법곤충학은 범죄현장에서 발견된 사체로부터 증거를 수집하 는 법의학의 한 분야로서 사체에 유인되는 곤충을 활용하여 법적 증거를 수집함에 목표를 두고 있다(Smith, 1986;Tilstone et al., 2006). 부패가 심하게 진행된 사체의 경우, 사체에서 발견되는 곤충을 통하여 사건현장의 환경, PMI (Post Mortem Interval, 사 후경과시간) 등을 추정할 수 있게 된다. 사망한지 오래된 사체의 PMI를 추정할 때 곤충을 통한 방법이 적합하다고 알려져 있으며 (Anderson and Vanlaerhoven, 1996), 이 중 시식성 곤충은 사체 의 분해에 관여하는 중요한 요인 중 하나로서 이들의 생물학적, 생태학적 측면이 지속적으로 연구되고 있다(Moon, 1994). 사체 는 사망 직후 부패와 분해가 일어나게 되고, 다양한 종류의 곤충 들이 사체에 유인되게 된다(Byrd and Tomberlin, 2020;Joy et al., 2006). 사체에 출현하는 곤충들은 시식성, 포식성과 우연히 출현한 종들이 있으며, 이들은 법의학적으로 매우 중요한 증거가 된다(Moon and Moon, 1997). 주로 파리목의 곤충들이 가장 먼저 사체에 접근하며 부패과정의 진행에 따라 딱정벌레목, 개미목 등의 곤충이 출현하게 된다(Smith, 1986). 사체에는 성충 외에도 알과 유충, 번데기도 많이 채집되므로, 이를 활용하여 사후경과 시간을 추정하는 등의 현장재구성이 가능하게 된다.

국외에서는 유럽, 미국의 경우 양지와 음지에 따른 파리목 군 집상(Joy et al., 2006), 남미의 경우 나출된 사체와 자연환경으로 부터 차단된 사체에서 각각 발생하는 절지동물(Centeno et al., 2002), 남아프리카공화국에서는 물리적 외상이 사체와 절지동 물 군집에 미치는 영향(Kelly et al.,2006) 등 다양한 조건을 적용 한 연구가 진행되는 것으로 알려져 있으며(Carvalho et al., 2004;Giancamillo et al., 2010;Matuszewski et al., 2010;Özdemir and Sert, 2009), 전 세계적으로 법곤충학적 정보수집을 마련하기 위 한 연구가 활발히 진행되고 있다. 국내의 경우 돼지사체를 활용 한 부패진행 과정 관찰과 유기장소와 계절별 절지동물 발생의 차 이(Jung and Yoon, 2011;Lim et al., 2011), 부패진행에 따른 파 리목 곤충의 발생차이에 관한 연구(Lim et al., 2012) 등이 진행 되고 있다. 국내 연구에 주로 사용된 돼지사체의 경우 피부, 장기 등이 사람과 유사한 점 등을 이유로 실험에 사용되고 있으나 (Hyun et al., 2011), 기타 동물의 사체를 활용한 곤충상에 대한 자 료는 부족한 실정이다(Jung and Yoon, 2008). 또한 기타 환경적 요 인이 적용된 현장과 파리목 외의 곤충을 활용한 국내 환경에 적 합한 법곤충학적 기초자료 마련이 지속적으로 이루어져야 할 필 요가 있다. 포유류의 특성상 털의 길이와 밀도, 가죽의 두께 등에 따라 부패속도가 달라질 수 있고(Amendt et al., 2010;Mariani et al., 2014) 딱정벌레목 중 송장풍뎅이과에 속하는 곤충의 경우 생 물의 신선한 조직보다 포유류의 털이나 조류의 깃털 등에 주로 유인되는 등(Spector, 1943) 사체의 종류에 따라 곤충상의 차이 가 있을 것으로 생각되나 이에 대한 연구는 미비한 실정이다.

따라서 본 연구에서는 현재까지 기존에 연구되었던 돼지에 비 해 표피의 털이 길고 밀도가 높은 동물인 고라니 사체를 활용하 여, 사체에서 나타나는 곤충상의 특이점이 있는지 확인하고, 향 후 사건 현장 재구성에 활용할 수 있는 법곤충학적 기초자료를 마련 하고자 하였다.

재료 및 방법

사체(고라니)의 설치

전남 야생동물 구조관리센터로 부터 고라니(Hydropotes inermis) 사체 1구(약 12 kg)를 분양 받아 실험을 진행하였다. 설치 장소로는 수목이 둘러싸여 인적이 드물고, 수풀이 우거져 발견이 어려운 장소를 기준으로 선정하였으며, 전라북도 장수 군 일대에 위치한 야산에 2021년 5월 19일부터 2021년 7월 2일 까지 약 6주간 고라니 사체 1구를 나출 상태로 설치하였다. 기 타 야생동물에 의한 사체 훼손을 막기 위하여 철망을 약 110 cm × 80 cm × 40 cm 크기의 Cage 형태로 조립하고 고라니를 안에 넣어 Fig. 1과 같이 설치하였다.

분해 단계 관찰

분해단계 관찰은 Centeno의 실험에 적용된 방법(Centeno et al., 2002)을 참고하여 부패단계 5단계를 적용하였고, 신선기 (Fresh stage) - 팽창기(Bloated stage) - 부패활성기(Active decay stage) - 부패진전기(Advanced decay stage) - 유지기(Remains stage)로 나누어 기록 하였다. 또한 사체가 완전히 부패한 후 출 현하는 곤충의 차이점이 나타나는지 확인하기 위하여 지속적으 로 관찰하였다. 관찰 시 CAS digital Thermo hygrometer와 기상 청 AWS system을 참고하여 온습도를 기록하였다. 사체의 설치 후 부패진전기에 들어서는 시기까지 2일 단위로 관찰 하였고, 완 전 부패 이후 단계에 접어들어서는 일주일 단위로 관찰하였다.

곤충의 채집과 분류 및 동정

시식성 곤충은 크게 다음의 4가지로 나뉜다(Baz et al., 2010). 시체를 직접 섭식하여 번식하는 시식성(Necrophagous), 시체 에 기생을 목적으로 하는 시기생성(Necrophilous), 부패된 사 체를 먹이원으로 하는 식부성(Saprophagous), 시체에 유인된 기타 생물을 포식하기 위해 접근하는 기회성(Opportunistic)으 로 나뉘며, 본 연구에서는 사체와 그 주변에서 발견되는 다양한 곤충 중 시식성 종으로 의심되는 곤충의 성충, 번데기, 유충을 채집하였다. 거미류와 기타 절지동물은 채집하지 않았다. 포충 망, 핀셋, 스푼 등을 이용하여 채집 후 95% Ethanol이 담긴 50 ml Conical tube에 넣어 보관하였다. 채집한 곤충은 각종 문헌 과 도감을 활용하여 육안, 현미경 동정하였고, 일부 동정이 어 려운 종의 경우 CO Ⅰ primer PolyLCO 5’-GAYTATWTTCA ACAAATCATAAAGATATTGG-3'와 PolyHCO 5’-TAMAC TTCWGGGTGACCAAARAATCA-3' (Carr et al., 2011)를 이용한 유전자 염기서열 분석을 통하여 동정 하였다. 또한 일부 성충 개체는 건조표본 상태로 제작하여 국립중앙과학관 곤충 표본실에 보관하였다.

결과 및 고찰

기후 관찰

2021년 5월 19일부터 2021년 7월 2일 까지 약 6주간 전라북 도 장수군의 평균 기온은 24.5°C 였으며, 최고기온 29.6°C, 최 저기온 14.5°C를 기록하였다. 평균 습도 62.5%를 기록하였다. 실험 당시의 온습도는 곤충의 활발한 번식 및 성장에 영향을 미 치는 기준으로 보고되어 있다(Ratte, 1984;Higley et al., 2001). 돼지 사체를 활용한 기존 연구(Hyun et al., 2011;Jung and Yoon, 2011;Jung, 2014)또한 비슷한 환경에서 실험이 진행 되었으므 로, 본 연구와 곤충 발생의 비교가 용이하였다. 사체 설치 후 6 월에 들어서 장마기단의 영향으로 잦은 강수를 보였다. 사체의 훼손과 곤충의 서식환경에 있어 부정적인 영향을 염려하였으 나, 신선기부터 부패진전기까지 내린 강수는 대부분 소나기였 으며, 20 mm 이상의 잦은 강수량은 유지기에 들어 실험 후반부 에 내렸고, 주변 토양의 배수 조건이 원활하여 큰 부정적인 영 향을 받지는 않았다.

사체의 부패 진행 상태 및 곤충상

사체의 부패단계의 진행 순으로 사진촬영과 채집을 수행하 였고, 각각의 단계별로 어떠한 특징이 나타나는지 관찰하였다. 파리목의 곤충이 가장 먼저 사체에 접근하는 것을 확인하였고, 부패 단계가 진행됨에 따라 딱정벌레목, 벌목 등 기타 곤충이 추가적으로 출현하는 것을 알 수 있었다. 사체 설치 후 각각의 단계를 거쳐 완전히 백골화에 이르는 과정까지 관찰한 결과, 사 체 설치 후부터 팽창기를 거쳐 부패활성기에 이르기까지 약 6 일 정도 소요되었고, 이 후 부패진전기에 이르기까지 약 7일 정 도 활발한 부패가 진행되었다. 이 후 7일 경과 후 대부분의 근육 과 내장기관들이 완전 부패하였고, 약 한달 경과 후 가죽과 털, 뼈만 남은 것을 확인할 수 있었다.

실험기간 동안 총 4목 21과 51종의 곤충을 채집하였으며, 이 중 파리목이 31종으로 약 60%를 차지하였고, 딱정벌레목이 13 종으로 약 26%, 기타곤충이 14%의 비율을 차지하였다. 부패단 계별 채집된 곤충의 목록은 Table 1, 2 와 같으며 부패단계별 진 행상태 및 출연 곤충상에 대한 결과는 다음과 같다.

신선기(Fresh stage)

사체 설치 직후 소수의 파리목 곤충이 출현하는 것을 확인하 였다. 돼지사체의 곤충상과 부패 과정의 연구(Jung and Yoon, 2011;Jung et al., 2015;Lim et al., 2012)등 에 따르면 실험에 사용된 사체에 공통적으로 검정파리과에 해당하는 곤충들이 가장 먼저 확인되었다고 보고되어 있다. 이와 비교하여 본 연구 에서도 금파리(Lucilia caesar), 연두금파리(Lucilia illustris), 큰검정뺨금파리(Chrysomya pinguis) 등 검정파리과(Calliphoridae) 에 속하는 파리가 가장 먼저 사체에 유인되는 모습을 확 인할 수 있었다.

팽창기(Bloated stage)

사체 설치 약 2일 후 사체의 털빠짐이 시작되고 복부의 팽창 을 확인할 수 있었고, 안구, 점막, 구강, 직장, 상처부위 등 비교 적 부드러운 부위에서 파리목 종들의 알과 유충을 확인할 수 있 었다(Fig. 2). 부패가 진행됨에 따라 검정파리과의 곤충과 꼬마 검정송장벌레(Ptomascopus morio)와 같은 송장벌레과(Silphidae) 에 속하는 곤충들이 확인되기 시작하였다. 기타 집파리과 (Muscidae)에 속하는 집파리(Musca domestica)도 확인되었으 나, 그 수가 매우 적었다. 기존의 연구(Jung and Yoon, 2011;Jung et al., 2015;Lim et al., 2012)에서도 돼지 사체의 부패가 시작 함에 따라 복부의 팽창, 안구 및 점막 등이 먼저 부패하는 것으 로 보고 되어 있고, 공통적으로 사체 설치 약 2~3일 후 송장벌레 과에 해당하는 곤충 등 딱정벌레목의 곤충들이 확인되기 시작 하였다고 보고 되어 있으며, 본 연구에서도 이와 유사한 양상을 확인할 수 있었다.

부패활성기(Active decay stage)

사체 설치 약 1주일 후 안구와 점막 부위가 심하게 부패되었 고, 두개골 쪽의 표피가 드러나며 복부 주변의 부패가 활발히 진행되고 있음을 확인하였다. 털이 빠진 부위의 가죽은 검게 부 패되고 있었으며, 가죽이 벗겨지는 부위에서 파리목 종들의 유 충과 성충 모두 매우 활발히 활동함을 확인할 수 있었다. 검정 파리과, 동애등에과, 집파리과 등 다수의 파리목 곤충들과 검정 송장벌레(Nicrophorus concolor), 꼬마검정송장벌레(Ptomascopus morio), 노랑털검정반날개(Agelosus weisei) 등 딱정벌 레목 곤충들이 활발히 활동함을 확인할 수 있었다. 검정파리과 의 파리가 가장 많이 확인되었고, 동애등에(Ptecticus tenebrifer) 와 집파리(Musca domestica), 큰검정파리(Calliphora lata)도 다수 확인되었다. 검정송장벌레(Nicrophorus concolor), 꼬마 검정송장벌레(Ptomascopus morio) 등이 사체의 가죽 안쪽, 복 부 부위 등에서 활동하고 있음을 확인하였고, 기타 반날개과 종 들과 벌, 개미 등의 벌목도 확인되었다(Fig. 3).

부패진전기(Advanced decay stage)

사체 설치 약 2주일 후 근육과 장기의 대부분이 부패하였고, 뼈가 드러나는 등 사체 조직의 대부분이 부패하였음을 확인하 였다. 사체의 털이 많이 빠져 있었고, 가죽의 건조가 진행되고 있었다. 사체의 장기와 근육 등이 대부분 부패한 시기였으며, 곤충의 활동이 확연히 줄어든 것을 확인하였다. 기존의 연구 (Jung and Yoon, 2011;Jung et al., 2015;Lim et al., 2012)에서 도 사체 설치 약 10일 경과 후 건조단계에 이르러서 파리목 곤 충의 경우 꾸준히 확인은 되나 번식활동이 줄어들고, 딱정벌레 목 곤충을 포함한 대부분 곤충의 활동 빈도가 줄어들었음이 보 고되어 있다. 본 연구 또한 부패활성기에 비하여 파리목을 비롯 한 대부분 곤충의 활동 빈도는 줄어든 것을 확인하였고, 검정수 시렁이(Dermestes (Dermestinus) tessellatocollis), 털수시렁이 (Attagenus (Attagenus) pellio)등 수시렁이과와 거저리과 곤충 이 털과 가죽의 표면에서 지속적으로 활동하고 있음을 확인할 수 있었다(Fig 4).

유지기(Remains stage)

사체 설치 약 3주일 후 사체의 대부분이 부패하여 뼈와 가죽 만이 남아있었고, 대부분 곤충의 산란과 번식활동은 거의 확인 되지 않았다. 기존의 연구에서는 사체 설치 후 건조단계에 들어 서기 까지 평균 15일정도 소요된 것으로 보고되어 있으며(Hyun et al., 2011;Jung and Yoon, 2011;Jung et al., 2015), 고라니 사 체의 부패경과 시간도 이와 유사하게 확인되었다. 일부 파리목 의 성충이 소수 확인되었으며, 검정수시렁이(Dermestes (Dermestinus) tessellatocollis)등 수시렁이과와 일부 거저리과 곤충 들이 털과 가죽표면 에서 소수 확인되었고, 개미와 같은 벌목 등도 소수 확인되었다. 또한 사체의 부패가 완전히 진행되는 이 시기부터 대부분의 곤충이 확인되지 않았으나, 사체 표면의 털 과 가죽에서 수시렁이과 곤충이 지속적으로 확인되는 점이 기 존 연구와 차이점으로 확인되기 시작하였다(Fig. 5).

후 기

사체 설치 약 5주 후에는 사체가 완전히 부패하여 백골화가 진행 중 이었으며, 곤충의 활동은 거의 관찰되지 않았다. 기존 의 돼지 사체를 활용한 연구(Jung et al., 2015;Hyun et al., 2011) 에서는 사체 설치 약 4주 뒤 백골화 단계에 접어들었으며, 이에 대한 곤충상에 대해서는 일부 파리목 곤충이 소수 확인된 점 외에 따로 보고되어 있지 않았으나, 본 연구에서는 수시렁이과의 곤충이 사체의 털과 가죽 사이에서 일부 확인되는 차이점을 보 였다(Fig 6).

채집과 관찰과정에서 파리목 유충들은 주로 가죽과 살 사이 를 파고드는 모습을 확인하였으며, 송장벌레과와 수시렁이과 등 딱정벌레목 성충의 경우도 채집과 사진촬영을 위해 접근하 자 흙 속과 가죽 안쪽으로 파고 들어가는 것을 확인할 수 있었 다. 대부분 곤충의 유충들은 성장에 있어 적정량의 습도와 수분 유지 및 외부 위협요소로부터 보호 등이 필요하므로(Lopresti and Toll, 2017;Shukla and Plata, 2018), 표면이 노출된 부위보 다 가죽 밑, 내장 안쪽 등에서 활동함을 확인할 수 있었다. 기타 집게벌레목, 꽃파리과, 기생파리과, 파리매과 등의 곤충들도 확 인되었으나, 파리목의 유충을 포식하거나, 주변 수풀, 철망 등 에서 일부 발견된 점으로 미루어 사체에 직접 번식을 하는 시식 성 종으로 생각하기에는 어려웠다. 기존의 돼지 사체를 활용한 연구(Jung et al., 2015;Hyun et al., 2011)와 비교하여 전체적인 부패단계 및 과정은 본 연구와 크게 차이점을 확인할 수 없었다. 사체 설치 후 약 3주 후 유지기에 접어든 것을 확인할 수 있었으 며, 실험 시작 약 한달 후 뼈와 가죽만 남게 되는 과정을 확인할 수 있었다. 부패가 끝나가는 유지기에 들어서는 대부분 곤충의 활동이 현저하게 줄어든 것을 확인할 수 있었으나, 수시렁이와 거저리과의 곤충들은 뼈와 가죽 표면에서 지속적으로 활동하 고 있음을 확인 할 수 있었다(Fig. 7).

실험 과정에서 확인된 곤충으로 금파리, 연두금파리, 큰검정 뺨금파리, 큰검정파리, 검정송장벌레, 꼬마검정송장벌레등이 가장 많이 채집되어, 시식성 지표종으로 활용할 수 있음을 확인 할 수 있었다. 사체 부패 초기 단계에는 검정파리과의 곤충 중 특히 검정파리과의 파리목이 가장 먼저, 가장 많이 확인 되었 고, 대부분의 부패가 진행된 유지기에 들어서는 기존 연구(Hyun et al., 2011;Jung and Yoon, 2011;Jung et al., 2015;Lim et al., 2012)와 비교하여 수시렁이과에 속하는 곤충이 주로 털과 가죽 에서 가장 마지막까지 활동하는 특이점을 확인하였다. 기존 연 구에서 사체설치 후 사체의 대부분이 부패한 약 20~25일 이후 에는 대부분의 곤충의 활동이 확인되지 않다고 보고되어 있으 나, 본 연구에서 수시렁이과와 거저리과가 주로 털과 가죽에 마 지막까지 확인된 점은 사체의 털의 밀도와 길이 등이 곤충의 활 동에 영향을 미칠 수 있는 것으로 생각할 수 있다. 또한 수시렁 이과와 거저리과 곤충이 사체의 건조된 털과 가죽에서 섭식 및 번식활동을 선호하는지에 대하여 추가적으로 연구가 필요할 것으로 생각하였다. 또한 털과 가죽에서 활동하는 딱정벌레를 실제 범죄현장에서 법곤충학적 활용을 하는 경우, 사체가 완전 히 부패하여 백골화 되었을 때, 파리등 대부분 곤충의 번식활동 이 확인되지 않을 것이고, 이 때, 변사자가 동물성 소재 의복(캐 시미어, 울 등)을 착용하고 있다면, 현장에서 채집되는 수시렁 이과와 거저리과에 속하는 종 등을 활용한 현장재구성의 가능 성을 열어둘 수 있다. 동물성 의복을 활용한 곤충상 연구와 수 시렁이 등의 생태와 성장조건 또한 추가적으로 연구되어야 할 것이며, 추후 파리목 외에 곤충 또한 법곤충학적 유효 활용성이 있을 것으로 생각하였다.