본 연구는 서식지 특성에 따른 양서류 유생의 몸상태 변화를 알아보기 위하여 2012년 3월부터 4월까지 한국산 도롱뇽 유생을 대상으로 진행되었다. 우리는 물이 마를 위험이 없는 서식지와 물이 마를 위험이 있는 서식지로 나누어, 유생의 성장과 외부요인에 대한 민감도에 대하여 알아 보았다. 부화 10일 후, 각 유생의 머리에서 눈이 위치한 부분의 넓이(HWE)와 머리에서 제일 넓은 곳의 길이(LHW)와 코끝부터 항문까지의 길이(SVL)를 측정하였으며, 폴리페니즘을 알아 보기 위하여 HWE/LHW의 비율을 사용하여 분석하였다. 물이 마를 위험이 없는 서식지의 유생은 물이 마를 위험이 있는 서식지의 유생보다 큰 SVL를 가지고 태어났으며, 이후의 성장률도 더 빨랐다. 또한 같은 포식자에게 노출되었을 때, 물이 마를 위험이 없는 서식지 유생은 물이 마를 위험이 있는 서식지 유생보다 HWE/LHW가 더 작게 나타났다. 따라서 물이 마를 위험이 있는 서식지 유생은 물이 마를 위험이 없는 서식지 유생보다 외부요인에 대하여 더 민감하게 반응하는 것을 알 수 있었다.
본 연구는 서식지 특성에 따른 양서류 유생의 몸상태 변화를 알아보기 위하여 2012년 3월부터 4월까지 한국산 도롱뇽 유생을 대상으로 진행되었다. 우리는 물이 마를 위험이 없는 서식지와 물이 마를 위험이 있는 서식지로 나누어, 유생의 성장과 외부요인에 대한 민감도에 대하여 알아 보았다. 부화 10일 후, 각 유생의 머리에서 눈이 위치한 부분의 넓이(HWE)와 머리에서 제일 넓은 곳의 길이(LHW)와 코끝부터 항문까지의 길이(SVL)를 측정하였으며, 폴리페니즘을 알아 보기 위하여 HWE/LHW의 비율을 사용하여 분석하였다. 물이 마를 위험이 없는 서식지의 유생은 물이 마를 위험이 있는 서식지의 유생보다 큰 SVL를 가지고 태어났으며, 이후의 성장률도 더 빨랐다. 또한 같은 포식자에게 노출되었을 때, 물이 마를 위험이 없는 서식지 유생은 물이 마를 위험이 있는 서식지 유생보다 HWE/LHW가 더 작게 나타났다. 따라서 물이 마를 위험이 있는 서식지 유생은 물이 마를 위험이 없는 서식지 유생보다 외부요인에 대하여 더 민감하게 반응하는 것을 알 수 있었다.
Scientific study has investigated the body condition differences by habitat characteristics in larvae Korea salamander (Hynobius leechii) from March to April in 2012. To examine the sensitivity of external environment (predation risk), we divided two groups according to habitat characteristic; 1) Pe...
Scientific study has investigated the body condition differences by habitat characteristics in larvae Korea salamander (Hynobius leechii) from March to April in 2012. To examine the sensitivity of external environment (predation risk), we divided two groups according to habitat characteristic; 1) Permanent pond and 2) Temporary pond. Howere, each larva was measured by head width at the level of the eye (HWE), largest head width (LHW) and snout-vent length, and we calculated the ratio of the head size by dividing HWE/LHW. As a result, larvae were larger in permanent pond group, had a faster growth rate than in temporary pond group. When exposed to the predator, larvae in permanent pond were smaller HWE/LHW than larvae in permanent pond. Therefore, these results indicate larvae in temporary pond more sensitive to the external environment.
Scientific study has investigated the body condition differences by habitat characteristics in larvae Korea salamander (Hynobius leechii) from March to April in 2012. To examine the sensitivity of external environment (predation risk), we divided two groups according to habitat characteristic; 1) Permanent pond and 2) Temporary pond. Howere, each larva was measured by head width at the level of the eye (HWE), largest head width (LHW) and snout-vent length, and we calculated the ratio of the head size by dividing HWE/LHW. As a result, larvae were larger in permanent pond group, had a faster growth rate than in temporary pond group. When exposed to the predator, larvae in permanent pond were smaller HWE/LHW than larvae in permanent pond. Therefore, these results indicate larvae in temporary pond more sensitive to the external environment.
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문제 정의
하지만 서식지 차이에 따른 한국산 도롱뇽 집단간의 차이에 대한 연구는 부족하다. 따라서 우리는 한국산 도롱뇽의 지리적 격리에 의한 서식지의 차이가 동일 종 내 개체군에서 몸상태의 차이가 나타나는지, 그리고 외부요인에 의한 폴리페니즘 민감도 차이가 나타나는지에 대하여 알아보고자 한다. 한국산도롱뇽은 국내에 고르게 분포하며, 물이 완만하게 흐르는 계류, 물이 고인 웅덩이나, 농경지의 수로 등 여러 환경에서 번식을 하고(Yoon et al.
1994; Tejedo and Reques 1994a, b). 본 실험에서도 여러 환경의 변화에 따른 서식지 별 유생의 변화를 관찰 할 수 있었다. 실험실 내의 동일한 환경에서 유생을 사육하였을 시, 채집한 지역(물이 마를 위험이 없는 서식지: 서울, 물이 마를 위험이 있는 서석지: 광주)에 따라 유생의 몸크기(SVL) 차이를 확인 했다.
제안 방법
도롱뇽 알들은 채집 후 16일부터 부화를 시작하였으며, 두 개체군 간의 차이는 없었다. 17일에서 18일 사이에 부화한 유생들을 무작위로 선택하여 서식지에 따라 (1) 마르지 않는 웅덩이 서식지(서울), (2) 마를 위험이 있는 웅덩이 서식지(광주)로 나누었다. 무작위로 선택된 유생 15마리는 3 L의 물이 들어있는 수조(29 cm×16 cm×19 cm)로 옮겨졌다.
우리는 물이 마를 위험이 없는 서식지와 물이 마를 위험이 있는 서식지로 나누어, 유생의 성장과 외부요인에 대한 민감도에 대하여 알아보았다. 부화 10일 후, 각 유생의 머리에서 눈이 위치한 부분의 넓이(HWE)와 머리에서 제일 넓은 곳의 길이(LHW)와 코끝부터 항문까지의 길이(SVL)를 측정하였으며, 폴리페니즘을 알아보기 위하여 HWE/LHW의 비율을 사용하여 분석하였다. 물이 마를 위험이 없는 서식지의 유생은 물이 마를 위험이 있는 서식지의 유생보다 큰 SVL를 가지고 태어났으며, 이후의 성장률도 더 빨랐다.
2). 부화 후 10일째 되는 날에 디지털 버니어 켈리퍼스(Mitutoyo CD-20CPX)를 이용하여 도롱뇽 유생의 HWE와 LHW 길이를 소수점 둘째자리까지 측정을 하였다. 측정상의 오류를 최소화하기 위하여 모든 크기 측정은 한 사람이 측정하였다.
서식지에 따른 외부환경의 민감도를 알아보기 위한 요인으로 포식압을 이용하였다. 포식압의 차이는 폴리페니즘을 유발하기 때문에 각 서식지에 따라 나누어진 그룹을 포식압의 유무에 따라 두그룹으로 나누었다.
서식지에 따른 집단간의 몸상태 차이를 알아보기 위한 요인으로 몸길이(SVL: snout-vent length)를 측정하여 비교하였다. 채집된 알주머니들은 실험실로 옮겨져 서식지에 따라 나누어져 13℃의 염소가 제거된 상수도 85 L가 들어있는 탱크 (130 cm×44 cm×47 cm)에서 부화할 때까지 사육되었다.
실험이 진행되는 동안 매일 오전 10시에서 오후 5시 사이에 먹이로 브라인쉬림프를 부족하지 않게 충분히 제공하였으며, 수온은 13~15℃로 유지하고, 실험에 사용된 물이 오염되는 것을 방지하기 위하여 3일마다 100% 환수하였다. 성장률의 차이를 비교하기 위해서 실험이 진행되는 10일 동안 두 번에 걸쳐 SVL를 측정하였으며(부화 첫날, 부화 후 10일째 되는 날), 디지털 버니어켈리퍼스(Mitutoyo CD-20CPX)를 이용하여 소수점 둘째 자리까지 측정하였다.
무작위로 선택된 유생 15마리는 3 L의 물이 들어있는 수조(29 cm×16 cm×19 cm)로 옮겨졌다. 실험이 진행되는 동안 매일 오전 10시에서 오후 5시 사이에 먹이로 브라인쉬림프를 부족하지 않게 충분히 제공하였으며, 수온은 13~15℃로 유지하고, 실험에 사용된 물이 오염되는 것을 방지하기 위하여 3일마다 100% 환수하였다. 성장률의 차이를 비교하기 위해서 실험이 진행되는 10일 동안 두 번에 걸쳐 SVL를 측정하였으며(부화 첫날, 부화 후 10일째 되는 날), 디지털 버니어켈리퍼스(Mitutoyo CD-20CPX)를 이용하여 소수점 둘째 자리까지 측정하였다.
1A). 우리는 모니터링 조사를 통하여 도롱뇽 유생의 포식자가 되는 버들치, 각종 무척추동물들과 북방산개구리의 알을 다수 관찰하였다. 광주시의 경우 인가 주변 얕은 야산인근에 위치한 웅덩이로써, 번식기 동안 물이 완전히 건조되지는 않지만 수량의 변화가 심한 곳이다.
본 연구는 서식지 특성에 따른 양서류 유생의 몸상태 변화를 알아보기 위하여 2012년 3월부터 4월까지 한국산 도롱뇽 유생을 대상으로 진행되었다. 우리는 물이 마를 위험이 없는 서식지와 물이 마를 위험이 있는 서식지로 나누어, 유생의 성장과 외부요인에 대한 민감도에 대하여 알아보았다. 부화 10일 후, 각 유생의 머리에서 눈이 위치한 부분의 넓이(HWE)와 머리에서 제일 넓은 곳의 길이(LHW)와 코끝부터 항문까지의 길이(SVL)를 측정하였으며, 폴리페니즘을 알아보기 위하여 HWE/LHW의 비율을 사용하여 분석하였다.
서식지에 따른 외부환경의 민감도를 알아보기 위한 요인으로 포식압을 이용하였다. 포식압의 차이는 폴리페니즘을 유발하기 때문에 각 서식지에 따라 나누어진 그룹을 포식압의 유무에 따라 두그룹으로 나누었다. 포 압이 있는 수조에는 매일 30 mL의 케미칼 큐(포식자 큐 10 mL+동종의 부상 큐 20 mL)를 넣어주었으며, 포식압이 없는 수조는 케미칼 큐 대신 염소를 제거한 물 30 mL을 넣어 주었다.
대상 데이터
2012년 3월 서울시 종로구 인왕산(37º 35′58′′N, 126º 58′09′′E)과 경기도 광주시(37º 23′13′′N, 127º 12′24′′E)의 웅덩이 2곳에서 각각 8개, 6개의 알주머니를 채집하였다 (Fig. 1).
본 연구는 서식지 특성에 따른 양서류 유생의 몸상태 변화를 알아보기 위하여 2012년 3월부터 4월까지 한국산 도롱뇽 유생을 대상으로 진행되었다. 우리는 물이 마를 위험이 없는 서식지와 물이 마를 위험이 있는 서식지로 나누어, 유생의 성장과 외부요인에 대한 민감도에 대하여 알아보았다.
포 압이 있는 수조에는 매일 30 mL의 케미칼 큐(포식자 큐 10 mL+동종의 부상 큐 20 mL)를 넣어주었으며, 포식압이 없는 수조는 케미칼 큐 대신 염소를 제거한 물 30 mL을 넣어 주었다. 서울과 광주 두 곳의 서식지에서 발견된 잠자리 유충을 포식자로 사용하였으며, 500 mL의물에 잠자리 유충 한 마리를 24시간 동안 담가놓은 후, 그 물을 사용하였다. 동종의 부상 큐는 물에 도롱뇽유생을 갈아서 사용하였다(1마리/5 mL).
모니터링 조사결과 다양한 무척추동물들을 발견할 수 있었지만 다른 양서류의 알은 관찰하지 못하였다. 채집 시, 유생들의 부화시기를 일정하게 하기 위하여 발생이 시작되지 않은 알주머니들을 채집하였다(Kim et al. 2012).
데이터처리
A) 을 사용하였다. 또한 t-test를 사용하여 각 그룹간의 차이를 비교, 분석하였다.
성능/효과
또한 같은 포식자에게 노출되었을 때, 물이 마를 위험이 없는 서식지 유생은 물이 마를 위험이 있는 서식지 유생보다 HWE/LHW가 더 작게 나타났다. 따라서 물이 마를 위험이 있는 서식지 유생은 물이 마를 위험이 없는 서식지 유생보다 외부요인에 대하여 더 민감하게 반응하는 것을 알 수 있었다.
서울에서 채집한 도롱뇽 유생은 부화 당시부터 광주에서 채집한 유생에 비하여 몸길이(SVL)가 길었으며, 10일이 지난 후 몸길이의 성장률 또한 높게 나타났다(Table 1).
선행연구에 따르면 도롱뇽 유생 머리크기 중 HWE와 LHW 두 곳의 비율은 카니발리즘형을 판단하기에 가장 적합하다고 보고 되어있다(Michimae and Wakahara 2001). 우리는 서식지 환경 차이에 따라 HWE/LHW 비율이 차이가 난다는 것을 알 수 있었다. 이는 동종일지라도 같은 자극(포식압)을 주었을 때 폴리페니즘은 다르게 나타난다는 것을 의미한다.
Hynobius Retardatus는초기 유생시기에 유생의 밀도, 수온, 먹이량 등의 변화에 따라 폴리페니즘이 나타나며, Ambystoma tigrinum의 경우 부화 후, 동종간의 촉각신호로 인하여 폴리페니즘이 유도된다고 보고하였다(Nishihara 1996; Hoffman and Pfennig 1999). 우리의 연구결과에 따르면 포식자 유무가 도롱뇽 유생의 폴리페니즘 차이를 유발하는 것으로 나타났다. Hwang and Chung(2010)은 폴리페니즘이 포식압 수준에 따라 유도된다고 보고 하였는데 이러한 결과는 본 연구결과와도 일치한다.
서식지의 수생환경은 물이 마를 수 있는 가능성에 따라 두 가지로 나눌 수 있다(Koskela 1973; Starrett 1973). 첫째, 물이 마를 위험이 없는 서식지의 경우는 지속적으로 물이 공급되어 안정적인 습지환경을 가지며, 둘째, 물이 마를 위험이 있는 서식지는 겨울 동안 얼었던 얼음과 땅이 녹으며 생기거나, 강수를 통해 일시적으로 생겨나는 수생 환경으로 안정적이지 못하다. 물이 마를 위험이 없는 서식지의 유생들은 변태하여 육상으로 나가기 전에 물이 말라서 서식지가 없어지는 위험으로부터 안전하지만, 임시로 생겨난 서식지에 비하여 동종 및 타종의 경쟁과 상대적으로 높은 포식압에 의하여 자원획득이 감소한다는 단점이 존재한다(Woodward 1982, 1983; Morin 1983; Wilbur 1987; Wellboen et al.
후속연구
양서류 유생의 생존과 성장은 서식지의 생물학적과 물리적 환경에 모두 영향을 받지만, 발생은 물리적 환경에 더욱 영향을 받는다(Alford 1999). 본 연구는 도롱뇽 유생의 부화 후 10일만 진행되었기 때문에 유생의 발생 차이는 관찰하지 못하였다. 서식지 질에 따른 유생의 생존과 발생 차이는 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각한다.
본 연구는 도롱뇽 유생의 부화 후 10일만 진행되었기 때문에 유생의 발생 차이는 관찰하지 못하였다. 서식지 질에 따른 유생의 생존과 발생 차이는 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각한다. 우리는 사육을 통하여 실험에 영향을 줄 수 있는 여러 요인들을 통제하며 데이터를 얻었지만, 실험실 내에서 얻어진 데이터를 자연상태에 직접 적용하는 것에는 무리가 있을 수 있다.
우리는 사육을 통하여 실험에 영향을 줄 수 있는 여러 요인들을 통제하며 데이터를 얻었지만, 실험실 내에서 얻어진 데이터를 자연상태에 직접 적용하는 것에는 무리가 있을 수 있다. 하지만 자연상태에서 양서류 유생의 생태 및 행동학적 연구를 하는 것은 한계가 있기 때문에 본 실험은 연구적 가치가 충분하다고 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
폴리페니즘이란?
최근 서식지에 따른 양서류의 폴리페니즘에 대한 연구가 관심을 받고 있다 (West-Ebrhard 1992; Schlichtign and Pigliucci 1998; Hoffman and Pfenning 1999; Michimae and Wakahara 2001). 폴리페니즘은 환경에 의해 특정 동물종의 단일 유전자형에서 다른 표현형의 차이가 나타나는 것을 의미한다(West-Eberhard 1989). 양서류 유생의 폴리 페니즘은 유생간의 밀도, 먹이공급량, 친족의 비율, 포식 압의 수준, 그리고 카니발리즘의 경험 유무에 따라 영향을 받는다 (Michimae and Wakahara 2001; Hwang and Chung 2010; Kim et al.
양서류의 유생의 발달과정에, 특히 중요한 요인은 무엇인가?
양서류는 동일 종 내에서도 개체군 서식환경에 따라 생존율, 성장률, 발생시기, 몸 크기 등의 차이가 나타날 수 있다 (Seale 1987). 특히 서식지의 수생 환경은 유생들의 발달과정에서 매우 중요하다 (Wilbur and Collins 1973). 서식지의 수생환경은 물이 마를 수 있는 가능성에 따라 두 가지로 나눌 수 있다 (Koskela 1973; Starrett 1973).
양서류 유생의 서식지 중, 물이 마를 위험이 없는 서식지의 단점은 무엇인가?
첫째, 물이 마를 위험이 없는 서식지의 경우는 지속적으로 물이 공급되어 안정적인 습지환경을 가지며, 둘째, 물이 마를 위험이 있는 서식지는 겨울 동안 얼었던 얼음과 땅이 녹으며 생기거나, 강수를 통해 일시적으로 생겨나는 수생 환경으로 안정적이지 못하다. 물이 마를 위험이 없는 서식지의 유생들은 변태하여 육상으로 나가기 전에 물이 말라서 서식지가 없어지는 위험으로부터 안전하지만, 임시로 생겨난 서식지에 비하여 동종 및 타종의 경쟁과 상대적으로 높은 포식압에 의하여 자원획득이 감소한다는 단점이 존재한다 (Woodward 1982, 1983; Morin 1983; Wilbur 1987; Wellboen et al. 1996; Laurila 1998).
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