多年來,許多有趣的應用和案例已經證實,同位素指紋可提供一些犯罪現場找到的物質來源,像是毒品、爆炸物、油漆、塑料或膠帶等來源,為事件提供決定性的答案。

這些隱藏來源的破解展現出「不可見但可檢測」的訊息對於成功結束司法調查的價值與重要性。

「同位素獵人如何使用同位素指紋解決犯罪刑事案件」的文章中,介紹了同位素指紋如何提供有價值的鑑識訊息,以及如何結合其他技術在法庭上被廣泛使用,作為可再現和易於驗證的可定量經驗性證據 (quantitative empirical evidence)。

Isotope Fingerprints

儘管科學界認識到同位素指紋是解決「典型」刑事案件的寶貴工具,但在最近的論文中,我們看到了同位素分析應用在新的領域正在被開發,替刑事目的解鎖了更多資訊。在這篇文章中,我們將介紹兩個重點:法醫人類學和法醫同位素生態學。

同位素分析在法醫人類學中的應用

最近發表的論文中,Bartelink和Chesson(2019)1強調:「……(穩定同位素)技術在無法辨識的人類遺體中用於法醫輪廓分析的應用正在持續出現……」,並介紹了利用穩定同位素分析於法醫學案例的概況。傳統上,法醫人類學家已經進行深入的科學評估,例如指紋、DNA圖譜、齒列和X光片的比較分析,尤其是用於識別未知的後裔。但是,對於所謂的「懸案」,同位素分析顯示了令人鼓舞的結果。

通過研究不同的組織類型,可以回答一個人生命中不同時間尺度的特徵,例如: 在過去的10到20年中,骨頭保留了飲食和生活地點方面的訊息,而頭髮和指甲可以幫助重建這個人的最近所在的位置。分析頭髮、指甲角蛋白和骨格膠原蛋白的同位素指紋,以解鎖有關死者的居住型態和飲食選擇的訊息,從而重建身份不明的死者的旅行和飲食歷史。骨骼膠原蛋白中氮和碳同位素指紋的測量已被認定可以可靠地作為人類和動物飲食的指標,因為它們主要反映了食物鏈中消費者飲食的蛋白質特徵。

正如Bartelink和Chesson(2019)1的報告所述,2016年舊金山市區一個建築工地發現長骨幹碎片,碳和氮同位素指紋提供了決定性的答案。這個骨骼是否源於美國原住民,會對現場能否進一步的施工產生重大影響。經過巨觀分析和組織學檢查後,使用同位素分析來確定骨骼膠原蛋白是否具有類似於舊金山灣區史前美洲原住民的碳和氮同位素組成。透過比較已知來源樣品的同位素組成並了解飲食習慣訊息,同位素分析提供了強而有力的詳細證據。在這個事件中,驗屍官辦公室和建築公司接受了該結果,確認該骸骨為史前美國原住民的骨頭。

同位素分析在法醫同位素生態學中的應用

Wolfram Meier-Augenstein(2019)2在其最新的法醫同位素生態學文章中,集合了有關領域出現的實際案例和應用案例。針對瀕臨絕種動植物的非法販運和基於經濟動機而對植物種源的錯誤標記,使得生態學的研究會採用傳統上用於刑事調查的方法。

透過使用同位素指紋(在某些情況下與其他技術結合使用),我們可以解答有關陸地和海洋食物鏈或飲食變化以及野生鳥類遷徙方式等的重要生態問題。這些問題是有助於保護野生動植物和消費者的調查的起點。

儘管已經禁止了國際象牙貿易,但仍記錄到大量盜獵象牙的現象。象牙通常被雕刻成裝飾品和珠寶。瀕臨絕種野生動植物國際貿易公約(Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora, CITES)於1989年實行了國際貿易禁令,使一些大象族群得以恢復,特別是在得到適當保護的地方。但近年來,市場需求的增長又引發了盜獵和非法像牙交易的熱潮。

Meier-Augenstein(2019)指出2016年發表的一項研究(Ziegler et al.3),該研究提供了507個象牙樣品的碳、氮、硫、氧和氫同位素指紋數據。大象毛髮中記錄的同位素特徵可提供有關其進食習慣和位置的資訊。也多虧有了這些訊息,研究人員才能夠準確的推斷出分配到的非洲象物種樣品的來源。結果表明,非洲象牙的同位素特徵分析在區域範圍內是有效的。

另一個著名的研究是Natusch等人(2017)4運用多種分析方法進行,該研究指出了如何將同位素和元素標識用於識別被買賣的蟒蛇皮的來源和起源。蟒蛇皮貿易受到一項國際協議的保護和管制,該協議旨在防止非法進口和可能促進非法交易的錯誤的標示。透過結合同位素和元素訊息,該研究的作者能夠區分不同飲食方式眷養的蟒蛇和蟒蛇的地理起源,為驗證其起源提供了強大的工具。

當涉及植物時,確定其地理原產地也是令人非常感興趣的,因為原產地對於消費者對其的認知而創造出經濟驅動的價值有關。例如,錯誤的棉花原產地聲明可能導致標籤偽造,從而增加產品銷售或避免/減少進口關稅,造成原始產品的市場破壞並影響消費者。

這些案例說明了同位素獵人如何持續擴展同位素指紋的用途:從傳統方法旨在鑑定來源和真實性的刑事目的,到為了可以為刑事研究提供更多線索,開始轉移到需要多種分析方法的應用。

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參考文獻:
1 E. J. Bartelink & L. A. Chesson (2019) Recent applications of isotope analysis to forensic anthropology, Forensic Sciences Research, 4:1, 29-44. 
2 W. Meier-Augenstein (2019) From stable isotope ecology to forensic isotope ecology — Isotopes’ tales, Forensic Science International, 300, 89–98.
3 S. Ziegler, S. Merker, B. Streit, M. Boner, D. E. Jacob (2016) Towards understanding isotope variability in elephant ivory to establish isotopic profiling and source area determination, Biological Conservation, 197, 154–163.
4 D. J. D. Natusch, J. F. Carter, P. W. Aust, N. V. Tri, U. Tinggi, Mumpuni, A. Riyanto, J. A. Lyons, Serpent’s source: determining the source and geographic origin of traded python skins using isotopic and elemental markers, Biological Conservation, 209, 406–414.