мини|Распадање јагода, убрзани снимак уназад alt=African buffalo skull decomposing in the Serengeti National Park, Tanzania|мини|Лобања афричког бивола која се распада у Националном парку Серенгети у Танзанији мини|Трула јабука након пада са дрвета мини|Распадање обореног дебла у шуми
Распадање или декомпозиција је процес којим се мртве органске материје разлажу на једноставније органске или неорганске материје као што су угљен-диоксид, вода, прости шећер и минералне соли. Процес је део кружења материје и од суштинског је значаја за рециклирање ограничене материје која заузима физички простор у биосфери. Тела живих организама почињу да се распадају убрзо након смрти. Иако се ниједна два организма не распадају на потпуно исти начин, сви пролазе кроз исте узастопне фазе распадања. Распадање може бити постепен процес за организме који имају продужене периоде мировања.
Може се направити разлика између абиотичког и биотичког распадања (биодеградација); прво означава „разградњу супстанце хемијским или физичким процесима”, нпр. хидролиза; друго означава „метаболичку разградњу материјала на једноставније компоненте од стране живих организама”, обично микроорганизама. Животиње, као што су кишне глисте, такође својим активностима помажу у распадању органских материјала на површини и у самом земљишту. Организми који то раде познати су као разлагачи или детритивори.
Наука која проучава распадање генерално се назива тафономија, од грчке речи taphos, што значи 'гробница'.
Код животиња
десно|мини|Мрави једу мртву змију
Распадање почиње у тренутку смрти, а узроковано је са два фактора: аутолизом, разградњом ткива сопственим унутрашњим хемикалијама и ензимима тела, и труљењем, разградњом ткива деловањем бактерија. Ови процеси ослобађају једињења као што су кадаверин и путресцин, која су главни извор препознатљивог трулог мириса пропадајућег животињског ткива.
Главни разлагачи су бактерије или гљиве, мада већи стрвинари такође играју важну улогу у распадању ако је тело доступно инсектима, грињама и другим животињама. Поред тога, земљишне животиње се сматрају кључним регулаторима распадања на локалном нивоу, али њихова улога на ширем нивоу још увек није потпуно разјашњена. Најважнији зглавкари укључени у процес су бубе стрвинари, гриње, муве зунзаре из породице Sarcophagidae и породице Calliphoridae, попут зелених мува које се виђају лети. У Северној Америци, најважније животиње (које нису инсекти) укључене у процес су сисари и птице лешинари, као што су којоти, пси, вукови, лисице, пацови, вране и лешинари. Неки од ових лешинара такође уклањају и разбацују кости, које касније гутају. Водена и морска средина имају своје агенсе за разградњу који укључују бактерије, рибе, ракове, ларве мува и друге стрвинаре.
Фазе распадања Пет општих фаза се обично користи за описивање процеса распадања код кичмењака: свеже, надутост, активно распадање, узнапредовало распадање и суви остаци. Опште фазе распадања повезане су са две фазе хемијског распадања: аутолизом и труљењем. Ове две фазе доприносе хемијском процесу декомпозиције који разграђује главне компоненте тела. Смрћу, микробиом живог организма пропада, а затим следи формирање некробиома који пролази кроз предвидиве промене током времена.
Свеже Међу оним животињама које имају срце, свежа фаза почиње одмах након што срце престане да куца. Од тренутка смрти, тело почиње да се хлади или загрева како би се ускладило са температуром околине, у фази која се назива мртвачко хлађење (algor mortis). Убрзо након смрти, у року од три до шест сати, мишићна ткива постају крута и не могу да се опусте, током фазе која се назива мртвачка укоченост (rigor mortis). Пошто се крв више не пумпа кроз тело, гравитација узрокује њено сливање у делове тела који су најнижи, стварајући плавичасто-љубичасту промену боје познату као мртвачке пеге (livor mortis). У зависности од положаја тела, ови делови варирају. На пример, ако је особа умрла лежећи на леђима, крв ће се скупити у деловима који додирују земљу. Ако је особа висила, крв би се скупила у врховима прстију, ножним прстима и ушним ресицама.
Када срце стане, крв више не може да снабдева ткива кисеоником нити да уклања угљен-диоксид. Резултирајући пад pH вредности и друге хемијске промене узрокују губитак структурног интегритета ћелија, доносећи ослобађање ћелијских ензима способних да покрену разградњу околних ћелија и ткива. Овај процес је познат као аутолиза.
Видљиве промене изазване распадањем су ограничене током свеже фазе, иако аутолиза може довести до појаве пликова на површини коже.
Мала количина кисеоника која остане у телу брзо се троши ћелијским метаболизмом и аеробним микробима природно присутним у респираторном и гастроинтестиналном тракту, стварајући идеално окружење за размножавање анаеробних организама. Они се размножавају, конзумирајући угљене хидрате, липиде и протеине тела, производећи разне супстанце укључујући пропионску киселину, млечну киселину, метан, водоник-сулфид и амонијак. Процес размножавања микроба унутар тела назива се труљење и доводи до друге фазе распадања познате као надутост.
Муве зунзаре из породица Calliphoridae и Sarcophagidae су први инсекти лешинари који стижу и траже погодно место за полагање јаја.
Надутост Фаза надутости пружа први јасан визуелни знак да је умножавање микроба у току. У овој фази се одвија анаеробни метаболизам, што доводи до накупљања гасова као што су водоник-сулфид, угљен-диоксид, метан и азот. Накупљање гасова у телесној шупљини узрокује растезање абдомена и даје лешу карактеристичан надувен изглед. Произведени гасови такође узрокују да природне течности и ткива која се утекњавају постану пенаста. Како притисак гасова унутар тела расте, течности су приморане да излазе из природних отвора, као што су нос, уста и анус, и улазе у околину. Накупљање притиска у комбинацији са губитком интегритета коже може такође проузроковати пуцање тела.
Цревне анаеробне бактерије претварају хемоглобин у сулфхемоглобин и друге обојене пигменте. Пратећи гасови који се накупљају у телу у то време помажу у транспорту сулфхемоглобина кроз цело тело путем циркулаторног и лимфног система, дајући телу мермераст изглед.
Ако инсекти имају приступ, црви (ларве мува) се излегу и почињу да се хране ткивима тела. Активност црва, типично ограничена на природне отворе и масе испод коже, узрокује љуштење коже и одвајање длака. Храњење црва и накупљање гасова унутар тела на крају доводе до постморталних пукотина коже које затим даље омогућавају избацивање гасова и течности у околину. Пукотине на кожи омогућавају кисеонику да поново уђе у тело и обезбеђују већу површину за развој ларви мува и активност аеробних микроорганизама. Избацивање гасова и течности доводи до снажних, карактеристичних мириса повезаних са труљењем.
Активно распадање Активно распадање карактерише период највећег губитка масе. Овај губитак настаје као резултат прождрљивог храњења црва и цурења течности од распадања у околину. Течности се накупљају око тела и стварају острво декомпозиције леша. Укапљивање ткива и дезинтеграција постају очигледни у овом периоду, а јаки мириси се задржавају. Крај активног распадања сигнализира миграција црва са тела ради учауривања.
Узнапредовало распадање Распадање је у великој мери успорено током узнапредовале декомпозиције због губитка лако доступног материјала леша. Активност инсеката је такође смањена током ове фазе. Када се лешина налази на земљи, подручје око ње ће показати знаке одумирања вегетације. Острво декомпозиције леша ће показати повећање угљеника у земљишту и хранљивих материја као што су фосфор, калијум, калцијум и магнезијум; промене у pH вредности; и значајно повећање азота у земљишту.
Суви остаци Како се екосистем опоравља од поремећаја, острво декомпозиције прелази у фазу сувих остатака, коју карактерише смањење интензитета поремећаја и повећање раста биљака око погођеног подручја. Ово је знак да се хранљиве материје и други еколошки ресурси присутни у околном земљишту још увек нису вратили на нормалне вредности.
Током ове фазе, важно је пратити екосистем због било каквих знакова наставка поремећаја или еколошког стреса. Обнова раста биљака је позитиван знак, али може бити потребно неколико година да се екосистем у потпуности опорави и врати у стање пре поремећаја. Све што у овој фази остаје од леша су сува кожа, хрскавица и кости, које постају суве и избељене ако су изложене елементима. Ако се са леша уклони сво меко ткиво, каже се да је потпуно скелетизован, али ако су изложени само делови костију, назива се делимично скелетизованим.
мини|800px|центар|Труп свиње у различитим фазама распадања: свеже, надутост, активно распадање, узнапредовало распадање и суви остаци.
Фактори који утичу на распадање тела
Изложеност елементима Мртво тело које је изложено отвореним елементима, као што су вода и ваздух, ће се распадати брже и привући много више активности инсекта у односу на тело које је закопано или затворено у специјалну заштитну опрему или артефакте. То је делимично због ограниченог броја инсеката који могу продрети у земљиште и нижих температура под земљом.
На брзину и начин распадања у животињском телу снажно утиче неколико фактора. Грубо поређани по степену важности, то су: Температура; Доступност кисеоника; Претходно балсамовање; Узрок смрти; Сахрана, дубина укопа и врста земљишта; Приступ лешинарима; Физичка траума, укључујући ране и ударце; Влажност; Падавине; Величина и тежина тела; Састав; Одећа; Подлога на којој тело почива; Храна/предмети унутар дигестивног тракта узорка.
Брзина којом се распадање одвија увелико варира. Фактори као што су температура, влажност и годишње доба смрти одређују колико брзо ће се свеже тело скелетизовати или мумифицирати. Основни водич за утицај околине на распадање дат је кроз Касперов закон: ако су сви остали фактори једнаки, када постоји слободан приступ ваздуха, тело се распада двоструко брже него ако је потопљено у воду и осам пута брже него ако је закопано у земљу. У коначници, брзина бактеријског распадања ткива зависиће од температуре околине. Ниже температуре смањују брзину распадања, док је више температуре убрзавају. Суво тело се неће ефикасно распадати. Влага помаже расту микроорганизама који разлажу органску материју, али превише влаге може довести до анаеробних услова који успоравају процес декомпозиције.
Најважнија варијабла је доступност тела инсектима, посебно мувама. На површини у тропским пределима, сами бескичмењаци могу лако свести потпуно меснати леш на чисте кости за мање од две недеље. Сам скелет није трајан; киселине у земљишту могу га свести на непрепознатљиве компоненте. Ово је један од разлога који се наводе за недостатак људских остатака у олупини брода Титаник, чак и у деловима брода који се сматрају неприступачним за лешинаре. Свеже скелетизована кост се често назива зелена кост и има карактеристичан мастан осећај. Под одређеним условима (под водом, али и у хладном, влажном земљишту), тела могу проћи кроз сапонификацију и развити воштану супстанцу звану мртвачки восак (адипоцир), узроковану деловањем хемикалија из земљишта на протеине и масти тела. Формирање адипоцира успорава распадање инхибицијом бактерија које изазивају труљење.
У изузетно сувим или хладним условима, нормалан процес распадања се зауставља — било због недостатка влаге или због контроле температуре над бактеријским и ензимским деловањем — узрокујући да тело буде очувано као мумија. Замрзнуте мумије обично поново покрећу процес распадања када се одмрзну (види Еци), док топлотно исушене мумије остају такве осим ако нису изложене влази.
Тела новорођенчади која никада нису уносила храну су важан изузетак од нормалног процеса распадања. Њима недостаје унутрашња микробна флора која производи већи део декомпозиције и врло често се мумифицирају ако се држе у чак и умерено сувим условима.
Анаеробно у односу на аеробно