■ 교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	CSI과학수사대 사후경과시간-곤충분석반			실험 원리	과학수사, 사후경과시간, 곤충의 한살이
실험 시간	30분	실험 분야	생물	실험 방법	4인 1조 , 조별실험
실험키트 구성	CSI과학수사대 도안, 현장감식 자료, 파리의 발생단계별 분류스티커
교사준비물				학생준비물	필기도구, 가위
실험 결과	학생 1인당 각자 CSI 과학수사대카드와 현장감식 자료를 가지고 갑니다.
실험팁	TIP 1. 번데기 수를 카운트 할 때! (번데기의 빈 껍질 말고) 번데기의 수만 셉니다. 성충의 수를 카운트 할 때! (파리 말고) 번데기의 빈 껍질 수를 셉니다. 현장 감식자료에는 ‘파리의 수’와 ‘번데기의 빈 껍질 수’가 같습니다. TIP 2. 네 가지의 현장 감식 자료의 결과가 나오면, 같은 유력한 용의자를 서로 발표하며, 용의자로 지목한 이유를 포함하여 스토리를 창작하여 발표하는 시간을 가져도 좋습니다.

[각 현장감식자료의 풀이내용]

법곤충학[法昆蟲學, Forensic Entomology]

곤충에 대해 주로 분류학과 생태학 그리고 발달생리학적인 지식을 종합하여 법적 판단이 필요한 사회적 문제를 해결하는 데 기여하는 응용곤충학의 한 분야로서 근본적으로 현실참여를 전제로 하는 실용적인 학제간 과학이다. 법곤충학의 종류는 다음과 같이 세 종류가 있다. ① 도시곤충학(都市昆蟲學·Urban Entomology): 환경의 인위적인 구조와 기능에 대한 곤충의 역할을 연구, ② 창고곤충학(倉庫昆蟲學·Stored Product Entomology): 곡물, 의약품, 의류 외에 여러 저장품에 대해 가해곤충과 저장상태의 관계를 연구, ③ 법의곤충학(法醫昆蟲學): 수사나 법의학적 사실 규명에 관련된 곤충을 이용하여 조언하는 것 등이다.

[네이버 지식백과] 법곤충학 [法昆蟲學, Forensic Entomology] (경찰학사전, 2012. 11. 20., 법문사)

고려대학교 법의학교실 박성환 교수님의 특별기고 내용입니다.

더욱 자세한 사진과 내용은 www.ksmcb.or.kr/board/download.php?code=bbs12&comm=&num=1629 를 참조

[벌레와 함께 하는 과학수사]

미국의 방송사인 CNBC는 2011년 가장 으스스한 직업 10개를 선정하였는데 법곤충학자(forensic entomologist)가

4위의 범죄현장 청소부, 7위의 도축업자, 9위의 시신방부처리사를 모두 제치고 당당히 1위를 차지하였다. 일본의 법곤

충학자인 사이구사 키요시(三枝聖) 박사는 자신의 법곤충학 홈페이지의 자주 묻는 질문(FAQ) 코너에서 “법곤충학자가

되려면 어떻게 해야 합니까”라는 질문에 “나는 법곤충학자다라고 자기 고백을 하면 그 순간부터 법곤충학자가 될 수

있습니다.”라고 답해서 일본도 법곤충학이라는 분야가 매우 척박한 상황임을 익살스럽게 드러냈다. 한국의 경우 공식적으로 법곤충학자라는 직업은 존재하지도 않는다. 단지 법곤충학을 공부하고 연구하는 법의학자, 곤충학자, 과학수사인력들과 법곤충학적으로 중요한 곤충을 분류할 수 있는 곤충분류학자가 극소수 존재할 뿐이다. 그렇다면 법곤충학이 도대체 얼마나 험악한(?) 세계이기에 이토록 전세계적으로도 소수의 전문가만이 존재하며 한국에서는 아예 학문 분야조차 성립되지 못하고 있는지 궁금해지지 않을 수 없다. 실은 이 분야가 매우 흥미로우며 제대로 적용만 된다면 과학수사에 많은 도움을 줄 수 있기 때문에 이러한 세태는 더욱 안타깝다. 험난하지만 흥미로운 모험을 원하는 독자들이라면 이글을 계기로 삼아 법곤충학의 세계에 입문해보는 것은 어떨까?

[법곤충학의 정의]법곤충학의 정의

법과학처럼 자연과학을 의미하는 단어에 ‘법(法)’이라는 접두어가 붙는 경우 이를 법학과 그 과학의 융합학문으로 오

해하는 경향이 있다. 하지만 실제로 법과학은 과학적인 방법을 이용하여 법적인 문제의 해결에 도움을 주는 학문으

로서 법학의 관련 분야일 뿐 법학의 한 분야는 아니다. 이는 법의학, 법치의학, 법화학, 법물리학, 법정신의학 등도

마찬가지라고 할 수 있다. 법곤충학(forensic entomology)역시 곤충학적 증거를 활용하여 법적인 문제의 해결을 돕

는 학문이라고 정의할 수 있다. 법곤충학은 크게 도시곤충학(urban entomology), 저장식품 곤충학(stored product

entomology), 법의곤충학(medicolegal entomology)의 3개 분야로 나뉘는데, 앞의 두 가지가 건물이나 식품에 침입

하는 곤충으로 인한 법적 문제의 해결에 도움을 주는 반면,마지막의 법의곤충학은 범죄의 해결에 도움을 주는 학문이

다(그림 2). 따라서 일반적으로 법곤충학이라고 하면 법의곤충학을 의미하는 경우가 많다. 범죄수사에 있어서 곤충학적

증거가 활용되는 경우로는 다양한 상황들이 존재할 수 있겠지만 압도적으로 많은 비중을 차지하는 것은 사후경과시간

(postmortem interval; PMI)의 추정이라고 할 수 있다.

[사후경과시간 추정의 여러 방법들]사후경과시간 추정의 여러 방법들

죽은 뒤의 우리 몸은 살아있을 때와는 달라진다. 개체의 죽음과 동시에 모든 조직과 세포가 죽는 것은 아니지만 우

선 숨을 쉬지 않고 심장이 뛰지 않으므로 전신의 모든 조직에는 산소와 수분과 영양분이 전달될 수 없고 노폐물의 수

거도 이루어질 수 없다. 조직의 종류에 따라 시간 차이는 있겠지만 궁극적으로 우리 몸을 구성하는 모든 조직이 사멸

하게 된다. 죽음 이후에 우리 몸은 단계별로 일련의 변화들을 거치게 되는데 이러한 변화들로 인한 현상들을 시체현상

(postmortem phenomenon)이라고 부른다. 시체현상은 비교적 일찍 나타나는 것들과 뒤늦게 나타나는 것들로 크게

구분하여 전자를 조기시체현상, 후자를 만기시체현상이라고부른다. 조기시체현상에는 사후체온하강, 수분 증발로 인한

건조, 시체의 경직, 시반 등의 현상이 있고, 만기시체현상으로는 우리 몸이 붕괴되어 가는 과정인 부패와 자가융해가

포함된다. 시체현상의 자세한 원리와 소견들은 매우 흥미로운 주제지만 본 기고의 주제와는 거리가 있고 지면의 제약

이 있어서 생략한다. 사후경과시간은 주로 이러한 시체현상들 및 현장/정황 증거들을 분석하여 추정되며, 특히 사후체

온하강은 시체현상들 중 가장 중요하다(그림 3). 그 외에 체액의 분석, 위 내용물 조사, 근육의 전기자극법 등이 활용되

기도 한다. 문제는 전술한 현상이나 방법들은 만기시체현상이 도래하기 전에 이미 소실되거나 법의학적 의미가 상실된

다는 점이다. 또한 만기시체현상인 부패나 자가융해의 정도를 보고 사후경과시간을 추정하는 것도 매우 부정확하기 때

문에 부패가 진행된 시체의 사후경과시간 추정은 늘 어려운 숙제로 남아있었다

[시체의 부패단계 및 곤충의 천이현상]

시체의 부패단계에 대한 이해는 법곤충학자에겐 매우 중요하다. 그 이유는 부패의 단계별로 시체를 찾아오는 곤충

상이 달라지기 때문이다. 시체의 부패단계를 구분하는 기준은 학자에 따라 약간씩 달라지지만 법곤충학자들은 신선기,

팽창기, 부패활성기, 부패후기, 백골화기의 5단계로 나누는경우가 많다(그림 4). 신선기는 사망 이후 가장 앞 단계로서

부패 가스에 의해 시체가 부풀어오르기 이전까지의 단계다.

팽창기는 부패가스로 인해 시체가 부풀어오르는 시기이고, 부패활성기는 흉복벽이 갈라져 흉복강이 외부로 노출되고

부패가스가 유출되며 시체가 활발하게 붕괴되는 시기다. 부패후기는 주로 단단하거나 말라붙은 조직이 남고 대부분의

연한 조직은 이미 소실된 상태이고, 백골화기는 골격 이외에는 다른 조직은 거의 남아있지 않은 상태이다. 부패의 시

기별로 시체에서 관찰되는 곤충상이 달라지는 현상을 천이(succession)라고 한다.

[파리?]파리? Paris? Fly!

인간이나 동물의 시체가 방치되면 그 자체가 하나의 작은 생태계가 된다. 이 때 가장 먼저 찾아오는 생물은 파리

인 경우가 많다. 일반적으로 우리가 파리(fly)라고 인식하는 곤충들은 파리목(Order Diptera)의 곤충 중 주로 짧은뿔

아목(Brachycera)에 속하는 것들인데 다른 아목인 긴뿔아목(Nematocera)에는 모기(mosquito)들이 포함된다. 따라

서 넓은 의미로 볼 때는 모기도 파리에 속한다! 사실 파리목은 매우 방대한 분류군으로서 두 쌍(네 개)의 날개를 가지는 다른 곤충과 달리 뒷날개 한 쌍이 퇴화되어 평균곤(haltere)이라는 균형을 잡아주는 기관으로 변화된 것이 특징이다(그림 5). 파리목의 학명인 Diptera 자체가 Di(two) +ptera(wing)의 합성어이므로 날개가 두 개라는 뜻이다. 파리목에 속하는 종 모두가 법의학적인 중요성을 가지는 것은 아니다. 압도적으로 높은 중요도를 가지는 분류군은 바로

검정파리과(Calliphoridiae; blowflies)의 파리들이다. 검정파리과의 파리들은 시체가 아직 신선하거나 물기가 꽤 많이

남아있는 상태를 선호하며 시체가 방치된 후 수시간 이내에 시체를 찾아와서 산란을 한다. 부화한 구더기들이 시체

에 침입하기 쉽도록 입술, 콧구멍, 눈, 항문, 상처부위처럼얇은 피부나 점막이 노출된 곳을 산란장소로 선호한다(그림

6). 파리는 완전변태를 하는 곤충이므로 알이 부화되면 유충인 구더기가 되고, 3개의 영기(insta)를 거쳐 번데기가 되

었다가 성충으로 우화되는 생활사를 가진다. 알에서 갓 나온 1령 구더기는 알과 거의 같은 크기인데 시체를 먹이로 하

여 자라면서 탈피를 할 때마다 영기가 바뀌고 두 번의 탈피를 거쳐 3령 구더기가 된다. 3령 구더기가 성장의 정점을 지나면 먹는 것을 중단하고 섭식후구더기(postfeeding larva)가 되어 번데기가 되기에 적합한 환경을 찾는다. 섭식후구더기는 모이주머니(crop)가 비어있다는 점 이외에는 3령 구더기와 모습이 같은데 이 시기에 3령 구더기의 성장의 정점보다 오히려 크기가 점점 줄어든다. 번데기가 되기에 적당한곳에서 섭식후구더기는 번데기껍질(puparium)을 만들기 시작하는데 이를 pupariation(formation of puparium)이라고 하고 이 시기를 전용(prepupa; 前蛹)이라고 한다. 이윽고 완전히 번데기(pupa)가 되면 용화(pupation;formationof pupa)되었다고 한다. 섭식후구더기와 전용을 혼동하거나pupariation과 용화(pupation)를 혼동하는 경우가 많으므로 용어 사용에 주의를 요한다. 번데기의 안에서 성충이 완성되면 그 안에서 성충이 우화되어 나온다. 파리의 기본적인 생활사는 대부분 동일하지만 알에서 성충이 나오는 데까지 걸리는 시간은 파리의 종에 따라 다르며, 같은 종이라도 지리적 분포에 따라 약간씩 달라지기도 하고, 파리가 변온동물이므로 날씨가 따뜻하면 성장이 빨라지고 서늘하면 느려진다.

[파리 다음에는]

파리가 아직 존재하고 있을 때 파리 이외의 곤충들도 다양한 목적을 가지고 시체를 찾아온다. 파리처럼 시체를 먹

이로 하거나 알을 낳기 위해 찾아오는 곤충, 파리의 알이나 구더기를 먹기 위해 오는 곤충, 우연히 지나가다 들른 곤충,

시체라는 공간을 점유하는 목적을 가진 곤충 등 다양하다.

파리 다음으로 중요하면서 시간적으로도 파리보다 뒤늦게 시체를 찾아오는 곤충군이 딱정벌레들이다. 딱정벌레는 딱

정벌레목(Order Coleptera)에 속하는 곤충의 총칭인데 법의학적으로는 반날개과, 송장벌레과, 수시렁이과 등이 특히

중요한 의미를 가지며, 풍뎅이나 무당벌레도 모두 딱정벌레목에 속한다. 딱정벌레는 신선기부터 백골화기까지 다양한

종류가 시체에 찾아오므로 곤충의 천이현상을 이용하여 사후경과시간을 추정할 때 매우 중요한 지표가 된다.