인간뿐 아니라 여러 동물들의 손가락도 5개입니다.

현존하는 생물 중 5개 이상의 손가락을 가진 동물은 찾아 볼 수 없습니다.

단 물고기는 손가락이 없으며, 조류는 대개 발가락이 4개 또는 3개를 가지고 있고

손은 퇴화되어 없습니다.

인류가 현재 5개의 손가락을 가지고 있는 것은 오랜 조상서부터 5개를 가졌기 때문이라고

말을 하면 너무 재미없는 이야기가 되어 버리는데, 아무튼 최초의 인류서부터 전부터

우리 조상의 손가락은 5개였습니다.

300만전의 오스트랄로피테쿠스도 지문을 가진, 손가락이 5개였습니다.

우리가 숫자를 세는데 10진법을 사용하는 것은 전체손가락이 10개이기 때문인데

만약 발가락까지 동원하여 숫자를 세는데 불편함이 없었다면 20진법이 사용되었겠지요.

손가락의 개수를 제어하는 것은 Hox 유전자로 알려져 있으며,

이 유전자는 단순히 손가락 개수만 제어하는 것이 아니라 생식기를 포함한 각종 기관의 생성과

성장에 관여합니다.

제어 방식은 “ON”, “OFF” 방식으로 단순 제어합니다.

기린의 목이 긴 것은 목이 생성되는 과정에서 Hox 유전자가 “ON” Signal의 시간을 길게 주어

기린의 목이 길게 되는 것입니다.

생물학자에 의하며, 최초의 물고기는 “ON” 시간이 아주 길었다고 합니다.

따라서 최초의 물고기는 현재와 같은 지느러미가 아닌 손을 가지고 있었는데 

화석학자에 의하면  최초에 (3억5천 만년 이전) 발이 3개이며 길이가 길고 발가락(손가락)이 8개인

아래 그림의 물고기(Acanthostega) 가 있었다 합니다.

 

 

8개의 발가락(손가락) 은 헤엄치는데 아주 유리합니다.

하지만 3억5천만년 전에 척추동물이 생기면서부터 모든 동물은 5개 이상의 손가락을 가질 수 없었는데 이는 척추동물이 도망갈 때 8개의 손가락(발가락)은 대단히 불편하고 도움이 안되기 때문이라는

진화의 관점으로 볼 때 퇴화되었다고 볼 수 있습니다.

즉 Hox 유전자가  “ON”시간을 zero로 설정하였다고 볼 수 있습니다.

8개의 손가락은 헤엄치는데 아주 유리할지 몰라도, 걷기에는 많이 불편하겠지요.

또한 물고기도 헤엄을 치는데 발로 저어가는 것은 힘을 소모하게 되므로, 꼬리를 사용하게 되었고,

현재의 지느러미 형태로  퇴화되었다고 볼 수 있습니다.

아무튼, 최초의 생명체는 손가락의 개수가 정해져 있지 않았고

유전자에서 5개로 정의되지도 않았으나,

척추동물에 있어서 손가락의 개수가 생존에 대단히 중요한 변수가 되어 유전자가

이 정보를 기억하는 것으로 보면 됩니다.

만약 창조자가 생명체를 만들 때 손가락(발가락) 개수까지 정의를 해놓았다면,

환경에 따른 진화가 있을 수 없게 되는데, 이는 생명체의 환경에 따른 적응이 없으므로

생명체로서는 대단히 위험한 것입니다.

만약 창조자사 생명체를 만들었다면, 다음과 같이 말했을 것입니다.

“내 너에게 생명을 부여할 테니. 손가락 개수는 너 마음대로 정할 지 이어다.”

 

02.인간만이 지문을 가지고 있는가?

 

이 질문에는 “NO” 입니다.

현재 포유류가 아닌 생명체에는 지문이 전혀 없습니다.

단, 고릴라, 침팬치, 원숭이 등의 영장류는 지문을 가지고 있습니다.

매우 놀라운 것은 몇몇 원숭이는 꼬리에도 지문이 있다는 사실입니다.

유전학적으로 볼 때, 손과 발이 생성되는 과정과 꼬리가 생성되는 과정이 비슷하다라고 추측해 봅니다.

인간의 모든 손가락에는 지문이 있는가? 라는 질문을 한다면, 중증의 기형아조차도 손에는 지문이 있으므로 정말 희귀한 경우가 아닌 이상 “YES” 입니다.

또한 인간을 포함, 영장류에도 손, 발, 꼬리를 제외한 부분에는 지문이 없습니다.

영장류 동물들의 지문생성과정은 인간과 다름이 없고 특성이 동일합니다.

태아에서 생기며 죽을 때까지 변치 않으며, Unique하고 특징 점 또한 동일합니다.

따라서 현재 지문 인식기를 인간만 아니라 영장류에도 적용, 영장류관리에도 실제 사용 가능합니다.

즉 어린 원숭이가 태어나면 지문을 받아 나중에 성장 후에도 식별 가능하다라고 보시면 됩니다.

예를 들면, 원숭이를 관리하기 위하여 Costa Rica에서는 500개의 지문을 관리한 적도 있는데

경찰이 사람의 지문을 받아 등록하는 것과 전혀 다름이 없습니다.

 

 

 

[PS] 소에 있는 비문(Nose-print)은 무엇인가? (스폰지 84화, 별 네 개를 받음)

 

비문은 소의 콧등에 있는 무늬로서 소 개체마다 다르고 일생동안 변형되지 않기 때문에

개체식별에 있어서 절대적인 것이라 하며 실제 농부들이 자신의 소를 인식하는데 사용하고 있습니다.

사람에겐 없습니다.

소에게 마크을 찍는 것보다는 소에게는 덜 고통을 주나, 사실 소에게서 코 지문을 받으려면

소를 고정시켜야 하므로 농부로서는 쉽지않는 작업일 것입니다.

(실제로 소의 비문 받아서 관리,운영하는 나라도 있습니다.)

놀라운 것이긴 하지만 그 형태에 있어서 인간의 지문과 상이한 패턴을 취하고 있습니다.

되새김 질을 하는 포유류동물에 있어서는 지문과 유사한 것이 코에 생성되는 경우가 있습니다.

비문의 4가지 유형이 있다는데 그 모양에 따라 나뉘어 집니다.

우맥형(A형) - 중심부의 도랑 길고 무늬가 깃털 모양 / 약50%이상

단우맥형(B형) - 중심부의 도랑이 짧고 무늬가 A형에 비해 작으나 긴 경향/ 약30%

방선장형(C형) - 아래쪽의 중심부 바닥에서 무늬가 방사선상으로 뻗어나가 있는 것 / 약 13%.

파장형(D형) - 무늬의 배열이 불규칙적, 일반적으로 수평으로 파도 모양의 무늬 / 약1% 이하

 

03.지문은 유전되는가?

 

이 질문은 일단 “YES” 입니다.

따라서 가족간의 지문이 비슷할 가능성은 아주 큽니다.

유전적인 요인이 지문형성에 영향을 미치니, 가족들간에는 지문의 유사성을 가질 가능성이 큽니다.

가족들간의 지문유사성이 타인의 경우보다 아주 높습니다.

하지만 모든 지문이 100%유전자에 의존되지는 않습니다.

따라서 유전자가 지문에 관여하는 정도로만 본다면 90% 정도입니다.

이 말은 가족들간에는 지문이 유사한 것은 사실이나,

지문이 유사하다고 가족관계로 추정하는 것은 상당한 무리가 따른다는 이야기입니다.

일단, 지문이 제멋대로 생성되지는 않는다는 것을 확인할 수 있는 것은 본인의

좌측 손과, 우측 손의 지문이 대칭구조로 되어 있음으로 확인할 수 있을 것입니다.

유전자의 영향을 받는다는 증거입니다.

단 지문을 가지고,

본인의 어머니,아버지를 판단할 수 있거나,

나이 많고 적음을 판단하거나,

흑인인지 백인인지 황인종인지에 특징이 있거나,

혈액형에 따른 특징 또는 성격에 따른 특징이 있거나,

또는 여자인지 남자인지의 판독은 불가능합니다.

유전자의 영향을 받으나, 유전자의 근본이 바로 특징 점으로 발현되지는 않습니다.

반대로 현재의 DNA분석은 가능하겠지요.

예를 들면, 일란성 쌍둥이의 DNA는 100%동일합니다. 하지만 지문은 95%의 유사성을 가집니다.

아버지의 유전자와 아들의 유전자로 부자 유무를 판단하는데 있어 현재의 DNA 기술은

거의 결정적이나(40억분의 1확률) 지문으로는 거의 의미가 없다라고 보시면 됩니다.

단 일란성 쌍둥이의 유무를 판단하는데 지문은 95%의 유사성이 있으므로 의미가 있습니다.

(이 경우 DNA는 100%이니 DNA가 더 유효하겠지요)

예전에 김 동인의 소설 “발가락이 닮았다” 에서 발가락이 닮은 것을 부자지간을 암시하고 있는데

글쎄요, 소설이니까 가능하지 신빙성이 매우 떨어진 가설이겠지요.

 

04.지문은 언제 생성되며, 어떻게 생성되는가?

 

보통 태아가 3개월 지나면 사람으로 취급 받습니다.

따라서 3개월 지난 태아는 원칙적으로 법률로 인간으로 보호 받도록 되어 있습니다.

또한 천주교등에서는 3개월 지난 낙태행위에 대해서는 살인으로 규정하는데

3개월이라는 숫자에 대해서는 의미가 있는 것입니다.

3개월 지난 태아는 심장이 힘차게 뛰고 있으며, 모든 기관들이 만들어진 상태며

태초에 있었던 꼬리도 완전히 소멸됩니다.

(2-3개월사이에 뇌는 폭발적인 성장과정을 통해 형성됩니다.)

제가 의료기기를 만들어 태아의 심장소리를 듣고자 했을 때,

보통 6개월이 지나면 태아모니터장비로 힘찬 심장소리를 들을 수 있었으며,

산부인과에서 3개월이 지나면 초음파기기로 태아를 볼 수 있습니다.

(성별감식을 위한 생식기를 직접 눈으로 파악하려면, 5개월은 되어야 보입니다.

3개월 때에는 작아서 현재의 초음파기기로 보기가 어렵습니다.)

지문의 생성과정은 유전자가 결정한다고 했으나, 실제 생성과정에는 많은 “Noise”가 관여를 합니다.

태아의 움직임, 핵분열등등의 우리가 다 파악할 수 없는 요인의 영향을 받습니다.

카오스이론의 기본은 사소한 변화가 큰 결과를 가져온다는 것인데 이 이론에 근거하여 이야기하면,

생성과정의 사소한 Noise들이 지문생성에 관여를 함으로써, 이 결과 사람마다 독특한 지문 형태를 가지게 됩니다. 결론적으로 보통 지문은 최초의 수정에서부터 1-3개월 동안 생성됩니다.

         3개월이 지난 태아는 자신만의 지문을 가지며, 이 지문이 죽을 때까지 변치 않고 유지됩니다.

 

 

(진피 깊숙이 박혀있는 Peg로 인해 지문은 재생되며, Peg의 연결이 지문으로 나타납니다.)

 

05.지문은 변하지 않는가, 즉 영속되는가?

 

이 질문에는 “Yes”입니다.

보통 수정 후 3개월이 지나면, 모든 사람은 자신만의 지문을 가집니다.

또한 이 지문은 자궁에서부터 죽음에 이르기까지 변함이 없습니다.

피부는 크게 두 가지 부분으로 나눌 수 있는데, 표피와 진피입니다.

손가락을 보면 표피에 지문이 그림으로 나타나 있으며, 진피에는 지문의 근간이 되는 말뚝(pegs)이 상당량 박혀져 있다라고 보시면 됩니다.

말뚝과 말뚝사이를 연결해주는 것이 바로 지문입니다.

따라서 표피가 상처를 입더라도 진피가 자라나 세포를 형성하여, 결국 똑 같은 지문이 만들어집니다.

즉 Ridge Patten은 동일하게 형성이 됩니다.

음 따라서 여러 개의 비닐이 싸여져, 한 꺼풀을 제거하더라도 똑 같은 모양의 비닐이

다시 올라오는 구조로 생각하실 수 있습니다.

1930년에 이미 어떤 과학자가 자신의 지문은 산성액체에 담가 지문을 제거하였으나,

불행히도 새로운 세포가 다시 만들어져 똑 같은 지문이 형성된 보고가 있습니다.

그럼 왜 건설현장의 Hard 노동자는 지문이 없는 것일까?

여러 가지 경우가 있습니다. 하나는 새로운 세포가 생성되기 전에 표피가

계속해서 손상을 입는 다는 것이고, 또는 죽은 세포 (각질)가 감싸고 있는 경우이며,

치명적인 경우지만 진피까지 완전히 손상을 입어 더 이상 지문이 생성되지 않는

특이한 손가락으로 변질되었기 때문일 것입니다.

이에 반해 “얼굴인식”은 영속성이 없습니다.

또한 얼굴 가지고는 특징 점을 정의하기란 쉽지 않고, 어렸을 때 얼굴과 성인이 된 얼굴과 틀리며,

현재 유행하는 “얼굴성형”에 대한 대책이 전혀 없습니다.

 

06.모든 사람별로 지문은 정말 Unique한가?

 

영장류를 포함한 수백만 년 동안의 사람을 추출하더라고 각각의 사람은

각각의 지문을 가진다고 할 수 있습니다.

유전적 요인과 생성과정에서의 여러 변수들이 복합 작용하여 지문이미지를 볼 경우에는

자신만의 독특한 지문이라고 볼 수 있습니다.

이에 반해 DNA분석은 40억분의 1의 확률로 일치하는 경우가 있으며 불행히도 일란성쌍둥이의 경우

DNA가 100%일치합니다.

또 성장에 따른 지문의 변화가 있는 것이 아닌가? 라는 질문에는 다음과 같습니다.

지문은 평생 변하지 않는다. 단 성장에 따라 손가락크기도 커지게 되어, 지문 특징간의

상대적 거리가 멀어질 뿐입니다. 이를 “종생불변” 의 특성이라고 칭할 수 있습니다.

그럼 왜 현재의 지문 인식기는 100%구분을 못하는가? 이는

Digital화 과정에서 중요한 특징 점만을 취급하기 때문인데

이 특징 점을 아주 크게 구별하는 방식은 저명한 사람에 의해 크게 8가지로 구분하는 것이 정설입니다.

따라서 디지털화 과정의 특징 점 분석으로 인해

현재 보통의 지문인식기가 100만분의 1의 확률로 다른 사람의 지문으로 잘못

인증될 확률을 가지고 있습니다.

이의 원인으로 인하여 FRR (False Reject Rate), FAR (False Access Rate) 이 만들어지는 것입니다.

 

07.지문의 유일성에 대한 논란은?

 

유일성에 대해서는 많은 논란이 있는 것이 사실입니다.

실제로 미국 펜실바니아에서는 이에 대한 소송이 진행 중입니다.

만일 저에게도 비슷한 소송이 걸린다면, 증거로 제출된 지문이 과연 제 것인지를 어떻게 확신하냐고

검사에게 마구마구 따질 것 같습니다. 하지만 이때 주의할 점이 있겠죠.

즉, 범죄 현장 등에서 취득한 잔류지문과 실제 제가 날인한 지문이 일치 하다고 판정되었을 경우, 이에 대한 신뢰성을 따져야 하는 것인지. 아니면 지문 자체가 정말 사람마다 모두 다른 것인지를 따져야 하는 것인지 반드시 구분 지어야 할 것입니다.

상기의 내용 중 2번째, 즉, 지문 자체가 사람마다 다르다는 것에 대한 연구는 이미 많은 성과가 있어 왔습니다.

흔히들 지문인식 업계에서 많이 제시하는 Galton이 1892년도에 최초로 언급한 'fingerprint individuality problem'을 시초로 Henry(1900), Balthazard(1911), Boss(1917), Pearson(1930) 등등이 지속적으로 일정한 영역내의 지문이 서로 다르게 생성될 수 있는 확률을 계산해 내었지요.

그 숫자는 주어진 조건 하에서(주로 영역의 크기 등) Galton은 1.45x10^-11, Henry는 1.32x10^-23... 등입니다.

단, 위에서 제시된 확률은 하나의 지문을 놓고 보았을 때, 가능한 모양새의 모든 가지수가 얼마나 될 것인지를 따지는 것이므로 (fingerprint configuration), 흔히 지문인식업계에서 필요로 하는 자동지문인식시스템에서의 유일성과는 의미상 커다란 차이가 있을 것입니다.

각설하고,
결론 부분을 말씀 드리면 두 가지 상황을 각각 아래와 같이 구분 지으실 수 있을 것입니다.

Fingerprint Configuration: 지문 한 장만 놓고 보았을 때의 유일성

2. Fingerprint Correspondence: 동일인이 시차를 두고 날인한 여러 장의 지문간의 차이, 즉

intra-class variation을 고려한 상태에서의 individuality

따라서 이에 대한 확률 계산은 반드시 구분되어져야 합니다.

 

08.손가락지문의 변조는 가능한가?

 

엄밀하게 이야기하면 가능합니다.

어려운 이야기지만, 진피가 손상을 입는다면 왜곡되는 지문이 생성되는 것은 사실입니다.

진피의 말뚝(Pegs)에 치명적인 손상을 주게 되면 지문은 두 줄로 생성됩니다.

이 경우에만 새로 생성되는 지문은 새로운 pattern을 만들게 됩니다

우리가 보통 “흉터” 가 남는다는 것은 진피의 손상의 의미하는데

지문생성표피에 흉터가 생기기란 참으로 어렵습니다.

더군다나 정신병을 가진 사람의 경우, 지문의 형태가 매우 혼란스러운 경우가 많았다는 웃지 못한 연구 결과가 기사화된 적도 있습니다.

이러한 발상이 편파적 우월주의에 이용되지 않도록 주의하여야 할 것으로 생각합니다.

대단히 어려운 경우지만, 이 가능성으로 인해,

미국의 어떤 범죄자(Gangster)는 자신의 진피,표피를 모두 제거한 뒤,

자신의 가슴에서 표피를 추출하여 이식한 경우가 있었습니다.

하지만 FBI에서는 새로 생성된 지문 중 두 번째 생성 지문을 제거하고 첫번째 지문만을 가지고 분석하여 “이 사람 범죄자다” 라고 결론 내린 사례가 있습니다.

이 사례에서 보 듯 지문의 완벽한 변조(100% 새로운 지문으로) 는 실질적으로 어려움이 있습니다.

얼굴성형은 쉽지만 지문성형은 쉽지 않습니다.

 

09.생체인식과 생체인증 즉 Identification과 Verification의 차이는 무엇인가?

 

위의 두 가지 개념이 혼용되어 사용되는 경우가 많습니다.

일단 정확한 구별을 정의하기는 어렵습니다. 특히 암호쪽에서 사용되던 Authentication 과도 혼용되어 사용됩니다.

인식: 1:N (1대 다수) 검증 시 사용되는 용어입니다.

즉 경찰청의 AFIS (Automatic Fingerprint Identification System)시스템이 그 예입니다.

우리 시스템에서 4000명을 등록하여 지문은 특징 점을 이용, 분류하고 검증할 때 인식이라고

정의할 수 있습니다.

인증: 1:1비교 예)PIN을 사용하는 Door lock 등.

좀더 쉽게 풀어볼까요?
국민학생에게 'A'라는 알파벳이 그려진 종이를 주고 이것이 무엇이냐 묻는다면 '인식'에 대한 문제라 할 것입니다. 반대로 'A'와 'A', 또는 'A'와 'a'라는 두 장의 종이를 주고 이것이 똑같은 것이냐고 묻는다면 '인증 또는 검증'의 문제일 것입니다. 만족하실 만한 답변이 되셨는지요?

그리고 가끔 불과 열에서 스무 명 정도 내에서 PIN의 사용 없이 지문을 인식하는 시스템들이 있는데

이를 1:N이라 부르기는 좀 뭣합니다. 이러한 경우 대문자 N 대신에 소문자 n을 써서 1:n 이라 표기하는 경우도 있으니까요.

그 옛날 우리나라에서 최초로 지문에 관련된 기법을 수입하신 분은 감식이란 용어를 쓰시더군요.

또는 식별이란 용어도.(출처: "指紋鑑識", 金振大, 형사학교 교재)

근데 왜 '거울 감'자가 쓰였을까요? 도저히 이해가 안됩니다.

 

10.우리나라에서 가장 오래된 지문은?

 

1986년에 경주에 위치한 용강동 고분 토용에서 비슷한 지문 흔적이 남아있는 유물이 발굴되었지요. 많은 유물들 중 하나인 토용...토용(土俑)은 흙으로 빚은 인물상을 말합니다...의 복식 형태로 미루어보아 이 무덤이 7세기 말에서 8세기 초에 조성된 것으로 추정됩니다.

지문은 토마의 말 안장 안쪽에서 발견되었답니다. 당시 서울시 경찰국 감식계에서 감식을 진행한 바, 아~ 벌써 1200년이 흐른 셈이군요.

 

 

 

         출처 : UNICQ