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Genus Tomocerus 와 Ptenothrix는 월등하게 긴 도약기와 다리를 가지고 있어서 다른 그룹에 속하는 톡토기에 비해, 높은 점프 능력을 가지고 있으며 기어 올라가거나 매달리는 능력이 탁월할 것이라 추정되는 무리이다.
본 연구에서는 이 두 속의 분류학적, 계통학적 연구를 통해 epigeic collembola들이 가지는 형태적 특이성을 확인하고 이 특징들이 어떻게 서식처와 상호작용을 갖게 되며, 그 결과가 이들의 계통에 어떻게 반영되어 왔는지 그 진화의 과정을 유추해보고자 하였다.
분류학적 분석 결과 몸의 모서식은 종 간에 차이가 크게 나타나지 않았으나, 도약기와 다리의 특정 구조는 종 간의 차이가 크다는 사실을 확인하였다. 지금까지 보고된 Tomocerus 속의 대부분은 중국에 서식하는 것으로 알려져 있으며, 한국에서는 6종만이 보고되었다. 이번 연구를 통해 2종의 신종(new species)을 보고하며, 이 종과 더불어 3 한국기록종 및 일본산 1종에 대해 선행연구 되어있는 레퍼런스 22종 (Yu et al., 2021)과 함께 분자기반 계통분석 (...

Genus Tomocerus 와 Ptenothrix는 월등하게 긴 도약기와 다리를 가지고 있어서 다른 그룹에 속하는 톡토기에 비해, 높은 점프 능력을 가지고 있으며 기어 올라가거나 매달리는 능력이 탁월할 것이라 추정되는 무리이다.
본 연구에서는 이 두 속의 분류학적, 계통학적 연구를 통해 epigeic collembola들이 가지는 형태적 특이성을 확인하고 이 특징들이 어떻게 서식처와 상호작용을 갖게 되며, 그 결과가 이들의 계통에 어떻게 반영되어 왔는지 그 진화의 과정을 유추해보고자 하였다.
분류학적 분석 결과 몸의 모서식은 종 간에 차이가 크게 나타나지 않았으나, 도약기와 다리의 특정 구조는 종 간의 차이가 크다는 사실을 확인하였다. 지금까지 보고된 Tomocerus 속의 대부분은 중국에 서식하는 것으로 알려져 있으며, 한국에서는 6종만이 보고되었다. 이번 연구를 통해 2종의 신종(new species)을 보고하며, 이 종과 더불어 3 한국기록종 및 일본산 1종에 대해 선행연구 되어있는 레퍼런스 22종 (Yu et al., 2021)과 함께 분자기반 계통분석 (ML, BP)을 수행하였다. 그 결과 한국산 Tomocerus 속은 중국산, 일본산 Tomocerus 종과 함께 5개의 아속(subgenus)으로 단계통을 이루었다. 아속의 분기를 결정하는 가장 영향력 있는 생태형질은 1) Dental spine form 과 2) Tibiotarsal spine-like chaetae의 유무일 것이라는 생각을 갖게 되었다. 이 두 가지 형질과 미세서식처와의 상호작용에 의해 생태적 분기가 일어났을 것이라는 가설을 세웠으며 이것을 검증하기 위해서 두 형질과 미세서식처의 유형별 코딩을 통해 RASP 프로그램을 이용한 BBM분석을 실시하였다.
분석 결과 전체 Tomocerus 속의 공통조상이 가지는 조상형질상태는 경절가시(dental spine)의 경우 ‘여러갈래로 갈라진 형태(multifurcate form)’, 경부절가시강모(tibiotarsal spiny chaetae)의 경우 ‘spiny 한 털이 없는 상태’로 추정되었다. 한편 미세서식처의 조상형질상태는 ‘humus’이었던 것으로 추정되었다.
여러 갈래로 갈라진 형태의 경절가시는 Subgenus Tomocerus 진화의 강력한 출발점이 되어주었고 진화의 과정동안 식물의 크기가 점점 커지면서 키 큰 나무에 성공적으로 적응해 온 무리들이 Tomocerus 의 5개 아속 중 Coloratomurus의 계통을 이루었을 것으로 생각된다.
운동역학적 측면에서 높은 서식처를 점유하기 위해서는 점프능력 뿐만 아니라 그들의 서식처(수피나 수피아래)인 나무에서 미끄러지지 않고 오래 매달려 있는 능력이 필요했을 것이다. 이를 위해서 경절의 가지는 여러 갈래로 갈라는 모양(multifurcate dental spine)을 가지게 되었을 것이고 이와 더불어 다리 경부절에 나있는 가시강모도 도움을 주었을 것으로 생각된다. 결론적으로 Tomocerus 가 갖는 dental spines의 진화는 이들의 수직적 서식지 층화 (vertical habitat stratification 살아있는 나무를 이용할 수 있도록 수직화된 층화)와 관련되어있다고 볼 수 있다.
계통학적 거리가 먼 집단끼리 유사한 생태형질진화 양상이 관찰되는지 알아보기 위해 분류학적 분석을 하는 과정에서 1개의 한국산 Ptenothrix 신종을 확보하였다. 이 종에서도 다리에서 추가적으로 강화되거나 변형된 털 등을 관찰하였으며, 이는 Tomocerus속과 비슷한 형태 진화경향을 보였다. 이 두 속 사이의 분자진화경향의 연구도 충분한 가치가 있을 것으로 사료되어 추가적인 개체 확보를 통해 후속연구를 진행할 예정이다.

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