Decomposition process and arthropod succession on pig carcasses in Quebec (Canada)

Abstract

Necrophagous arthropods are essential ecosystem decomposers and are important indicator species in the discipline of forensic entomology. Studies around the world have evaluated the succession of arthropods on animal carcasses, but no published data are available for the province of Quebec (Canada). The objective of this study was to evaluate the diversity of arthropods associated with pig carcasses in Quebec, and to determine the colonization sequence of the different families/species throughout the decomposition process. Three pig carcasses were deposited in a small woodland area in Trois-Rivières, in mid-June 2019. The decomposition process and the arthropod community were studied until the beginning of November (first snowfall) by visual observation, and sample collection on the carcasses, using an entomological net and pitfall traps. Five species of blow fly (Diptera: Calliphoridae) were found to lay eggs on the carcasses: Calliphora livida, C. vomitoria, Lucilia illustris, Phormia regina, and Protophormia terraenovae. Eggs/larvae of the first three species were recorded during the first week only (fresh stage-beginning of active decay), while the other two species were recorded throughout the decomposition process until the dry remains stage. Coleoptera were observed from day 0 to day 141 (end of experiment). Some families/species were associated with early stages of decomposition (e.g. Necrophila americana, Silphidae), while others were only found during the dry remains stage (e.g. Carnicops pumilio, Histeridae).

Résumé

Les arthropodes nécrophages sont des décomposeurs essentiels aux écosystèmes, et représentent également d’importants indicateurs en entomologie forensique. Des études à travers le monde ont évalué la succession de ces arthropodes sur carcasses animales, mais aucune donnée publiée n’est actuellement disponible pour la province de Québec (Canada). L’objectif de cette étude est donc d’évaluer la diversité des arthropodes associés à des carcasses de porc, au Québec, et de déterminer la séquence de colonisation des différentes familles/espèces au cours du processus de décomposition. Pour cela, trois carcasses de porc ont été déposées dans une zone boisée à Trois-Rivières, à la mi-juin 2019. Le processus de décomposition et la communauté d’arthropodes associée aux carcasses ont été étudiés jusqu’aux premières neiges, début novembre, par observation visuelle, et collecte de spécimens sur et autour des carcasses à l’aide d’un filet entomologique et de pièges-fosses. Cinq espèces de mouches Calliphoridae sont venus pondre sur les carcasses : Calliphora livida, C. vomitoria, Lucilia illustris, Phormia regina et Protophormia terraenovae. Les oeufs/larves des trois premières espèces étaient présents sur les carcasses durant la première semaine uniquement (stade frais à début de décomposition active), alors que les deux autres espèces ont été retrouvées jusqu’au stade de restes secs. Les Coléoptères ont été observés du jour 0 au jour 141 (fin de l’expérience). Certaines familles/espèces étaient associées aux premiers stades de décomposition seulement (e.g., Necrophila americana, Silphidae), alors que d’autres ont été retrouvées uniquement durant le stade de restes secs (e.g., Carnicops pumilio, Histeridae).

Keywords:

• Insect succession
• colonization
• necrophagous
• forensic entomology
• Calliphoridae
• carrion beetles

MOTS-CLÉS::

• Succession des insectes
• Colonisation
• Nécrophages
• Entomologie forensique
• Calliphoridae
• Silphidae

Acknowledgements

We would like to thank the Fonds de Recherche du Québec (AUDACE program, Frank Crispino, UQTR) and the Canada 150 Research Chair in Forensic Thanatology for funding this project, the Laboratoire d’expertise et de diagnostic en phytoprotection (MAPAQ) for identification of Diptera, Thomas Théry (Insectarium of Montreal) for identification of Coleoptera, Étienne Normandin (Ouellett-Robert Entomological collection, Université de Montréal) for help in insect identification, Sophie Morel and Anne-Marie Marchand (B. Ecological and biological sciences, UQTR) for help in field sampling and lab work, Dr. Christopher Watson for manuscript revision, and the team of the Canada 150 Research Chair in Forensic Thanatology that assisted with the project (Darshil Patel, Rushali Dargan, Emily Pecsi, Karelle Seguin and Ariane Durand-Guevin).

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).