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문제 정의
- 본 연구는 포기거머리말의 분포와 생육지 환경을 파악하고, 생육 환경에 따른 종의 형태변이와 환경요인과의 관계를 분석 하는데 그 목적이 있다.
제안 방법
- 또한 잎 표피와 열매의 미세구조 관찰을 위해 건조된 식물 표본으로 직접 재료를 취하여 이온 증착기(ion coater, Paraone PS1200)로 gold coating한 뒤 주사전자현미경 (TOPCON SM-300)을 15 kv로 운영하여 관찰하였다.
- 채집된 식물체는 Miki(1932)의 기재에 의거하여 종을 동 정하였으며, 생식지(flowering shoot)와 영양지(vegetation shoot) 로 구분하여 형태학적 특징을 관찰하였다. 생육지에 따른 생식 지와 영양지의 외부 형태적인 변이는 생식지의 경우 식물체, 불 염포(spathe) 및 육수화서(spadix)의 길이와, 영양지의 식물체와 잎 길이, 잎 너비, 엽맥(leaf vein) 수, 엽두(leaf apex)의 모양 등 외부 형태의 정성 및 정 량적인 특징을 조사하였다. 외부 형태의 정량과 정성분석에 필요한 자료는 각 조사 지역에서 채집한 성 숙한 식물체 중 10~20 개체를 조사하여 그 값들의 범위로 나타내었다.
- 생육지의 수심은 압력계를 이용하여 측정하였으며, 식물체, 해수와 퇴적물 시료는 SCUBA 잠수를 이용하여 채집하였다. 생 육지 환경을 파악하기 위해 해수의 수온과 염분은 현장에서 측 정(YSI M-33)하였으며, 계절에 따른 수온 분포는 현장 측정과 국립수산진흥원 자료를 참고하였다 (Hahn 등 1997).
- 포기거머 리말 생육지의 퇴적 환경은 주상퇴적물(core)의 표층(2~5 cm) 퇴적물을 이용하여 퇴적물의 입도(grain size)와 퇴적물 내 유기 물 함량을 분석하였다. 퇴적물의 입도 분석은 4©까지 건식 체 질방법으로, 4。이하는 피펫팅 방법을 이용하여 분석하였다. 유기물함량은 건조된 퇴적물을 전기로에서 500℃로 2~3시간 태운 후 무게 차를 계산하였다 (Shepahard 1954, Galehouse 1971).
- 생 육지 환경을 파악하기 위해 해수의 수온과 염분은 현장에서 측 정(YSI M-33)하였으며, 계절에 따른 수온 분포는 현장 측정과 국립수산진흥원 자료를 참고하였다 (Hahn 등 1997). 포기거머 리말 생육지의 퇴적 환경은 주상퇴적물(core)의 표층(2~5 cm) 퇴적물을 이용하여 퇴적물의 입도(grain size)와 퇴적물 내 유기 물 함량을 분석하였다. 퇴적물의 입도 분석은 4©까지 건식 체 질방법으로, 4。이하는 피펫팅 방법을 이용하여 분석하였다.
- 포기거머리말의 생육환경에 따른 형태적인 특징을 상관관계 로 분석하였다. 생육환경 요인 중 수심과 평균 입도는 영양지 의 잎의 길이와 유의한 상관을 보였다.
대상 데이터
- 생육지에 따른 생식 지와 영양지의 외부 형태적인 변이는 생식지의 경우 식물체, 불 염포(spathe) 및 육수화서(spadix)의 길이와, 영양지의 식물체와 잎 길이, 잎 너비, 엽맥(leaf vein) 수, 엽두(leaf apex)의 모양 등 외부 형태의 정성 및 정 량적인 특징을 조사하였다. 외부 형태의 정량과 정성분석에 필요한 자료는 각 조사 지역에서 채집한 성 숙한 식물체 중 10~20 개체를 조사하여 그 값들의 범위로 나타내었다.
- 포기거머리말의 생식지 형성은 군집 중 일부 식물체만 생식 지로 출현하였으며, 생식지의 출현 시기는 동해 연안의 덕산항 에서는 1월 중순부터 3월말까지, 황해 연안의 백령도 두무진의 경우 3월에서 4월까지 그리고 남해 연안의 진해에서는 4월말까 지 열매가 형성되어 출현하였다. 생식지가 출현한 시기의 수온 분포는 동해 덕산항의 경우 7~ 10.
- 포기거머리말의 생육지 조사와 채집은 덕산항의 경우 1998 년 3월부터 2000년 8월까지, 대변항은 1998년 7월, 진해 신명은 2000년 4월, 6워 백령도 두무진은 1999년 3월, 6워 8월에 조사 하였다.
- 한반도에 자생하는 포기거 머리 말의 생태 환경조사와 식물체 의 채집은 동해안의 덕산항과 대변항, 남해안의 진해 신명과 황 해의 백령도 두무진의 생육지에서 실시되었다 (Fig. 1).
이론/모형
- 생육지의 수심은 압력계를 이용하여 측정하였으며, 식물체, 해수와 퇴적물 시료는 SCUBA 잠수를 이용하여 채집하였다. 생 육지 환경을 파악하기 위해 해수의 수온과 염분은 현장에서 측 정(YSI M-33)하였으며, 계절에 따른 수온 분포는 현장 측정과 국립수산진흥원 자료를 참고하였다 (Hahn 등 1997). 포기거머 리말 생육지의 퇴적 환경은 주상퇴적물(core)의 표층(2~5 cm) 퇴적물을 이용하여 퇴적물의 입도(grain size)와 퇴적물 내 유기 물 함량을 분석하였다.
- 유기물함량은 건조된 퇴적물을 전기로에서 500℃로 2~3시간 태운 후 무게 차를 계산하였다 (Shepahard 1954, Galehouse 1971). 채집된 식물체는 Miki(1932)의 기재에 의거하여 종을 동 정하였으며, 생식지(flowering shoot)와 영양지(vegetation shoot) 로 구분하여 형태학적 특징을 관찰하였다. 생육지에 따른 생식 지와 영양지의 외부 형태적인 변이는 생식지의 경우 식물체, 불 염포(spathe) 및 육수화서(spadix)의 길이와, 영양지의 식물체와 잎 길이, 잎 너비, 엽맥(leaf vein) 수, 엽두(leaf apex)의 모양 등 외부 형태의 정성 및 정 량적인 특징을 조사하였다.
성능/효과
- 그러나 주사전자현미경을 통한 종피의 미세구조 관 찰에서는 거머리말과 같이 명확하지는 않았으나 세로 줄무늬 가 관찰되었다. 관찰된 포기거머리말의 주름의 수는 20개였으 며, 거머리말의 주름 수는 17개로 명확히 구분되었다 (Fig. 7).
- 1996, Omori and Aioi 1998)와 잘 일치하였다. 그러나 한반도에서 생육하는 포기 거머리말의 형태적인 특징 중 백령도 두무진에서 출현한 영양 지는 지금까지 보고된 것 중 가장 긴 166.0 cm까지 성 장하는 것으로 나타났다. 반면에 일본의 야마다 만(Yamada bay, 山田灣) 에서 자생하는 생식지는 180.
- 2 m 내외에서 출현하였다 (Table 2). 두무진과 덕산항 지역은 조석에 의한 해수의 혼합이 적은 지역으로 투명도가 높았으며, 대변항은 주변 섬의 영향으로 비교적 조류가 강한 지역이며, 신명의 생육지는 조석 의 영향으로 부유물질이 많아 투명도가 낮은 지역이었다. 포기 거머리말의 생육지에서 함께 출현한 거머리말의 생육지는 포 기거머리말 보다 얕은 수심에서 독립적으로 군집을 형성하였 으며 혼재된 군집은 나타나지 않았다.
- 거머리말의 경우 사질의 퇴적 환경에서 생육하는 식물체는 짧고 좁은 엽신을 가지며, 니질 (mud)의 퇴적 환경에서는 넓고 긴 엽신의 식물체가 출현하는 것으로 보고 된 바 있으며(Short 1983), 조간대에 생육하는 식물 체보다 조하대에 서식하는 식물체의 길이가 더 신장하고 잎이 넓은 광엽형을 특징을 나타내는 것으로 보고하였다 (Setchell 1929, Den Hartog 1970, Van Lent and Verschuure 1994). 본 연구 결과에서는 수심과 퇴적물의 입도 조성과 유기물함량이 포기 거머리말의 형태적인 형질에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 외부 형태적인 특징의 종 내 차이는 수심과 투명도뿐만 아니라 생육지의 퇴적환경, 해수와 공극수의 영 양염 농도 분포, 조석 및 파랑, 수온과 염분 등 주변 환경요인에 영향을 받으므 로 복합적인 분석이 이루어져야만 종 내 형태적인 형질 차이의 원인을 보다 구체적으로 해석할 수 있을 것이다.
- 5 m에 분포한다고 보고하였다 (Miki 1933). 본 조사 결과에서 한반도에 생육하는 포기거머리말의 생육 환경은 동해와 황해 연안에서는 수심 3.0-5.2 m 범위의 사질 퇴적물에서 생육하였으며, 남해 연안은 3.0 m 내외의 사니질 퇴적 환경에서 생육하는 것으로 나타났다. 반면에 포기거머리말과 함께 출현한 거머 리말의 생육지는 보다 얕은 지역에 분포하였으며, 두 군집이 혼 재하지 않았다.
- 생육지에 따른 포기거머리말의 외부 형태적인 특징은 동해 연안의 경우 덕산항과 대변항에서는 영양지와 생식지의 길이 가 53.5-76.6 cm, 황해 연안의 백령도에서는 영양지 길이가 79.0-166.6 cm, 생식지 길이가 82.0-105.0 cm 그리고 남해 연 안의 진해에서는 생식지와 영양지의 길이가 86.7~ 127.5 cm로 조사되었다 (Table 1). 영양지의 경우 잎의 최대 길이는 황해의 백령도 두문진에서 141.
- 포기거머리말의 생육환경에 따른 형태적인 특징을 상관관계 로 분석하였다. 생육환경 요인 중 수심과 평균 입도는 영양지 의 잎의 길이와 유의한 상관을 보였다. 퇴적물내 유기물질 함량은 영양지와 생식지의 잎 길이와는 유의하지 않았으나, 잎의 너비 와는 유의한 것으로 나타났다.
- 한반도의 경우 포기거머리말과 같은 생육지에서 생육하는 거 머리말의 생식지는 1~2개월 늦은 3월 말부터 출현하였다. 이러한 결과로 볼 때 거머리말속의 생식지 출현시기와 개화 시기 는 다른 생육 환경 요인보다도 수온에 영향을 크게 받는 것으로 사료된다. 특히, 포기거머리말은 보다 다양한 곳에서 생육하는 거머리말 군집과의 경쟁에서 종을 보존하기 위해 생육 형태의한 방법으로서 생식지의 출현시기와 개화시기가 빠른 것인 지는 파악할 수 없었으나, 포기거머리말은 거머리말 보다 낮은 온도의 생육 조건에서 생육하면서 진화해 왔을 가능성이 있을 것으로 생각된다.
- 반면에 포기거머리말과 함께 생육하는 거머리말의 개 화시기는 생육지에 따라 차이는 있으나, 덕산항의 경우 3월말 부터 생식지가 출현하고, 4월 중순부터 개화하기 시작하여 7월 초까지 과실이 존재하였다. 이러한 결과로 볼 때 한반도에서 자 생하는 포기거머리말의 생식지에서의 출현 및 개화시기는 거 머리말보다 1 ~2개월 정도 빠른 것으로 나타났으며, 같은 생육 지에서도 포기거머리말은 거머리말과는 명확히 구분되는 생활 사를 나타내었다.
- 생육환경 요인 중 수심과 평균 입도는 영양지 의 잎의 길이와 유의한 상관을 보였다. 퇴적물내 유기물질 함량은 영양지와 생식지의 잎 길이와는 유의하지 않았으나, 잎의 너비 와는 유의한 것으로 나타났다. 생식지의 길이는 퇴적물의 입도 와 유의한 상관 관계를 나타내었다 (Table 3).
- 9%의 사니질(muddy sand)로 구 성되었다. 퇴적물에 포함된 유기물의 양은 1.6~3.5%로서 황해 연안 생육지에서 높게 나타났다 (Table 2).
- 생식지의 길이는 퇴적물의 입도 와 유의한 상관 관계를 나타내었다 (Table 3). 포기거머리말의 외부형태학적 특징은 수심, 퇴적물의 평균 입도와 퇴적물 내 유 기물질 함량과 같은 생육환경 요인에 따라 형태 변이가 나타날 가능성이 높은 것으로 나타났다.
후속연구
- 본 연구 결과에서는 수심과 퇴적물의 입도 조성과 유기물함량이 포기 거머리말의 형태적인 형질에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 외부 형태적인 특징의 종 내 차이는 수심과 투명도뿐만 아니라 생육지의 퇴적환경, 해수와 공극수의 영 양염 농도 분포, 조석 및 파랑, 수온과 염분 등 주변 환경요인에 영향을 받으므 로 복합적인 분석이 이루어져야만 종 내 형태적인 형질 차이의 원인을 보다 구체적으로 해석할 수 있을 것이다.
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