[국내논문]슴새(Calonectris leucomelas)의 포란행동이 일별 몸무게 변화에 미치는 영향 The Effect of Incubation Behaviour on the Daily Body Mass Regulation of Streaked Shearwaters (Calonectris leucomelas)원문보기
포란 기간 동안에 대양성 바다새들은 기아생태로 포란함으로써 커다란 몸무게 변화를 겪는다. 포란 동안에 몸무게의 심각한 변화를 겪는 슴새목 조류에서, 몸무게 조절은 포란 기간 동안에 그들의 포란 행동을 결정하는 중요한 요소로 작용할 것이다. 이 연구는 2013년 6월부터 8월까지 제주특별자치도 제주시 추자면에 위치하고 있는 무인도서인 사수도에서 번식하는 슴새를 대상으로, 포란 기간 동안 개체의 몸 크기, 몸 상태 그리고 포란 행동이 그들의 몸무게 조절에 어떠한 영향을 주는 지를 연구하였다. 연구결과를 보면, 포란하는 슴새 개체의 일별 몸무게 감소량은 그들의 몸 크기나 몸 상태와 관계가 없었으나, 둥지 내에서 포란 시도 횟수가 증가함에 따라 일별 몸무게 감소량도 증가하는 경향을 보였다. 또한, 몸 크기가 큰 개체일수록 일별 포란 시도를 많이 하는 경향을 보이고 있었다. 결과적으로 포란하는 개체의 몸 크기와 몸 상태는 그들의 일별 몸무게 감소와 관계가 없었지만, 일별 몸무게 감소량에 영향을 주고 있는 포란 시도 횟수는 그들의 몸 크기에 따라 조절되고 있었다. 따라서 포란 기간 동안에 번식 개체들의 몸 크기는 그들의 포란 행동을 결정하는 중요한 요소 중에 하나로 작용하고 있다.
포란 기간 동안에 대양성 바다새들은 기아생태로 포란함으로써 커다란 몸무게 변화를 겪는다. 포란 동안에 몸무게의 심각한 변화를 겪는 슴새목 조류에서, 몸무게 조절은 포란 기간 동안에 그들의 포란 행동을 결정하는 중요한 요소로 작용할 것이다. 이 연구는 2013년 6월부터 8월까지 제주특별자치도 제주시 추자면에 위치하고 있는 무인도서인 사수도에서 번식하는 슴새를 대상으로, 포란 기간 동안 개체의 몸 크기, 몸 상태 그리고 포란 행동이 그들의 몸무게 조절에 어떠한 영향을 주는 지를 연구하였다. 연구결과를 보면, 포란하는 슴새 개체의 일별 몸무게 감소량은 그들의 몸 크기나 몸 상태와 관계가 없었으나, 둥지 내에서 포란 시도 횟수가 증가함에 따라 일별 몸무게 감소량도 증가하는 경향을 보였다. 또한, 몸 크기가 큰 개체일수록 일별 포란 시도를 많이 하는 경향을 보이고 있었다. 결과적으로 포란하는 개체의 몸 크기와 몸 상태는 그들의 일별 몸무게 감소와 관계가 없었지만, 일별 몸무게 감소량에 영향을 주고 있는 포란 시도 횟수는 그들의 몸 크기에 따라 조절되고 있었다. 따라서 포란 기간 동안에 번식 개체들의 몸 크기는 그들의 포란 행동을 결정하는 중요한 요소 중에 하나로 작용하고 있다.
During incubation, pelagic seabirds undergo large variations in their body mass as a result of concomitant fasting. In Procellariifomes undergoing important changes in body mass through the incubation, body mass regulation could be an important factor in behavioural decisions for changing activities...
During incubation, pelagic seabirds undergo large variations in their body mass as a result of concomitant fasting. In Procellariifomes undergoing important changes in body mass through the incubation, body mass regulation could be an important factor in behavioural decisions for changing activities during the incubation. The aim of this study was to investigate the effect of individuals' quality and incubation behaviour on their body mass regulation in Streaked Shearwaters Calonectris leucomelas breeding at Sasudo Island, in Jeju, South Korea during incubation period, June to August in 2013. In our results, we found that there was no relationship between the daily body mass loss and body size or condition of Streaked Shearwaters. However, the daily body mass loss increased significantly as the incubation bout increased. Moreover, the daily incubation bout was positively related to their body size. Consequently, although breeders' qualities were not related to their daily body mass loss during the incubation, the incubation behaviour affecting their daily body mass loss was regulated by their body size. Therefore, the body size of Streaked Shearwater breeders is one of important factors in their decisions for the incubation behaviour.
During incubation, pelagic seabirds undergo large variations in their body mass as a result of concomitant fasting. In Procellariifomes undergoing important changes in body mass through the incubation, body mass regulation could be an important factor in behavioural decisions for changing activities during the incubation. The aim of this study was to investigate the effect of individuals' quality and incubation behaviour on their body mass regulation in Streaked Shearwaters Calonectris leucomelas breeding at Sasudo Island, in Jeju, South Korea during incubation period, June to August in 2013. In our results, we found that there was no relationship between the daily body mass loss and body size or condition of Streaked Shearwaters. However, the daily body mass loss increased significantly as the incubation bout increased. Moreover, the daily incubation bout was positively related to their body size. Consequently, although breeders' qualities were not related to their daily body mass loss during the incubation, the incubation behaviour affecting their daily body mass loss was regulated by their body size. Therefore, the body size of Streaked Shearwater breeders is one of important factors in their decisions for the incubation behaviour.
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문제 정의
그러나 이것은 각각의 개체의 한 번의 포란 교대(incubation shift)와 관련된 결과이며, 일별 몸무게 변화 및 일별 포란 행동과 연관된 연구는 아직 시도되지 않았다. 따라서 본 연구는 사수도에서 집단으로 번식하는 슴새를 대상으로 포란기 동안에 개체의 일별 몸무게 변화를 측정하고, 온도 데이터를 이용하여 개체의 일별 포란 행동에 대한 정보를 얻고, 이러한 정보를 통하여 포란 개체들의 몸무게가 그들의 행동에 의해서 어떻게 영향을 받고 있는지, 이러한 포란 행동이 개체의 질과 어떠한 관계를 가지는지 밝히기 위하여 수행되었다.
포란하는 동안에 개체들의 일별 몸무게 감소량(mass loss)에 생태학적 요소들이 어떠한 영향을 끼치는가를 알아보기 위하여, 다음과 같은 변수들을 사용하였다. 암수간의 차이를 알아보기 위해 번식 개체의 ‘성별’(‘sex’)을, 처음 포란을 시작할 때의 몸무게에 따른 차이를 알기 위해서 개체의 ‘몸무게’(‘initial body mass’), 그리고 개체의 질에 따른 영향을 알기위해서 ‘몸 크기’ 및 ‘몸 상태 지수’를, 그리고 개체의 포란 행동에 의한 영향을 알기 위해서 ‘평균 알 온도(mean Tegg)’와 ‘포란 시도’ 및 ‘포란 시간’ 등을 고정요인(fixed factor) 선택하였으며, 각각의 식별된 개체를 임의 요인(random factor)으로 선정하여, 선형 혼합 모형(Linear Mixed Model)을 이용하여 분석하였다.
제안 방법
둥지내의 번식개체의 일별 포란 행동을 관찰하기 위하여, 온도 데이터 로거(T&D Corporation, TR-52, 측정범위 -40℃ to +80℃)를 알에 부착하여 지속적으로 온도의 변화를 관찰하였다.
슴새의 둥지내의 번식개체의 포란 행동을 관찰하기 위하여, 조사지역내의 무작위로 선정한 50개의 둥지 중 9개의 번식 둥지를 선정하여 조사를 실시하였다. 매일 일정한 시간에 일정한 순서대로 번식 둥지를 방문하여 개체의 포란 여부 및 교대 패턴, 그리고 포식 상황 등을 관찰하였으며, 포란하고 있는 개체의 몸무게를 측정하였다.
둥지내의 번식개체의 일별 포란 행동을 관찰하기 위하여, 온도 데이터 로거(T&D Corporation, TR-52, 측정범위 -40℃ to +80℃)를 알에 부착하여 지속적으로 온도의 변화를 관찰하였다. 온도 데이터 로거는 전체 조사 기간 동안 매 5분마다 알의 온도가 기록되도록 프로그램을 설정하였다. 또한 초기 9둥지 중 포식이나 번식실패가 일어난 둥지의 온도 데이터 로거는 다른 번식 중인 둥지로 옮겨져서 지속적인 관찰을 실시하였다.
온도 데이터 로거는 전체 조사 기간 동안 매 5분마다 알의 온도가 기록되도록 프로그램을 설정하였다. 또한 초기 9둥지 중 포식이나 번식실패가 일어난 둥지의 온도 데이터 로거는 다른 번식 중인 둥지로 옮겨져서 지속적인 관찰을 실시하였다.
암수간의 차이를 알아보기 위해 번식 개체의 ‘성별’(‘sex’)을, 처음 포란을 시작할 때의 몸무게에 따른 차이를 알기 위해서 개체의 ‘몸무게’(‘initial body mass’), 그리고 개체의 질에 따른 영향을 알기위해서 ‘몸 크기’ 및 ‘몸 상태 지수’를, 그리고 개체의 포란 행동에 의한 영향을 알기 위해서 ‘평균 알 온도(mean Tegg)’와 ‘포란 시도’ 및 ‘포란 시간’ 등을 고정요인(fixed factor) 선택하였으며, 각각의 식별된 개체를 임의 요인(random factor)으로 선정하여, 선형 혼합 모형(Linear Mixed Model)을 이용하여 분석하였다.
포란하는 개체의 포란 시간과 포란 시도에 대하여 개체의 질이 어떠한 영향을 끼치는지를 알아보기 위하여, 개체의 ‘성별’과 ‘일별 몸무게 감소량’, ‘몸 크기’, ‘몸 상태 지수’를 고정요인으로 사용하였으며, 식별된 각각의 개체를 임의요인으로 사용하여 일반화 혼합 모형(General Linear Model with poisson error)으로 분석하였다.
번식개체의 외부형태에 대한 정보는 다음과 같은 과정을 통하여 얻어졌다. 산란 초기에 포란 대기 중이거나 포란하고 있는 성조를 둥지에서 포획하여, 부리, 두취장, 부척의 길이는 Mitutoyo digimatic calliper를 이용하여 0.01㎜단위까지 측정하였으며, 날개길이와 꼬리의 길이는 1㎜ 단위의 자를 이용하여 측정하였다. 또한 몸무게는 OHAUS potable balance로 0.
01㎜단위까지 측정하였으며, 날개길이와 꼬리의 길이는 1㎜ 단위의 자를 이용하여 측정하였다. 또한 몸무게는 OHAUS potable balance로 0.1g 단위까지 측정하였다. 측정된 외부형태 데이터를 이용하여 다음과 같이 몸 크기와 몸 상태 지수를 정의하였다.
1g 단위까지 측정하였다. 측정된 외부형태 데이터를 이용하여 다음과 같이 몸 크기와 몸 상태 지수를 정의하였다. 개체의 ‘몸 크기’(‘body size’)는 성조에서 측정된 5가지 요소(부리, 부척, 두취장, 날개길이, 꼬리길이)중주성분 분석(principal component analysis)에 대입하여 나온 부리, 두취장, 부척의 3가지 요소로 이루어진 component 1의 factor score 1(range = -2.
대상 데이터
본 연구는 2013년 6월 23일부터 8월 13일까지 제주특별 자치도 제주시 추자면에 속해있는 무인도서인 사수도(동경 126° 38’, 북위 33° 50’)에서 수행되었다(Figure 1).
슴새의 둥지내의 번식개체의 포란 행동을 관찰하기 위하여, 조사지역내의 무작위로 선정한 50개의 둥지 중 9개의 번식 둥지를 선정하여 조사를 실시하였다. 매일 일정한 시간에 일정한 순서대로 번식 둥지를 방문하여 개체의 포란 여부 및 교대 패턴, 그리고 포식 상황 등을 관찰하였으며, 포란하고 있는 개체의 몸무게를 측정하였다.
성능/효과
일 별 몸무게 감소량은 수컷이 17.1 ± 7.0g, 암컷이 16.7 ± 7.0g로 나타났다.
일 별 평균 포란 시도는 암수 모두 약 2회씩 시도하였으며, 일별 평균 포란 시도 횟수 당 포란 시간은 수컷이 732.4 ± 335.6분, 암컷이 686.2± 349.0분으로 나타났다(Table 1).
포란하는 개체의 일별 몸무게 감소량에 영향을 주는 요소들을 분석한 결과, 암수 간에는 몸무게 감소량이 차이가 없었으며(p=0.209), 개체의 몸무게(p=0.177)와 몸 크기 (p=0.206), 몸 상태 지수(p=0.249)와 같은 생리적인 요인들도 아무런 영향을 주지 않고 있었다(Table 2). 둥지의 평균 온도 역시, 개체의 몸무게 감소량과는 관계가 없었으며 (p=0.
001). 즉, 포란하는 슴새 개체는 둥지 내에서 포란 시도가 증가함에 따라 일별 몸무게 감소량도 증가하는 것으로 나타났다 (Figure 3).
개체의 질이 번식 개체의 포란 시도에 영향을 끼치는지에 대한 분석 결과, 포란 시도 횟수는 개체의 성별에 따라 차이가 없었으며(p=0.981), 개체의 몸 상태 지수 역시 포란 시도 횟수에 영향을 주지 않았다(p=0.946). 그러나 개체의 몸 크기는 유의한 영향을 주고 있었는데(χ²=5.
대양성 바다새인 슴새의 포란 기간 동안의 일별 몸무게의 변화가 어떠한 요소에 의해 조절되는가를 알아본 결과, 몸무게의 감소량은 실제 포란 시도의 횟수와 관계가 있었으며, 이러한 포란 시도 횟수는 개체의 몸 크기에 따라 영향을 받는 것으로 나타났다.
슴새 개체가 포란하는 동안의 일별 몸무게 감소는 성별에 따라 차이를 보이지 않았으며, 개체의 질을 나타내는 몸 크기와 몸 상태 지수 역시 몸무게 감소에 유의한 관계를 보이지 않았다. 하지만, 포란 시도 횟수의 경우, 번식개체가 하루 동안 포란을 시도한 시도 횟수가 증가함에 따라 일별 몸무게 감소량도 증가하는 경향을 보였다(Figure 3).
포란 둥지 내에서 번식개체의 포란을 시도한 횟수는 개체의 몸 크기에 따라 다르게 나타나고 있었다(Table 3). 즉, 개체의 몸 크기가 큰 개체일수록 일별 포란 시도 횟수가 증가하는 모습을 보이고 있었다(Figure 4). Weimerskirch(1999)의 연구에 의하면 몸 크기가 큰 개체는몸 크기가 작은 개체에 비해 에너지 수용 능력 및 저장 용량이 크다고 보고되었다.
따라서 슴새에게 몸상태에 따라 그들의 포란 행동을 조절하는 것은 적합하지 않은 번식 전략일 것으로 생각된다. 결과적으로 사수도 슴새는 예측 불가능한 바다라는 환경에서 살아가는 바다새의 생활사적 특징을 고려해 볼 때, 그들의 포란 행동은 환경에 따라 변화하는 그들의 몸 상태 보다는 몸 크기와 같은 번식기 동안에 고정된 개체의 질에 의해서 조절 되어질 것으로 예상되며, 이것은 슴새의 안정적인 포란 전략을 위해서 중요하게 작용 할 가능성이 있다.
후속연구
따라서 본 연구의 결과와 같이 번식기 동안에 고정적이지 않고 매우 불안정하게 변화하는 몸 상태 지수가 포란 행동에 영향을 주는 요소로 작용한다면 포란 행동 역시 지속적으로 변하게 되고, 긴 번식기간을 가지고 있는 슴새에게는 매우 불리하게 작용할 가능성이 있다. 따라서 슴새에게 몸상태에 따라 그들의 포란 행동을 조절하는 것은 적합하지 않은 번식 전략일 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
해양성 조류의 포란의 특이적 행동은 무엇인가?
해양성 조류의 포란은 수컷과 암컷이 교대로 포란 (alternating shift incubation)을 하는 종 특이적인 행동을 보인다(Warham, 1990). 포란하는 개체들은 자신의 둥지 (burrow)에서 먹지도 마시지도 않기 때문에 자신의 몸무게, 즉 에너지를 소비하며 며칠 동안 금식 상태로 포란을 한다 (Drent et al.
해양성 조류에서 개체의 번식 성공에 영향을 미치는 요인은 무엇인가?
해양성 조류(seabird)에서 개체의 번식성공은 두 가지 중요한 요소의 영향을 받는다. 첫째는 날씨(Boersma et al., 1980)와 바다 상태, 바다먹이자원의 상태(Croxall, 1992; Montevecchi, 1993), 번식하는 지역의 질(Birkhead and Furness, 1985) 또는 포식(Nam et al., 2004)과 같은 환경적 변수들이며, 둘째는 번식하는 개체의 질(individual quality)에 따라 영향을 받는다(Chastel et al., 1995; Lorentsen, 1996).
포란 행위란 무엇인가?
일반적으로 조류에 있어서 개체의 몸무게가 증가함에 따라 긴 포란 기간을 가진다고 보고되었으며 (Saether, 1987), 특히 슴새목의 조류의 경우에는 각각의 번식개체의 다양한 포란 형태가 몸 크기에 영향을 받는다고 보고되었다(Warham, 1990). 결국, 포란 행위는 배를 발생 시키기 위해 알에 열을 가하는 행동을 말하며(White and Kinney, 1974), 이러한 포란 행동에서 알의 일정한 온도유지는 많은 에너지 사용이 요구되고, 특히 장기간 에너지의 재충전 없이 이루어지는 슴새목 종들에게는 각각의 개체들이 가지고 있는 질(quality)적인 부분이 중요하게 작용할 수 있을 것이다.
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