법곤충학

法昆蟲學과 法醫昆蟲學



法昆蟲學(Forensic Entomology) 은 곤충에 대해 주로 분류학과 생태학 그리고 발달생리학적인 지식을 종합하여 법적 판단이 필요한 사회적 문제를 해결하는데 기여하는 응용곤충학의 한분야로서 근본적으로 현실참여를 전제로 하는 실용적인 학제간과학(interdisciplinary science) 이다.

법곤충학은 그동안 법의학과 연계되어 학문적인 기여와 성공적인 연구사례가 많이 축적된 탓에 법의곤충학(Medicolegal Entomology)라는 명칭으로 국내외에 소개 되었다.
그러나 현대사회에서 법정에서 다루어지는 민사나 형사상의 소송 또는 사회적으로 시비나 可否를 판단해야 하는 문제는 매우 광범위한 것이어서, 단지 법의학적인 면을 보완하는데 국한되기 보다는 보험이나 배상등 많은 사회문제를 야기하는 직접적인 또는 근본적인 원인으로 또는 문제를 해결할수 있는 단서로 곤충이 관련되는 경우도 많다.
그러므로 이런 문제들을 다룬 사례를 곤충학적 관점에서 체계화시킨 학문이라는 의미에서 '법곤충학'이라 하는 것이 타당할 것이다. 영어의 'forensic'이라는 단어는 협의로서는 司法的 이라는 뜻으로 搜査나 법정의 일에 관련된 것이라는 의미이다. 이것은 '법의학'이 oxford, webster, Random House 사전 등에서 '법적인 문제에 의학지식을 적용하거나 관련시켜서 다루는 과학'이라고 일반적 정의를 하는 것과 마찬가지로 '법적인 문제에 곤충학적 지식을 활용하는 과학'이란 의미에서 '법곤충학'이라 하는 것이 더 타당하다고 본다.

이런 개념에서 보면 창고보관물이나 저장곡물 등을 가해한 곤충의 기원이나 피해상태 발견후의 조처 등과 관련되어 그 책임의 정도를 판단하거나 보험과 배상에 연계된 논쟁에 과학적인 판단을 하는 주요한 세부분야는 환경의 인위적인 구조와 기능에 대한 곤충의 역할을 연구하는 도시곤충학(都市昆蟲學, Urban Entomology). 곡물, 의약품, 의류 외에 여러 저장품에 대해 가해곤충과 저장상태의 관계를 연구하는 창고곤충학(倉庫昆蟲學, Stored Product Entomology), 그리고 수사나 법의학적 사실 규명에 관련된 곤충을 이용하여 조언하는 법의곤충학이라고 할 수 있다.
법곤충학은 , 일견하면 질병을 예방하고자 노력하는 위생곤충학 (Medical Entomology), 또는 농작물이나 임산물의 해충발생을 구제하는데 관심이 주로 집중되는 해충관리학(Pest Entomology) 과 유사한 듯하지만, 원인이 분명하지 않은 피해자 질병 또는 사망사건이 발생한 후에 일어난 사회적인 논쟁 또는 법적인 분쟁을 해결하는데 직간접적으로 관련된 곤충의 존재나 특성을 이용하여 문제를 평가하고 해결하는데 관심을 기울이는 것, 즉, 예방이나 관리보다는 발생한 문제의 평가와 처리한다는 목적에 근본적인 차이가 있다.

그러나 현재까지 법곤충학은 주로 법의곤충학적인 면에 학술적 연구와 사회적 활용이 집중되어 있어, 1992년 중국의 북경과 1996년 이탈리아의 피렌체, 그리고 2000년 브라질 리오에서 열렸던 국제곤충학회(Internation congress of Entomology)의 "Forensic Entomology"분과에서 발표된 대부분의 논문도 법의곤충학적 과제였다. 우리나라에서는 다른 분야는 전혀 연구가 이루어진 바가 없고 단지 극소수의 법의학자와 곤충학자들이 주로 법의곤충학 분야에서 법곤충학에 관심을 갖기 시작하고 있는 실정이다. 그러므로 여기서는 법곤충학 중에서 비교적 학문적 경향을 검토할 수 있을 만큼 사례가 충분히 축적된 법의곤충학을 중심으로 법곤충학의 현황과 전망을 정리한다.
 

※ 이후에 사용되는 용어의 정리

사람의 주검은 시체(屍體), 동물의 주검은 사체(死體).
파리의 유충은 편의상 구더기(maggots), 다른 곤충의 유충은 그대로 유충으로 표현.
시체와 관련이 있는 곤충들은 소위 시체곤충(cadaver insects)으로, 그 군집은 통칭하여
屍體昆蟲相(cadaver entomofauna)이라 한다.

※ 이하 사용되는 영어의 단어 정리
1. body 시신 2. corpse 송장 3. cadaver (의학용으로 사용되는 사람의 시체)
4. carcass, carcase (동물의)사체 5. carrion 腐肉
6. remains 유해 또는 부패한 송장 또는 사람이나 동물의 뼈 



法醫昆蟲學의 발달사


법의곤충학의 결정적인 관심사이며, 또 법의곤충학이 독립된 분과학으로 발전하는데 기여한 것은 사람의 시체에 모여드는 곤충들을 증거로 죽음이 발생한 때부터 시체를 발견한 때 까지의 시간 즉, 사후경과시간(postmortem interval)을 알아내는 것이다. 여기서 시체에 모여드는 곤충이란 결국 시체를 어떤 방법으로든 이용하려는 목적을 가진 것들로 주로 시체를 먹이로 사용하는 종류들이 많다. 그 대표적인 것은 파리들인데, 시체에 관계된 곤충들이 과학적으로 연구되기 오래 전부터 이미 사람과 다른 동물들의 주검에 구더기가 생기는 것을 사람들은 알고 있었다.

그러나 주검과 곤충의 관계는 깊이 있게 다루어질 만한 인기있는 과학적 주제이거나 사유의 대상이 아니었다. 따라서 오랜 기간동안 단순히 가까이 하거나 흥미를 가지기에는 불쾌한 현상으로만 다루어져 왔다. 그러다가 1688년에 이르러 프랑스의 파리에서 Francesco Redi가 썩은 고기에서 구더기와 파리는 저절로 생겨난다는 자연발생설에 반박하여, 대기에 노출된 고기에서만 구더기가 발생한다는 사실을 실험적으로 증명한 것은 인류의 지적인 思考의 영역을 넓힌 일대 전환점이었다.
동시에 부패의 원인에 대한 인식은 서구철학에서 중요시하는 논리적인 인과를 통해 소위 과학적으로 시체와 관련된 곤충의 존재에 대해 파악한 것이기도 하다.
역시 마찬가지로 死體昆蟲 또는 死體昆蟲相은 동물의 사체와 관계 있는 것이다. 따라서 시체와 사체에 발생하는 昆蟲群들을 종다양성 측면에서 고려하면, 사체곤충상은 시체 곤충상보다 더 다양한 곤충들을 포함할수 있다.

그러나 단지 시체 곤충상의 인식 정도가 아니라 실제로 법의곤충학적 搜査가 이루어진 일이 1235년에 중국의 한 작은 마을에서 일어난 살인사건에서 찾아진다. 한 농부가 낫으로 난자되어 살해되었는데 여러 정황으로 보아 분명히 같은 마을 사람의 소행으로 짐작되었지만, 주민 대부분이 농부이므로 낫은 누구나 갖고 있어서 범인을 찾지 못하고 있었다.
이에 검시관이 고을의 농부들을 모두 한 장소로 불러 모으고 각자의 낫을 앞에 놓게 한 뒤 아무 말도 없이 시간을 보내고 있었다. 그러자 한 농부의 낫에 특히 파리들이 많이 몰려들자 곧 수사관은 이 농부를 살인자로 지목하고 자백을 받았다. 눈에 보이지는 않지만 낫 표면의 미세한 요철에 남아있는 미량의 혈흔에도 민감하게 몰려드는 파리의 습성을 지혜롭게 이해한 것이다.

또한 서구에서 법의곤충학적 지식이 처음 활용된 것은 1850년에 프랑스의 파리에서 소년의 살인사건을 해결한 사례로 기록된다. 새로 구입한 집을 수리하는 중에 석고 벽에 매장된 소년의 시체가 발견되어 집주인은 살인 혐의로 기소되었으나, 당시의 수사지식으로는 무죄를 증명하고 혐의를 벗을 증거가 없었다. 그런데 한 법의학자가 부검하면서 소년의 시체에서 나타나는 곤충들로 미루어 보아 사망은 이미 7-8년 전에 일어난 것임을 주목하고, 집을 인수한지 얼마 되지 않는 현주인이 아니라 전 소유자가 범인일 가능성을 제시하고 그를 추적하여 사건을 해결한 바 있다.

그러나 이후 여러나라에서 보고되는 초기의 연구는 대체로 우발적인 동기에서 이루어져 사건의 해결에 기여하는 정도에 머물며, 屍體昆蟲相의 특성을 학문적으로 추구되는 연구는 없었다. 본격적으로 법의곤충학의 기초가 되거나 사건해결을 위한 관점에서 진행된 연구는 1960년대에 등장한다. 우선 미국의 Pane교수와 제자들은 계획된 실험으로 여러 동물의 사체에서 얻은 곤충상에 대한 자료를 축적시켰는데, 이는 곧 이어지는 Nuorteva(1974)등에게서 선구적인 연구가 되었다. 그러나 그나마 얼마 안되는 연구자에 의해 핀란드, 영국, 미국 등 여러나라에서 각각 연구하고 서로 활발한 교류가 없이 독립적으로 또 주전공이 아니라 부전공으로 연구하는 정도였다.

비교적 최근인 1990년대에 영국의 런던 자연사박물관의 Smith(1986)의 입문서와 미국 Washington 주립대 Catts와 Purdue대학의 Haskel의 지침서가 출판되면서 법의곤충학은 비로소 방법론과 학문적인 체제를 정립하고 빠른 속도로 보급되었다. 미국에서는 FBI에 법의곤충 전문가가 고용되고, 1992년 중국의 북경과 1996년 이탈리아의 피렌체에서 개최된 국제곤충학회에서 법의곤충분과 회의가 공식적으로 진행될 정도로 인정을 받게 되었다.
또한 이어지는 각 국제학회에서 발표된 논문과 참석학자의 수와 질에서도 법의곤충학은 독립적인 분과학으로 인정될 만큼 성공적인 발전을 거두었다.

우리나라에서는 세종 20년(1438년)에 신주무원록(新註無寃錄), 영조 24년(1792년)에 증수무원 (增修無寃錄), 그리고 1791년 증수무원록대전(新註無寃錄大全)과 무원언해(無寃諺解)등에서 비록 간단 하나마 괴란시(壞爛屍)라 하여 부패되어 파괴된 사체를 검시할 때 곤충이 발견될 수 있고, 중충독사(中蟲毒死)라 하여 곤충의 독으로 사람이 죽을 수 있음을 기술한 것이 있다.
그 이외에는 극히 소수의 법의학자와 곤충학자들만이 관심을 보이고 있으나, 최근에는 기업이나 보험회사 그리고 국과수에서 감정이 의뢰되고, 여러 의과대학의 법의학 교실과 대한 법의학회에서 심포지움에 법의곤충학을 특별강연으로 소개하며, 언론매체에 그 내용이 보도되는 등 사회적 관심이 생기고 있다.
또 고신대학교 생명과학과에서 법의곤충학 강의를 1996년부터 개설하였고, 그리고 강원대학교 농생물학과에서 유용곤충학 강의의 일부로 법의곤충학을 1997년부터 소개하고 있어 추후 법의곤충학의 보급은 가속될 것이다.



법의곤충학의 槪要


사람의 시체에 관한 법의학적 소견을 산출할 수 있는 방법은 조직학, 화학, 미생물학, 동물학 등 여러 가지가 있다. 이 가운데 동물학적인 방법의 하나는 시체에 모이는 동물상(fauna)을 연구하는 것인데 우선 각 動物種에 대해 수집된 정보가 정확하다면 다른 방법에 못지 않은 확실한 결과를 얻을 수 있다. 여러 종류의 동물중 법의학적 활용이 비교적 유용한 것은 무척추동물들인데, 그 중에서도 시체에 출현하는 種群의 연속성(succession)과 사후경과시간에 따라 그 종류와 행동 및 증식 양상에 분명한 차이를 보이는 종류들은 腐食性 및 捕食性 곤충들이다. 바로 이 시체 곤충의 인식과 그 특성의 연구에서 법의곤충학은 비롯된다.

그러므로 법의곤충학은 대체로 법죄수사와 관련되어 특히 큰 역할을 하는데, 사건해결의 단서는 시체와 그 주변에서 발견되는 곤충들이 된다. 시체에서 발견되는 곤충들은 성충은 물론 알과 각 발생 단계에 있는 유충들에 이르기까지 그 상태가 매우 다양하다. 또 각 나라와 지역에 따라 지역곤충상이 다르고 또 한 국가내에서도 각 지방 또는 지역별로 다양한 서식 환경에 따라 성장 속도가 다르므로, 시체에서 나타나는 곤충상의 종목록(種目錄)이나 성장 속도를 어느 지역에서나 통용될수 있는 일반적인 模型(model)으로 만들거나 단정적으로 설명할 수는 없다.

그러나 지역곤충상에 대한 생물학적 지식과 주변환경의 생태학적 조건에 대한 지식이 있는 곤충전문가가 관여하면 시체가 발견된 지점의 성격은 물론 사망시간까지도 정확하게 추정해낼 수 있다. 극내에서는 실제 사례연구는 거의 드물고 단지 이에 대한 소개와 실험적인 연구가 단편적으로 이루어지고 있을 뿐이다. 특히 사체곤충을 유인하기 위한 재료로 사람의 시체를 이용하여 실험하는 것은 사회도의상 그리고 법적인 문제로 인해 사실상 불가능하므로, 우연한 경우에 시체에서 직접 얻은 미미한 양의 정보를 참고로 하여 주로 동물의 사체를 이용한 실험에서 중요한 정보를 얻고 있는 실정이다. 따라서 전술한 바와 같이, 이런 점을 고려하여 이후 사람의 주검은 시체 그리고 동물의 주검은 사체라고 구분하기를 강조한다.



材料의 採集 및 保存


법곤충학에서 창고곤충이나 도시곤충을 다루는 경우는 문제 또는 목표가 되는 곤충들과 발생장소 또 상황이 이미 분명하므로 현장조사를 위한 준비는 비교적 간단하게 이루어질 수 있다. 그러나 법의곤충학적인 문제로 사건현장에서 검시에 참여할 경우, 현장에 있는 수사관계자들도 곤충학이나 생태학을 전공하지 않은 경찰들이므로 전체적인 환경조건을 급히 전화를 통해 개략적으로 설명해 주는 정도이고, 고위 경찰이나 검찰관계자들이 연락할 경우 현장조사에 참여하지 않은 경우가 많아 사건현장의 환경, 특히 시체가 놓여있는 수 미터 반경의 조건을 정확히 생태학적으로 이해하기는 어렵다. 따라서 막상 현장에 도착하면 전혀 예상치 않은 환경으로 효과적인 채집이 어려울 때가 있다. 그러므로 법의곤충학적 조사에는 다양한 채집 장비는 물론 예상치 않은 조건에 대비하여 준비를 갖추어야 한다.
예를 들어 시체가 머리와 가슴 부분은 사초가 우거진 건조한 모래에 놓여있고, 배 부분은 축축한 연못가장자리에, 그리고 다리 부분은 연못속에 있다면 세가지 생물소 서식공간(biotope)이 겹쳐지게 된다. 따라서 세 종류의 채집을 원활히 하기 위해서 기본적인 채집장비에 더하여 모래를 쳐낼 채(sieve)와 연못속의 깔따구(chironomidae)등을 채집할 수서곤충 채집장비도 있어야 한다
그러므로 법의곤충학적 조사를 위해 야외에서 사체를 조사할 때에는 다양한 장비들을 체계 적으로 정리하여 가지고 가야 한다.

장비들을 사용하여 야외에서 채집된 표본은 산채로 유리병이나 프라스틱병에 넣는데, 가능하면 코르크나 스크류마개가 있는 것이 좋다. 이는 다른 한 손으로는 포충망이나 핀셋등을 들고 있을 때가 많기 때문이다.
단단한 마개가 있는 중간 크기의 유리병은 곤충을 채집하여 죽일 때 쓸 독병으로 사용하기에 편하다. 병안에 솜을 넣고 그 사이에 사용자가 원하는 독극물, 예를 들면 carbon tetrachloride 나 0.880 ammonia, ethyl acetate 등을 넣으면 좋은 독병이 된다. 이런 화학 약품들은 인화성 물질이면서 매우 위험한 극독이므로 흡입하지 않도록 조심해야 한다.

많은 개체의 파리 성충들을 전문가에게 보내 동정을 의뢰할 때는 종이나 솜 등을 적절한 크기와 두께로 잘라서 표본 사이에 겹으로 넣고 층을 만들고 이들이 움직이거나 한쪽으로 쏠리지 않게 하고 표본상자와 포장상자 사이에 완충효과가 좋은 스티로폴 알갱이 같은 것을 넣어 단단히 이중으로 포장하여 우송하는 것이 바람직하다. 이때 가능하면 택배처럼 신속한 방법을 이용하여 가능한 가까운 거리에 있는 곤충전문가에게 보내는 것이 표본들이 변질되기 전에 전문가들이 동정을 할수 있도록 도와주는 길이다. 제대로 보존처리가 안되거나 부주의한 방법으로 우송중에 파괴된 표본으로는 법의곤충학적 감정은 차지하고 동정도 불가능하게 되는 경우가 있다.



사체곤충의 다양성과 생태적 종류

사체에 모여드는 많은 곤충들은 사체를 영양원으로 활용하는 하위 소비자인 腐食者 組合 (saprophaga guilds)을 중심으로 이에 먹이사슬로 연결된 상위 소비자인 포식자와 기생자들이 유인 되면서 제한된 시공간에서 나름대로의 種 간의 相互作用과 영양단계(tropic level)를 이루고 있다. 그러나 일부 초식자나 포식자 곤충들은 사체가 부패하는 순간부터 그 주변을 떠나 사체가 제거되거나 완전히 부패되어 사체가 놓인 지점의 생태가 회복될 때까지 한동안 돌아오지 않는 종류들도 있다. 그러므로 경우에 따라서는 이런 곤충들이 현장에 不在하는 것에도 중요한 법의곤충학적 의미를 찾을수 있다.
부식자 조합은 섭식선호대상에 따라 즉, 구조적인 요인에 따라 죽은 동물 자체를 먹는 시식자(necrophaga), 썩은 것을 먹는 부식자(saprophaga), 피부를 먹는 革食者(demaptophaga), 각질이나 각질막을 먹는 角食者로 나눌수 있다. 여기서는 사체에 접근하는 동기가 무엇인가를, 즉, 기능적 역할에 따라 사체에서 발견되는 곤충들을 아래와 같이 나누었다. 이런 구분은 사체에는 부패의 정도에 따라 다양한 곤충들이 접근해 오고 또 그 수도 매우 많으므로, 현장에서 보다 신속하게 법의지표로 중요한 곤충군을 분리해 내는데 도움이 된다



시식성 종군(屍食性 種群 - necrophagous group)

사체를 직접 영양원으로 소비하므로 사체의 사망시간을 추정하는데 중요한 종류로 법의지표 (forensic indicator)로 사용할수 있는 분류군들이 포함된다. 그러므로 이 종류의 곤충들에는 가장 먼저 사체에 접근해 오고 사체에서 체류하는 종들도 있다. 파리 目의 검정파리 科와 딱정벌레 目의 송장벌레 科 의 일부 種들 그리고 수시렁이 科에 속한 곤충들이 대표적인 예이다. 우리나라에서 사체와 관련된 것으로 기록된 종들은 아래와 같다
검정파리과(9종) 송장벌레과(14종) 수시렁이 과(4종)

捕食性 및 奇生性 種群(predators and parasites group)

사체를 영양원으로 직접 소비하지는 않지만 사체에 모여든 부식성 곤충들을 포식하거나 그에 기생하는 종류들로서, 부식성 종군에 대해 독특한 포식자-먹이, 또는 기생자-숙주관계를 형성하는 곤충들이 포함된다. 그러므로 먹이나 숙주가 되는 시식자와의 생태적 상호관계를 파악할수 있다면 법의학적 활용도가 시식성 종군 못지 않게 높은 종류들이다. 이 종류에는 딱정벌레 目 의 반날개 科(staphylinidae)와 송장벌레 目의 일부 種들, 파리 目의 검정 파리 科와 집파리 科(Muscidae), 그리고 기생파리 科의 일부 種들, 그리고 벌 目의 기생벌 (parasitic wasps)들을 들수 있다. 일부 파리 중에는 弱齡幼蟲 시기에는 시식성이지만 성숙유충(成熟幼蟲)이 되면 포식성으로 섭식형태가 바뀌는 경우도 있다.



잡식성 種群(omnivorous group)

원래 사체에서 영양원을 얻는 종류들은 아니지만, 일단 사체에 접근하면 사체 자체와 그에 서식하는 종들을 가리지 않고 영양원으로 이용하는 종류들을 말한다. 이 잡식성 종군은 때로는 사체나 그 주변에 거주하며 시식성 종을 대략으로 포식하는 수도 있어 사체의 분해속도에 영향을 미치는 경우도 있다. 벌 目 중에서 말벌 上科와 개미 科에 속한 많은 種들이나 딱정벌레 目의 일부 種들이 해당된다.



외인성 種群(adventive group)

원래 습성상 사체와는 상관 없지만 그 곤충들이 서식하는 장소에 사체가 방치되어 있어서 발견되는 종류들로서 간혹 사체를 그들의 서식환경의 일부로 활용하는 수도 있다. 토양곤충인 톡토기 目이 흔히 발견되고 간혹 거미 類들이 일시적인 포식자로 발견되기도 한다. 또는 사체에 생기는 곰팡이 등에 모이는 균식성 종들도 있다



사고성 種群(accidental group)

수분을 얻기 위해서는 휴식을 위한 장소로서 우연히 사체에 접근하거나 또는 주변 식생에서 사고로 떨어지거나 강한 바람에 날려온 경우처럼 사체와는 원칙적으로 생태적 관계가 없는 종류들이다. 여기에는 나비 目 또는 딱정벌레 目의 바구미 上科에 속한 종들이 간혹 발견된다

우리 나라에서는 여러 동물들의 사체에서 약 100 여종의 곤충들이 채집되어 정리된 바 있다. 이 중에서 가장 높은 분류학적 종다양성은 주로 딱정벌레목에서 나타나지만, 실제 사체를 점유하고 있는 개체수에서는 사체에 직접 많은 알을 산란하고 구더기들이 부화하는 파리들이 우점군으로 나타난다.






사체의 부패와 곤충의 천이


극지처럼 영하의 온도로 인해 유기물의 분해가 거의 불가능한 곳이 아니라면, 사체의 부패 (decomposition)는 소요되는 기간에 차이는 있으나 어디에서나 진행된다. 부패가 진행되는 과정은 형태나 생리적으로 그 단계를 분명히 나누기가 쉽지 않고, 특히 지역적 환경의 특성에 따라 차이가 생길 수 있어, 학자들에 따라서 부패의 정도나 단계를 구분하는 방법이 다양하다.
 
그러나 어떤 학자의 의견을 다르든지 사체곤충은 존재하며, 특히 부패의 각 단계마다 시간 간격을 두고 나타나는 종들과 특정시기에 함께 나타나는 종들 또는 부패가 진행되는 거의 모든 기간 동안 나타나는 종 등으로 사체곤충상의 구성원들은 다양하다.
그 중에서도 우선적으로 법의곤충학적인 관심의 대상이 되는 것은 사체의 부패가 진행됨에 따라 새로운 곤충들이 차례로 사체에 접근하는 현상이다. 즉, 사람의 시체는 물론 동물의 사체에 모여드는 곤충들은 모두 한꺼번에 모여드는 것이 아니라, 각 곤충들이 선호하여 섭식하는 부위와 행동습성에 따라 각기 다른 시간대에 다른 부패상태에 있는  사체에 계속 時間差 到着하는 경향이 있다. 이를 부패단계에 따른 사체곤충들의 천이(遷移, succession)라고 한다

사체곤충들의 출현을 부패단계와 도착시간 그리고 거주시간(residant duration)에 따라 가능한 많은 종들을 대상으로 배열하여 그 천이를 파악하면, 사체의 사망이 대강 어느계절은 물론 며칠 정도쯤 전에 야기되었는지 추정이 가능하다.
즉, 사체의 무게와 부피가 물리적으로 줄어드는 것과 그에 따라 이차적으로 일어나는 미생물 감염에 의해 화학적인 변화가 일어나는 각 부패단계를 선호하여 사체에 몰려드는 곤충들을 시간지표로 이용하는 것이다. 따라서 시간차를 두고 사체를 방문하는 곤충군의 천이를 이용하면 대략적인 사후경과시간(PMI - postmortem interval)을 추정할수 있다. 또 사체의 상태가 좋지 않아서 판단이 어려운 경우 어떤 부패 단계에 있는지 또는 있었는지를 사체에서 발견되는 사체곤충을 이용하여 추정이 가능한 경우도 있다.



부패단계의 구분별
 
사체에서 곤충상의 천이는 사체에서 일어나는 자연현상에 연관되어 있다. 시체의 경우에는 비교적 정확한 사후에 일어나는 현상, 즉 사징(死徵 - death sign)으로 정리되어 있다.
즉, 사람이 죽으면 체온이 주변의 온도 정도로 감소하는 체온하강이 일어나는데 이때 외부 기생충들은 시체에서 떨어져 나간다. 곧 글리코겐의 분해와 젖산의 축적으로 근섬유가 굳어지는 사후경직이 따른다. 사후 1시간 정도부터 시작하여 5-7 시간 사이에 전신에 출현되며, 48-72시간 정도가 지나면 완전히 소실된다. 사후경직은 죽을 당시의 대사상태에 크게 좌우된다.
또 계절에 따라 달라서 여름에는 경우에 따라 현저한 사후경직이 나타나지 않는 수도 있고, 낮은 온도에서는 더 오래 지속되는 수도 있다. 또 유아나 소아에서는 일찍 나타났다가 빨리 사라진다.

이에 뒤따라서 사체자체 내에서 일련의 생화학적 발효과정인 자가융해가 일어나 암모니아, 황화수소, 이산화탄소, 질소 같은 가스를 방출한다. 이 시기가 되면 허리의 옆구리 부분이 녹색을 띠면서 팽창된다. 이때부터는 체내 특히 장내의 미생물에 의한 부패가 일어나고, 후에 부패균과 박테리아가 침입하여 부패를 촉진 시킨다. 참고로 Bianchini(1930)는 자가융해 에서 골격의 붕괴가 일어날 때까지 사체의 부패에 관여하는 균들의 천이를 3단계로 구분하였다.
 
시식성 곤충들은 자가융해가 일어난 뒤에야 사체에 나타나는데 계절과 장소에 따라 차이가 있다. 시식성 곤충들은 사체의 부패와 분해를 촉진 시킨다. 처음에는 사체의 조직이 너무 산성이기 때문에 구더기가 근섬유 사이의 체액을 먹지만 후에 조직이 알칼리성이 되면 근간조직(intermuscular tissues)도 먹기 시작한다. 체내의 여러 기관들은 각각 다른 속도로 부패가 되는데, 대체로 장, 위, 간, 심장, 혈관 기도, 폐 뇌 신장, 방광 수의근 자궁과 같은 순으로 이루어진다. 이 사실은 법의곤충학자들이 야외에서 실험을 유의할 필요가 있는 부분이다. 대체로 법의곤충학적 조사보다는 사체곤충이나 부식성 곤충군을 채집하고자 하는 경우에는 근육이나 간의 조각을 미끼로 사용한다. 이런 채집에서 얻어지는 곤충들을 사체전체를 대상으로 나타나는 곤충들을 다루는 법의곤충학에서 사용할 때에는 그 해석에 주의를 기울여야 한다.
한 예로 도살장에서 보이는 검정파리 종류들은 유난스럽게 내장, 절단면, 신장에 몰려든다. 간은 사체에서 떼어낸 뒤 3시간 정도는 파리가 오지 않지만, 그후로는 매우 많은 파리들이 몰려든다.
사체의 부패 상태에 따라 그 부패단계를 구분하고, 각 부패단계에 출현하는 사체곤충상의 일반적인 경향을 요약하면 다음과 같다.



사체발생단계(fresh stage)

이 단계에서는 생물이 죽어서 사체가 된 직후부터 초기부패가 시작되기 전까지의 단계를 말한다. 대체로 가장 처음 사체에 접근하는 곤충은 검정파리과와 쉬파리과에 속한 파리들이다. 이들은 눈, 코, 입, 귀나 생식기 같은 신체에서 노출되어 있고 유약하며 비교적 습기가 보존된 부분에 가장 먼저 몰려온다. 그러나 상처가 있는 부위도 파리들이 선호하는 산란장소가 되고 다른 곤충들이 우선적으로 접근하는 부위가 된다. 또 사체가 놓인 지점의 주변에 서식 하는 개미들도 이 단계에 사체를 선점하는 대표적인 종류 중의 하나이다.



팽창 단계(bloated stage)

초기부패 단계라고도 할 수 있는데, 부패가 시작되는 초기단계에는 사체의 부위에 따라 부분적으로 곪는 것처럼 화농된다. 특히 무기호흡을 하는 박테리아에 의해 가스가 발생하므로 복부부터 먼저 약간 부풀어지면서 곧 사체 전체가 부풀어 팽창된다. 이때 사체의 온도는 부패과정에 발생하는 자체분해열과 구더기들의 섭식활동으로 인하여 발생하는 대사열(代謝熱) 에 의해 상승하게 된다. 이 시기에 가장 많은 파리들이 사체에 몰려오는데, 점차 사체에서 흘러나오는 부패액과 구더기들의 활동이 왕성해지면서 생성되는 암모니아로 인해 사체아래에 있는 토양은 알칼리성이 된다.
따라서 다음 단계로 진행될 즈음이면 원래 정상적인 조건에서 서식하던 토양동물상(土壤動物相, soil fauna)은 사체가 놓인 지점에서 떠나므로 경우에 따라 사건현장(death scene)에서 사라지게 된다.



부패단계(decay stage)

팽창단계도 부패과정이지만, 여기서 특히 부패단계라고 하는 이 시기는 외관상으로도 사체의 부패가 진행되는 것이 판단될수 있는 상태로 피부가 갈라지기 시작해서 가스가 빠져나가며 악취가 나지만 사체는 줄어들기 시작한다. 이 시기에 가장 우점군은 역시 다양한 종류의 구더기 이지만, 딱정벌레목에 속한 종들도 많이 나타난다. 특히 흔한 딱정벌레목의 종은 포식성 반날개들인데, 이 종류는 팽창단계에서도 나타나지만, 이 시기에는 시식성과 포식성 종들이 모두 나타난다. 부패단계의 마지막 시기에 달하면 사체조직의 대부분은 구더기들에 의해 소비되며, 검정파리과와 쉬파리과의 경우는 대부분 구더기들이 유충시기를 마치고 사체를 떠나 주변의 토양으로 들어가 번데기가 된다.



건조단계(dry stage)

이 시기에 이르면 사체는 거의 피부와 뼈만 남는 상태가 되는데, 곤충의 우점군이 현저히 바뀐다. 파리들이 우점군에서 물러나고 다양한 딱정벌레목의 곤충들이 몰려든다. 건조한 피부를 먹는 곤충인 수시렁이과가 대표적인 사체곤충들이지만 여러 까정벌레목의 유충에 기생하기 위해 접근해 오는 기생벌이나 기생파리 또는 다른 포식충들도 있다.



백골화단계(bonified stage)

이 시기는 피부도 모두 분해되거나 포식되어 뼈만 남아있는 상태이다. 따라서 대부분의 사체곤충은 더 이상 보이지 않는다. 그러나 백골화가 이루어지는 초기단계에 골격 아래의 토양에는 다양한 거미 종류들이 보이는데 이중 일부 분류군은 사후경과시간을 측정하는데 도움이 되는 종류도 있다. 이 시기는 이미 사망이 발생한지 오랜 시간이 경과된 후이므로 수 개월에서 1년 이상의 기간을 유추하는데 적합한 조건들을 찾을수 있고, 팽창단계에서 부패의 영향으로 사라졌던 곤충상들이 회복되고 있는 상황도 법의곤충학적 증거가 된다.



환경에 따른 사체곤충상의 연속성

사체에서 곤충의 연속성은 부패단계마다 출현하는 곤충군들을 분명하게 구분되어지지는 않는다. 이는 사체에서 진행되는 부패과정이 여러 원인에 의해 가변적이며 또한 사체가 항상 특정한 장소에서 발생하는 것이 아니므로, 곤충들이 사체를 찾아 접근하는 것은 불특정한 지역과 시간을 탐색하여 매우 낮은 확률로 사체를 찾으므로 우연(opportunistic)에 가까운 과정이기 때문이다. 따라서 사체가 놓여있는 장소에 따라 그 환경, 즉 기후, 토질, 배수, 일조량, 통풍, 식생등이 다르므로 부패속도도 다르고 다양한 조합의 사체곤충상이 나타나는 양상들이 기록 된다.
그러나 사체가 놓여지는 조건에 따라 일반적인 양상을 종합하여 몇가지의 유형을 나누었다



노출방치된 사체에서는 연속성

자연상태에서 동물의 사체는 대체로 대기에 노출된 채로 방치되며, 사람의 시체도 事故死 이거나 우발적인 타살인 경우 대기에 노출된 채로 발견되는 경우가 많다. 따라서 노출 방치된 사체는 부패가 진행되는 자연적인 형태라고 할 수 있으며, 매장이나 수장등과 같이 다른 조건에서 발견되는 시체나 사체에서 곤충상의 연속성을 연구하는데 기본적 정보가 된다.
노출방치된 사체곤충상의 천이는 위 부패의 구분에서 전술한 바와 거의 같다. 그러나 천이의 전형적인 양상을 찾고하 노력했던 여러 연구들 중에는 다른 각도로 천이를 구분한 경우들도 있으므로 여기서 간단히 소개한다.
우선 천이에 관해서는 古典이 된 Megnin(1894)의 연구에 의하면 사람의 시체에서는 시체 곤충상이 8단계로 천이를 보이는 것으로 기재하고 있다. 이것을 후에 Johnson이 정리하였는데 이를 보완하여 재 정리 되었다.
이후에 따르는 연구들은 대체로 동물의 사체에서 얻은 결과들이다.


비교적 법의곤충학적인 관점에서 참고할 만한 자료는 호주에서 기니아피그를 재료로 행한 실험이 있었다. 이 연구에서 제시한 부패의 단계는 다음과 같다.


초기부패단계(initial deacy stage)
0 - 2일, 사체는 외형상으로는 온전한 상태이지만, 내부에서 죽기 전부터 원래 있던 박테리아, 원생동물, 선충등에 의해 부패가 시작되고 있다

부패단계(putrefaction stage)
2 - 12일, 내부에서 생성된 가스에 의해 사체가 팽창하고 腐肉에 따라 악취가 발생한다.

흑화부패단계(black putrefaction stage)
12 -20일, 노출된 부분이 검게 변하면서 표피가 크림처럼 되어 붕괴된다. 사체에서 가스가 방출되며 악취가 심해진다.

젖산발효단계(butyric fermentation stage)
20 - 40일, 사체가 건조되기 시작한다. 조직의 일부가 부패되지 않은 상태로 나타나며 치즈냄새가 난다. 사체의 아래면은 발효되어 곰팡이가 생긴다.

건조부패단계(dry decay stage)
40 - 50일, 사체가 거의 건조된다. 부패속도가 느려진다.



매장된 사체에서의 천이

Megin(1894), Motter(1898)는 발굴괸 시체에서 독특한 곤충상을 처음 보고하였는데, 이는 나중에 Schmitz 등에 의해 재 확인 되었다.
매장은 空中 박테리아가 접근하지 못하고 정상적인 동물상의 천이가 이루어지지 못하므로 부패가 늦게 진행된다.
매장된 돼지사체가 원래 무게의 20%로 줄어드는데 6-8주가 소요되는데 비해, 비슷한 크기의 노출방치된 돼지사체는 10%로 줄어드는데 1주일이 걸리는 것이 미국에서 기록된 바 있다. 이런 부패율은 독일에서도 비슷하게 나타났다.
그 속도는 매장의 깊이와 조건에 따라 다양하며, 노출방치된 경우 나타나는 사체곤충상과 차이도 나고 축소된 동물상이 나타난다. 또 흙으로 사체를 덮어도 누출방치된 경우 나타나는 사체곤충상의 접근을 모두 막지는 못한다.
그러나 표토로 인해 알을 사체에 직접 산란하지 못하므로 표토층에 산란하면 부화한 유충이 흙을 파고 내려가 사체에 도달하는 적극적인 종들이 우점하게 된다. 벼룰파리는 사체가 매장된 지 12개월 후에도 표토증에 접근하므로 사체가 땅속에 있다는 지표가 될 수 있다.
성충들이 흙을 파고 내려가 사체에 이르러 직접 산란하는 종류들도 있다. 딱정벌레목에서는 긴고목벌레과, 파리목에서는 Phoridae가 그에 해당되는 곤충들이다. 고치벌과와 먹좀벌종류 같은 기생벌의 성충들도 50cm 정도의 깊이에서 나타난다. 매장된 사체에서는 각 나라마다 현저히 차이가 나는 서로 다른 종조합이 기록되었다.



초기단계(fresh stage)
주검이 발생한 직후부터 초기팽창 사이로서 3일정도 지속된다. 특히 개미가 혈액을 그리고 입, 복부, 귀의 노출되고 축축한 피부를 활발히 먹는다.

팽창단계(bloating stage)
개미와 3일차에 도착한 파리가 주를 이룬다

가스방출 및 부패단계(deflation and decomposition stage)
개미와 구더기의 섭식활동이 가스방출의 시기와 속도를 결정한다. 악취가 심해진다. 10일차 까지 파리와 구더기가 매우 많다. 이 시기에는 oxytelus insignitus gravenhorst나 aleocharaspp가 구더기를 포식하기 시작한다. 흑벌 cynipid 나 diaprid같은 기생벌들이 사체에 도착한다. 곰팡이나 박테리아 집락(集落 - colony)이 응고된 체약에 형성된다.

붕괴단계(disintegration stage)
구더기와 파리가 많은데, 특히 나방파리과의 유충이 남은 조직에서 활발하게 나타난다. 응애 (mites, acari). 톡도기(springtails, collembola), 곡식쑤시기과(cryptophagidae), 검정날개버섯파리과가 나타난다. 곰팡이와 박테리아의 집락이 사체를 거의 덮는다. 이 시기가 끝날 무렵이면 구더기는 사체에서 떨어져 나온다. 1-2개월 정도 사이에는 응애(mites)등이 주요 부식자들이다.

백골화단계(skelotonization stage)
개미, 파리, 톡도기가 우점군이다. 거미나 지네 그리고 millipedes도 나타난다.

넓은 의미에서 보면, 부패과정이나 천이에 관련된 곤충상이 노출 방치된 사체의 경우와 비슷하다고 생각될수 있다.
그러나 노출방치된 사체에서 가장 중요한 종인 검정파리들은 2.5cm정도의 두께로 흙을 덮으면 완전히 나타나지 않는다. 다른 종류의 곤충들은 중요한 역할을 거의 나타내지 않으며 나타나는 경우는 비교적 부패가 많이 진행된 뒤이다. 따라서 매장된 사체에서 전적으로 노출방치된 종들이 존재한다면 사체가 즉시 매장된 것이 아닐수 있다.

곤충학자들은 간혹 고고학적 발굴시에 발견되는 매장된 시체에서 얻은 곤충들의 감정을 부탁받는 수가 있다. 이런 의뢰는 법의곤충학적 면과는 거리가 있는 것이지만 당대에 얻어지지 못하는 또는 이제는 흔히 행해지지 않는 매장문화에 대한 결과들을 모을수 있는 혜택도 있다. 한 예로 캐나다의 한 지역에서 발견된 2000 - 2500년 정도된 무덤에서 발굴된 시체들에서 파리의 전용(前　 - prepupa) 이 출토되었다.
이로 미루어 시체는 매장되기전에 한동안 노출방치되어 있었고, 그러나 시체에는 조직이 남아있는 채로 매장되어서 Muscina 와 Heleomyzidae 가 매장된 뒤에 몰려들었던 것이다.



수장된 사체에서의 천이(시체위주 현상)

물속에서는 체온이 대기중에서 보다 2배이상 빨리 하강되므로 부패는 느리게 진행된다. 물속에서는 머리가 아래로 가라앉으므로 혈액의 중력은 머리와 목을 향해 몰려서 작용하게 되고, 부패는 머리와 목 부분에서 시작된다. 그래서 노출 방치된 사체에서 허리가 녹색으로 변색되는 현상은 죽은뒤 5-6일이 지난뒤 까지 일어나지 않을 수 있다. 또 보통 기온에서는 죽은지 6-10일이 지날 때까지 시체가 떠오를 정도로 가스가 발생하지 않을 수도 있다. 손과 발의 피부가 10-12시간 뒤에는 주름이 잡히는데, 10일 정도가 지나도 부패가 일어나지 않은 경우 쉽게 벗겨진다. 이때 쯤에는 머리카락도 느슨해지고, 죽은 뒤 3-4주가 지나면 손톱과 발톱이 쉽게 빠져 나간다. 여름에는 이런 기간이 반으로 단축될 수도 있다. 결국 조직은 연니(軟泥 - slime) 속으로 내려앉고 뼈는 붕괴된다.
수장된 경우 외부기생충의 법의곤충학적 적용도 평가된 바 있다.

벼룩(flea)은 물 속에서 24시간 정도가 지나야 죽는다. 약 12시간 정도 잠겼다 나올 경우 다시 살아나는데 약1시간 정도가 소요되고, 18-20시간정도 잠기면 4-5시간 정도가 지나면 살아난다. 이(lice) 는 물속에서 12시간 내에 죽는다.
blowflies 구더기는 물속에서 오래 살지 못하므로, 시체에서 살아있는 구더기가 발견되면, 시체는 물에 버려진지 얼마되지 않은 것이다.
오물이나 화학물질 또는 발전소에서 냉각수로 배출되는 온수에 의한 물의 오염은 수서(水棲) 생태계와 발생에 영향을 미칠수 있으므로 고려해야 한다.

물속에 완전히 가라앉은 시체는 노출방치 또는 매장된 시체와 분명히 차이가 난다. 그러나 시체의 일부분이 수면위로 나온 경우나 가라앉기 전에 한동안 떠 있거나 노출된 경우에는 노출 방치된 경우에 나타나는 blowfly나 다른 곤충들이 나타날 수 있다. 또한 담수와 해수에서도 차이가 난다. 가라앉은 시체에서 cirripede crustacea가 기록 되었는데 그 크기로 시체가 가라앉은 기간을 추정할수 있다. shrimps, prawns, 게 같은 갑각류들은 바다에 가라앉은 사체들을 먹는 종류들이다.  담수에서는 날돌 유충들이 물속에 버려져 가라앉은 태아를 먹은 기록이 있다. 물에 가라앉은 사체에 대한 자세한 연구는 미국에서 돼지사체를 이용한 결과가 유일하다. 6단계로 천이가 기록되었다.



초기수장단계

돼지사체의 일부는 떠있기도 하지만, 대부분의 경우 가라앉는다. 사체는 여름에는 1-2일이 지나면 떠오르는데, 가을이나 겨울에는 2-3주가 걸리는 수도 있다. 이 시기에는 물땡땡이 종류들만이 사체에 접근한다



초기부유단계

팽창된 복부 부위가 물위로 떠오르는데, 즉시 검정파리 산란을 하여 알로 덮히게 된다. 노출 방치된 사체보다 더 많은 종류의 파리들이 나타나고, 기생벌들도 모여든다. 그러나 사체를 실제로 먹는 것은 검정파리와 과실파리 종류들이다.
말벌 종류들은 돼지의 사체를 먹는 구더기들을 먹기위해 모여든다. 악취가 심하고, 사체에서 방출되는 가스로 인해 수면에는 거품이 나타난다.



부유부패단계

검정파리 유충은 부유사체에 산란한지 3일째 까지 부화한다. 원래 사체에 있는 구멍은 대부분 물에 잠겨있어 이런 구멍을 통해서는 사체 내부로 침입이 불가능하므로 왕성한 섭식 활동에 의해 많은 구멍이 생긴다. 검정파리의 산란은 3일째가 되면 중지되며, 송장벌레와 반날개가 검정파리 유충을 먹기위해 나타난다. 이 시기의 악취는 썩은 오이의 구린내와 비슷하고, 밤이 되면 풍뎅이붙이 와 반날개들이 많이 몰려든다.



파열부패단계

구더기의 활동이 매우 활발하지만, 많은 구더기 포식성 떡정벌레목에 속한종들이 물위에 드러나 사체의 면적이 줄어들면서 물속으로 빠지고 만다. 7일째가 되면 물위로 드러난 조직 부위는 거의 없어지고 구더기들은 이동한다.
풍뎅이붙이, 반날개, 송장벌레들이 구더기 무리를 먹는다.



부유유해단계

구더기, 풍뎅이붙이, 애기똥파리, phorid, 초파리가 남은 유해를 섭식한다. 죽은 구더기들이 물위에 뜬다. 이런 시기는 약 4-14일 정도 지속되다가 사체가 가라앉으면 끝난다.



침강유해단계

이 시기는 뼈와 일부 근육이 남은 상태로 10-30일 정도 지속된다. 부패는 박테리아와 곰팡이의 활동으로 종료된다.
빨간집모기의 아종인 모기유충이 오염된 물속에 창궐한다. 애기똥파리, 벼룩파리, 초파리, 나방파리의 성충들이 수면위에 떠있는 구더기 사체나 조직의 일부분을 먹기 위해 수면에 날아다니기도 한다.



미이라가 된 사체에서의 천이

온도가 높고 통풍이 원활하면, 박테리아와 사체곤충상이 모두 또는 거의 활동을 못하므로 부패가 방지되어 사체는 미이라가 된다. 굴뚝, 선반, 마루밑 같은 실내에 숨겨진 시체는 미이라가 될 수 있다. 갓 태어난 태아는 거의 감염이 안된 상태이므로 부패가 덜 일어나므로 가장 흔히 보이는 미이라의 형태로 법의학적 관심을 받는 대상이다. 미이라에 비슷한 상태는 낮은 온도에서도 일어날 수 있다.
시체가 건조되면 수시렁이, 옷나방, mite 같은 종들처럼 실내에서 발생하는 창고곤충들에 의해 가해받을 수 있다. 검정파리의 접근이 불가능하고 건조한 실내에서 있어도 미이라가 되지 않은 경우는 집파리 科중에서 ophyra에 의해 7-8개월 후에도 가해될 수 있다.

불에 탄 사체에서의 천이는 거의 찾기 어렵다

우리나라의 경우,

이상의 부패과정에 따라 우리나라에서 동물의 사체에 나타나는 우점곤충들을 보면, 사체에서 가스가 발생되기까지 약 3일 정도는 개미 종류가 혈액이나 입, 귀처럼 노출되고 축축한 피부에 모여든다. 동시에 피부에 상처가 나거나 조직이 찢겨져 장기가 노출된 경우에는 집게 벌레나 딱정벌레 종류가 즉시 나타나지만 야행성이므로 일몰 전후에서 일출전까지 그 활동을 보인다. 거의 동시에 나타나는 파리 종류들은 사체에 알을 산란하고 직접 그 조직을 소비하면서 성장을 하므로 사후경과시간을 추정하는데 매우 효과적이고 때로는 지역기상에 대한 자료가 확보되면 놀라울 정도로 정확한 결과를 얻을 수도 있다. 이 시기에 반날개과와 송장벌레과도 직간접으로 영향을 미치는 종들이다. 이후 가스가 발생하면서는 벼룩파리과가 나타나고, 가스가 방출되고 부패가 진행되면 다양한 파리의 구더기들이 나타나는데 대체로 사체를 선점한 종이 개체수에서 우위를 점하고 사체를 소모하는 경우가 대부분이다. 이들은 종과 기상조건에 따라 다르지만 우리 나라에서는 약 1주일 정도가 경과된 사체에서 가장 그 사후경과시간을 추정하기에 알맞은 법의곤충학적 조건을 형성한다.  곰팡이와 박테리아에 의해 조직의 분해가 촉진되면서 중남부지방에서는 톡도기, 곡식쑤시기, 검정버섯파리등이 보이기도 하며, 백골화가 진행되면 개미, 톡도기, 응애, 거미등이 우점군이 된다.