рода пока проводятся всего на двух континентах — в Северной Америке и в Австралии, где для этого оборудованы специальные участки. Эти «фермы тел» нередко вызывают протесты местного населения, но их деятельность крайне важна как для практических целей (при обучении следователей и судебных экспертов), так и для теоретических — они позволяют восстановить клинически точную картину разложения и изучить некробиом. Рассказываем, как появились фермы тел, действительно ли они так нужны и насколько законна и этична их деятельность.

В 1995 году местный телеканал штата Теннеси WSMV-TV выпустил скандальный репортаж о том, что в Ноксвилле уже в течение многих лет ученые проводят эксперименты, в ходе которых оставляют человеческие трупы разлагаться под открытым небом.

«Исследования, не имеющие аналогов в мире. Они получают бюджетное финансирование, хотя никто никогда не интересовался их методами и этичностью», — говорилось в расследовании ведущей и журналистки Деметрии Калодимос (Demetria Kalodimos). Она также усмотрела в научной деятельности «шокирующие нарушения законов штата, неуважение к правам ветеранов и обман скорбящих семей».

После репортажа местные жители и общественные организации подали ряд жалоб и провели демонстрацию, но каких-либо серьезных последствий это не имело. Так мир узнал о существовании первой лаборатории судебной антропологии.

Сейчас их восемь, и они больше известны под полуофициальным названием «фермы тел» («фермы трупов», body farms). Эти учреждения призваны вывести на новый уровень знания о том, что происходит с человеческим телом после смерти в разных условиях, чтобы помочь ответить на основные вопросы судебно-медицинской экспертизы: чей это труп и когда наступила смерть.

Все зависит от условий

Для начала немного теории. Единой классификации стадий разложения трупа нет — у разных школ и авторов подходы к ней различаются. Однако в общих чертах этот процесс можно описать следующим образом.

После наступления биологической смерти из-за остановки кровообращения возникают так называемые ранние трупные явления. Практически сразу начинается посмертное охлаждение — постепенное снижение температуры до уровня температуры окружающей среды вследствие прекращения обмена веществ.

Вскоре после этого наступает трупное окоченение — в отсутствие кислорода связи между сократительными белками мускулатуры (актином и миозином) становятся необратимыми, мышцы уплотняются и укорачиваются, фиксируя суставы в полусогнутом состоянии. Примерно в это же время начинается перемещение вышедшей из сосудов крови в нижние (по отношению к поверхности) части тела под действием гравитации — на коже в этих областях формируются фиолетово-синюшные трупные пятна.

В химическом отношении эти процессы по времени соответствуют началу аутолиза. Он состоит в том, что в отсутствие кровоснабжения начинается саморазрушение клеток под действием находящихся в них ферментов, которые при жизни задействованы в обмене и утилизации белков, жиров, углеводов и других молекул. В результате этого ткани частично утрачивают свою структуру и высвобождают жидкость, что внешне проявляется отслойкой кожи с образованием пузырей.

Наряду с аутолизом за разложение трупа отвечает гниение — распад тканей под действием анаэробных бактерий, как обитающих в самом человеке (в первую очередь в кишечнике), так и поступающих из окружающей среды (почвы, пыли и т. д.), а также грибов. В процессе жизнедеятельности эти микроорганизмы превращают сложные биологические молекулы в низкомолекулярные органические соединения (большинство из них — полиамины, тиолы, индол, скатол — обладают характерным неприятным запахом).

Выделяющиеся при этом газы вызывают трупную эмфизему (вздутие), из-за которой тело значительно увеличивается в объеме, а через естественные отверстия и разрывы кожи выходит гнилостная жидкость. Гемоглобин преобразуется в сульфгемоглобин, придающий трупу грязно-зеленый оттенок.

Аутолиз (его вклад в разложение уменьшается со временем) и гниение (а его — увеличивается) создают условия для обсеменения трупа личинками насекомых, ускоряющими распад тканей. Свою роль при наличии играют и различные животные-падальщики. В результате общих усилий микро- и макроорганизмов мягкие ткани полностью разлагаются. Оставшиеся кости и зубы могут сохраняться в течение длительного времени, а при фоссилизации (окаменении) — практически вечно.

В специфических условиях вместо гниения или до его окончательных стадий могут происходить консервирующие трупные процессы, при которых мягкие ткани видоизменяются, но в определенной степени сохраняются.

К таким процессам относят мумификацию (необходимы высокая температура, минимальная влажность и хорошая вентиляция); омыление, или жировоск (крайне высокая влажность и минимальный контакт с кислородом, еще лучше, когда труп полностью находится под водой); торфяное дубление (название говорит само за себя); замораживание и некоторые другие, более экзотические (вспомним, например, останки животных в янтаре). Консервация может быть и искусственной, пример — бальзамирование.

В описании посмертных изменений намеренно не указаны временные промежутки, поскольку начало и окончание любой стадии сильно зависят от множества условий: температуры, влажности, осадков, присутствия кислорода, состояния организма на момент смерти (включая массу тела, имеющиеся заболевания, характер содержимого пищеварительного тракта), погребения (включая его глубину, тип почвы и материал, в который помещено тело), одежды, наличия падальщиков, консервирующих факторов.

Как все начиналось

Попытки изучать посмертные изменения и применять эти знания в судебно-медицинских целях люди предпринимали с давних времен. Первый из известных систематических трудов на эту тему выпустил в середине XIII века китайский государственный деятель и ученый Сун Ци. Его книга «Си юань цзи лу» (в разных переводах «Записки о смытии обиды», «Собрание отчетов о снятии несправедливых обвинений» и др.) помимо описания иных криминалистических методик содержала инструкции по обследованию и вскрытию трупов, а также данные о влиянии насекомых и погоды на процесс разложения.

Сун Ци при этом опирался не только на собственные наблюдения, но и предшествующие работы, такие как анонимный трактат X–XII веков «Нэй шу лу» («Сочувствующие записи»). «Си юань цзи лу», неоднократно дополнявшаяся и исправлявшаяся разными авторами, служила в Китае практическим руководством на протяжении почти семи веков.

Европейские коллеги отстали от Суна Ци больше чем на три столетия — пособие по судебной медицине сицилийского хирурга Фортунато Феделе (Fortunato Fedele) увидело свет в 1602 году, а через 19 лет вышел более известный и объемный труд «Судебно-медицинские вопросы» («Quaestiones medico-legales») папского придворного врача Паоло Заккиа (Paolo Zacchia). Более или менее регулярно западные публикации на эту тему стали появляться с конца XVIII века, а в современном виде судебно-медицинская наука начала оформляться лишь во второй половине ХХ века.

Последние несколько десятков лет в криминалистике все шире применяют современные медицинские и биологические технологии, такие как анализ ДНК (судмедэксперты впервые воспользовались им в 1984 году). Тем не менее, до сих пор в большинстве случаев время наступления смерти определяют по описанным выше трупным изменениям, информация о которых основана преимущественно на предыдущих наблюдениях обнаруженных останков и экспериментах на животных, чаще всего свиньях и кроликах. К сожалению, такая информация не обладает достаточной точностью, что нередко приводит к погрешностям в заключениях, иногда весьма существенным.

Подобную ошибку допустил в 1977 году Уильям Бэсс (William Bass), бывший в то время главой отделения антропологии Университета Теннеси и официальным судебным антропологом штата. Местные полицейские обнаружили следы раскопок на могиле времен Гражданской войны в США и заподозрили, что злоумышленники пытались спрятать в ней свежий труп. Бэсс, которого пригласили в качестве консультанта, подтвердил эти подозрения, заключив, что смерть наступила в интервале от месяца до года.

Однако последующий анализ зубов и одежды показал, что в могиле находился ее «законный владелец» — погибший в 1864 году полковник Уильям Шай (William Shy). Эксперта подвела исключительная сохранность тела, которую, как выяснилось, обеспечили своевременное бальзамирование и погребение в металлическом гробу.

Бэссу, ошибка которого подтвердила несовершенство существующих методик, пришла идея исправить ситуацию с помощью своеобразной лаборатории под открытым небом, где можно систематически наблюдать полный цикл разложения человеческих трупов, сопоставляя результаты с прижизненными данными и условиями окружающей среды. В 1980 году его усилиями в Ноксвилле открылся первый Комплекс антропологических исследований (Anthropology Research Facility, ARF) при Университете Теннеси, через семь лет ставший основой свежесозданного Центра судебной антропологии (Forensic Anthropology Center, FAC).

По заглавию детективного романа Патрисии Корнуэлл комплекс (а затем и все подобные учреждения) получил неофициальное, но быстро закрепившееся название «ферма тел». Сам Бэсс назвал свою автобиографию, как и описанное в ней детище, «Акр смерти» (Death’s Acre). Он руководил FAC до 1998 года и до сих пор продолжает консультировать ученых и следователей.

В смерти — жизнь

Старейшая ферма тел представляет собой огороженный колючей проволокой участок леса (сейчас его площадь увеличилась до 2,5 акра, или более чем 10 тысяч квадратных метров), куда укладывают свежие трупы для изучения процессов разложения. Для получения максимального объема информации тела помещают в разные времена года в различные условия: под открытым небом, в тени плотных кустарников, в салоны автомобилей, в емкости с водой, захороненными на разную глубину, в одежде или без нее и так далее.

Регистрацию данных на всех этапах разложения сотрудники и студенты-добровольцы ведут с помощью видеокамер, путем визуального наблюдения и взятия образцов для разнообразных анализов. На территории комплекса помимо непосредственно полигона расположены морг, лаборатория и другие служебные помещения.

Когда труп полностью скелетирован, его кости очищают, обрабатывают и помещают в коллекцию для дальнейшего изучения и использования в качестве наглядного материала при подготовке судебных антропологов — по хорошо сохранившемуся скелету специалист должен с высокой точностью определять пол, возраст на момент смерти, расовую принадлежность, телосложение и некоторые заболевания. Демографическая, медицинская и анатомическая информация о донорах тел заносятся в специальную базу данных.

Постоянно пополняемая коллекция уже содержит более 1800 скелетов людей разного возраста (от внутриутробного периода до 101 года) и происхождения. Ежегодно в распоряжение FAC поступает более ста трупов.

Около половины этого количества обеспечивают специальные завещания, по условиям которых люди заранее жертвуют свои тела в пользу FAC. На сегодняшний день такие завещания подписали более четырех тысяч человек из всех 50 американских штатов и еще из шести стран мира. Другую половину предоставляют родственники умерших, которые без всякой предварительной договоренности с FAC выбирают именно такой способ распорядиться мертвым телом. Невостребованные трупы составляют, по-видимому, совсем небольшой процент.

Работа комплекса оказалась весьма успешной, и к настоящему времени в США открылись еще шесть подобных учреждений — в Северной Каролине, два в Техасе, в Иллинойсе, Колорадо и Флориде. Они призваны изучать посмертные процессы в различных климатических и экологических зонах, а также служить учебными центрами для судебно-медицинских экспертов и судебных криминалистов. Полигоны также используют для тренировок следователей из различных структур, в том числе Федерального бюро расследований (ФБР).

В 2016 году неподалеку от Сиднея появилась австралийская ферма тел — первая и пока единственная за пределами США.

За время работы фермы тел успели собрать внушительный массив данных о том, какие химические и биологические процессы происходят при разложении человеческого тела и как на них влияют внешние и внутренние условия. Помимо простых наблюдений сотрудники проводят высокотехнологичные исследования, такие как расшифровка трупных и микробных геномов и протеомов, изотопный анализ и другие.

Накопленный массив данных и их обработка с позиций мультиомики (включающей геномику, транскриптомику, метаболомику и так далее) позволил создать полноценную картину того, какие бактерии в конкретных условиях отвечают за разложение. Эти исследования подтвердили, что труп представляет собой динамичную экосистему, в которой популяции различных микроорганизмов — при участии насекомых и грибов или без него — сменяют друг друга в соответствии со стадиями посмертных изменений. С начала изучения подобных экосистем на животных они получили название некробиомов (буквально «живое сообщество смерти»).

Изучение некробиомов, далекое от завершения, уже принесло немало интересных результатов. К примеру, исследователи выяснили, что на стадии трупной эмфиземы аэробные бактерии уступают доминирующие позиции анаэробным, что микроорганизмы ротовой полости могут служить своеобразными «часами» для определения времени смерти, что животные — плохая модель для изучения разложения человеческих тел (в тепле они разлагаются быстрее, а на холоде медленнее; есть и другие отличия) и многое другое.

Анализ выделяющихся при разложении трупа летучих соединений и газов послужил основой разработки портативного устройства LABRADOR (Lightweight Analyzer for Buried Remains and Decomposition Odor Recognition) для обнаружения погребенных жертв преступлений. По мнению экспертов, эта технология получит широкое распространение в ближайшие десятилетия.

Первые плоды своей работы представили и австралийские исследователи. Они выяснили, что под влиянием изменения тканей труп может совершать гораздо больший объем движений, чем считалось ранее — это необходимо учитывать при осмотре места преступления.

Это далеко не все данные, полученные на «фермах тел», и объем исследований на них продолжает постоянно расти.

«Нас от этого тошнит»

Несмотря на очевидную пользу ферм для науки и практики, специфика проводимых на них исследований закономерно вызывает неприятие у отдельных людей (особенно живущих по соседству) и активистов. После упомянутого журналистского расследования WSMV-TV некоторые жители Ноксвилла стали жаловаться, что чувствуют характерный запах или даже видят из окон разлагающиеся трупы (в ответ на эти претензии полигон ARF оградили более высоким забором).

Общественная организация «Решения вопросов озабоченности ноксвиллцев» (Solutions to Issues of Concern to Knoxvillians, SICK) даже устроила пикет с плакатами «This makes us SICK», что можно перевести как «Нас от этого тошнит», однако серьезных последствий акция не имела.

Периодически озабоченные граждане подают судебные иски, в основном против открытия новых ферм тел, но число исследовательских полигонов продолжает расти.

Пожалуй, наиболее интересная история произошла с подготовкой к открытию крупнейшего на сегодня подобного учреждения на Ранчо Фримэн в Техасе. Местные жители и расположенный неподалеку аэропорт Сан-Маркоса выразили протест, высказав опасения, что трупы будут привлекать грифов. Университет штата Техас — основатель фермы — доказал, что опасности это представлять не будет, а заодно включил вопрос о роли грифов в научную программу нового полигона. И опубликовал результаты.

Казалось бы, СМИ должны подхватить столь благодатную и противоречивую тему, как эксперименты с разложением человеческих трупов. Но следует признать, что большинство репортажей, и в таблоидах, и в серьезных изданиях, и на телеканалах, освещают деятельность ферм тел с положительной стороны, описывая пользу этой работы для науки и общества. Не проходят мимо и деятели искусства — от уже упомянутой Корнуэлл до известного фотографа Салли Манн (Sally Mann). Да и сам Бэсс в соавторстве с журналистом Джоном Джефферсоном (Jon Jefferson) выпустил серию детективов, популяризирующих работу судебных антропологов.

Насколько легальна и этична деятельность «акров смерти»? В США специальных правил на этот счет не существует — деятельность ферм подчиняется общему закону о донорстве тел для научных целей. Согласно ему, в исследованиях и образовательных целях можно задействовать либо невостребованные трупы, либо тела людей, завещавших себя при жизни науке, либо пожертвованные ближайшими родственниками.

Этими же принципами руководствуются и центры судебной археологии — у них есть собственные программы донорства, которые имеют даже меньше ограничений, чем у учебных учреждений для врачей. Главное, чтобы у донора на момент смерти масса тела не превышала 500 фунтов (около 230 килограммов) и не было ВИЧ-инфекции, вирусных гепатитов или заболеваний, вызванных антибиотикоустойчивыми микроорганизмами.

Следует отметить, что закон о донорстве издавна трактуется достаточно широко: в частности, автоиндустрия с 1930-х годов использует тела умерших в качестве манекенов для краш-тестов, а оборонная промышленность — для изучения воздействия боеприпасов и эффективности защиты от них. Периодически подобное применение трупов вызывает шок и возмущение у родственников, которые полагали, что помогают исследовать заболевания и разрабатывать лекарства, не зная о других экспериментах, выглядящих менее возвышенно.

Особенно резко это проявляется после скандалов с нечистыми на руку компаниями, которые, по сути, открывают неочевидные «магазины» трупов и их частей, пренебрегая всеми правилами достойного обращения с останками. Конечно, такие истории чреваты судебными исками к «предпринимателям», а не ученым, но они подрывают доверие к донорству тел — ценнейших объектов исследования, которые всегда в дефиците.

Ситуация усугубляется тем, что если посмертное донорство органов в глазах общества выглядит в целом благородно и почетно, то жертвование тела науке до сих пор носит сомнительный оттенок. Но не стоит забывать, что если первое может спасти единичные жизни, то второе — во много раз больше, пусть и не настолько прямолинейно.

Олег Лищук