人如其饮

打击犯罪的工具：毛发可以显示谋杀受害者曾在何处喝水

	这两幅图显示了美国大陆各地人类毛发的氢（上面）和氧（下面）同位素预计平均浓度——同位素浓度随着地理位置而变化，这是由于各地饮用水中同位素浓度不同。在上图中，较重而罕见的氢2对较轻而常见氢1的比率在红色和桔黄色的区域中最高，在蓝色和深绿色的区域最低。在下图中，较重而罕见的氧18对较轻而常见氧16的比率在红色和桔黄色的区域中最高，在蓝色和深绿色的区域最低。... 点击此处获得更多信息。

犹他大学的科学家通过证明人类的毛发可以显示出一个人曾经大致在什么地方喝水，从而开发出了一种新的打击犯罪的工具，它能帮助警察追踪犯罪嫌疑人或者不明身份的谋杀受害者过去的活动。

“人如其食，人如其饮——而这记录在了你的毛发里”，地球化学家Thure (发音是Tur-ee) Cerling说。他和生态学家Jim Ehleringer领导了这项研究。

他们的发现于2月25日发表在了《美国科学院学报》的网站上。除了警察，这种新的毛发分析还有可能对人类学家、考古学家和医生有用。

“我们发现了在美国一个人的毛发与水中的氢氧同位素与其居住地相关的显著差别，” Ehleringer说。“警察已经在使用这种方法复原不明身份的谋杀受害者的可能来源。

其中一位这样的警察就是盐湖郡治安官办公室的侦探Todd Park，他正在利用这种新的毛发分析技术鉴别一位被谋杀女性的身份，该受害者的遗体于2000年10月在大盐湖附近被发现。

“这是一种杰出的方法，”Park说。他是该治安官办公室的谋杀悬案组的成员之一。“我认为这将在很大程度上帮助执法界。”

同位素是拥有不同原子量的同种化学元素。稳定同位素是不发生放射性衰变的同位素。

Ehleringer是犹他大学的生物学杰出教授，而Cerling是该大学的地质学、地球化学和生物学杰出教授。3年前，他们共同创立了IsoForensics有限公司，这是一家利用刑事物证稳定同位素分析从而发现化学元素的各种同位素的微小差异的公司。

Cerling 和Ehleringer与生物学硕士研究生、犹他大学和IsoForensics公司的技术员Lesley Chesson以及犹他大学和IsoForensics公司的博士后研究员David Podlesak一起开展了这项新的研究。其他的共同作者包括犹他大学的前博士后研究员Gabriel Bowen，如今他在普渡大学工作；以及研究生Adam G. West，如今他在加州大学伯克利分校。

测绘毛发和饮用水中的同位素浓度

这种新技术分析氢（不常见的氢2和常见的氢1）和氧（不常见的氧18和常见的氧16）的稳定同位素。它们来自一个人所摄取的水和食物和呼吸的空气，成为了生长着的毛发的一部分。

我们呼吸的空气中的氧18和氧16 的比率在任何地方都相同，而美国人趋向于从食物中获得类似的氧和氢同位素比率，因为美国的饮食正在变得同质化。

这项研究发现氢和氧的同位素浓度在毛发和饮用水之间具有很强的相关性；一个人的毛发中的同位素浓度变化的85%可以用他所在地区的饮用水同位素变化解释。

因此一根毛发就可以帮助确定一个人在最近几周到几年的位置，这取决于毛发样本的长度以及毛发生长的时间。

这组科学家使用这种方法绘制出了彩色编码地图，展示了美国不同地区的头发氢氧同位素比例的差异。

这些地图不能精确确定一个人在过去的准确位置，但是可以发现他们曾经居住过和饮用过当地水的大致地理位置。

为什么同位素浓度随地理位置变化

随着云离开海洋进入大陆，含有氧18和氢2的雨水趋向于首先降落，因为它们更重。这会让海岸附近和低洼的内陆的氧18 对氧16以及氢2对氢1的比率更高。

但是其他的因素也很重要，这包括云的温度，在哪个季节降雨以及从土壤和植物中蒸发的水量。

这些因素解释了饮用水中氧18和氢2浓度从西海岸（那里冬季风暴较冷）到内陆迅速降低，而从墨西哥湾和南大西洋沿岸（那里的云较暖）到内陆的浓度仍然很高。

雨雪中的同位素浓度随季节而变化，但是来自水库或者地下水的饮用水代表了一个地区在一段时间和空间中的平均降水。

来自任何地区的饮用水都拥有一种同位素特征，成为了正在生长的毛发的一部分。Ehleringer说，这种特征并没有被其他的饮料复杂化，因为“大部分啤酒、软饮料和牛奶都是在当地出产的。”

警察、法医和科学家的新工具

警察已经开始使用这种方法查明不明身份的谋杀受害者在死前可能生活在什么地方。

这种新方法的另一个用途是分析来自一个人或者动物的毛发，从而弄清他们过去的活动。

在这项研究中，这组科学家分析了一个从北京迁居到盐湖城的人的毛发样本。在迁居之前三个月生长的头发含有相对较多的氧18和氢2，这反映了北京饮用水中这些同位素的浓度较高。但是靠近头皮的头发——也就是在搬迁到犹他州之后生长出的头发——的这些同位素的浓度显著下降，这与盐湖城饮用水的这些同位素浓度较低相符合。

警察可以利用这项技术检查被指控犯罪者的不在场证明（犯罪发生时不在现场）。

为了理解饮用水如何影响毛发中的同位素浓度，这组科学家需要知道食物如何影响毛发中的同位素。结果，考古学家有可能通过分析古人或者古代动物的毛发从而得知他们食用了多少蛋白质，他们的食物是海产品还是陆地食品，或者根据他们的饮食中到底动物蛋白还是植物材料更丰富，从而弄清他们所处的社会地位。

这种新技术可能也有医学用途。Cerling说这是因为许多糖尿病人饮用大量的水，他们的毛发中来自水和食物的氧的比例可能与非糖尿病人不同。Ehleringer指出，毛发还可能记录下由于一种饮食疾病症状加重导致的同位素变化。

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