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개미가 종자를 산포하는 식물종과 전파체 특성에 관한 연구(I)

A Study on the Myrmecochorous Plant Species and Their Diaspore Characteristics in Korea(I)

한국환경생태학회지 = Korean journal of environment and ecology, v.28 no.4, 2014년, pp.419 - 423  

김갑태 (상지대학교 산림과학과)

초록
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우리나라에서 개미가 종자를 분산시키는 식물종과 그 종자의 특성을 밝히고자, 2012년 4월부터 2013년 10월까지 열매 수집, 전파체 특성, 관련된 개미종을 조사하였다. 개미가 종자를 퍼뜨리는 엘라이오솜을 종자에 부착한 8종의 식물을 추가로 확인하였다. 종자에 부착된 엘라이오솜의 형태는 종마다 형태나 크기가 매우 다양하였다. 전파체를 물어가는 개미종은 곰개미, 곰뿔개미, 누운털개미, 주름개미, 긴호리가슴개미, 고동털개미 등 6종이었으며, 일본왕개미나 몸집이 작은 사쿠라개미 등은 전파체를 물어가지 않았다. 이러한 결과는 여름철에 개화하는 식물종도 개미와 엘라이오솜을 매개로 하는 상리공생함을 확인하였다. 앞으로 개미가 종자를 퍼뜨리는 자생 식물종을 파악하기 위한 많은 연구가 필요하다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

To search for native myrmecochorous plant species in Korea and their diaspore characteristics, collecting their fruits and diaspores, and the related ant species were studied from April 2012 to October 2013. Eight herb species growing in Korea are added to the myrmecochorous (seed attached elaiosome...

주제어

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문제 정의

  • 이에 이 연구는 우리나라에서 개미가 종자를 분산시키는 자생 식물종과 그 종자의 특성을 밝히고자, 2012년 4월부터 2013년 10월까지 열매 수집, 전파체 특성, 관련된 개미종을 조사하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
개미가 엘라이오솜이 붙어있는 종자를 물어가 엘라이오솜은 떼어서 애벌레의 먹이로 이용하고 남은 종자는 개미집 내부의 쓰레기장이나 집 밖의 모래언덕 또는 개미군체의 영역 경계로 내다버리는 행동은 어떤 편익을 제공하는가? 개미는 엘라이오솜이 붙어있는 종자를 개미집으로 물어가 엘라이오솜은 떼어서 애벌레의 먹이로 이용하고 남은 종자는 개미집 내부의 쓰레기장이나 집 밖의 모래언덕 또는 개미군체의 영역 경계로 내다버린다. 개미의 이런 행동이 1)씨앗의 피식(predation)을 피하게 하고, 2) 씨앗이 흩어져 개체간 경쟁으로부터 벗어나고, 3)발아에 적합한 장소에 도달하고, 4)종자가 모체로부터 멀어짐에 따라 종자의 사망률이 낮아지고, 5) 종자가 유기물이 풍부하고 배수가 양호한 토양에서 발아할 수 있게 하고, 6)산불의 피해나 척박한 토양에서의 종자생존율을 높이는 등 다양한 편익을 제공하여 생물종 간의 좋은 상리공생의 예이다(Beattie, 1985; Gorb and Gorb, 2003; Rico-Gray and Oliveira, 2007). 엘라이오솜에는 저분자의 아미노산과 단당류가 많으며, 지방산, 아미노산의 종류가 종자와는 현저하게 다르며, 아미노산 함량은 엘라이오솜이 종자보다 7.
엘라이오솜은 무엇인가? 다수의 식물은 개미를 유인하기 위하여 종피에 엘라이오솜(elaiosome 또는 지방체)이라 하는 육질의 구조를 부착하고 있다. 엘라이오솜은 oil을 뜻하는 그리스어 'ělaion'과 body를 뜻하는 그리스어 'sŏma'의 합성어로 지방과 단백질이 풍부한 여러 가지 형태의 지방체를 말한다. 개미는 엘라이오솜이 붙어있는 종자를 개미집으로 물어가 엘라이오솜은 떼어서 애벌레의 먹이로 이용하고 남은 종자는 개미집 내부의 쓰레기장이나 집 밖의 모래언덕 또는 개미군체의 영역 경계로 내다버린다.
곤충의 종자 산포는 어떤 역할을 하는가? 곤충의 화분매개나 종자 산포는 식물 개체군 또는 군집의 동태에 영향하며, 식물종간의 수분, 종자피식 및 종자분산의 효율성 차이는 치묘발생과 생장에 영향하며, 특히 곤충의 종자 산포는 식물이 새로운 서식처에 정착하거나, 종자의 재배치를 통하여 종자와 치묘의 생존율을 높여 식물종의 생존에 결정적인 역할을 한다 (Schowalter, 2006). 다수의 식물은 개미를 유인하기 위하여 종피에 엘라이오솜(elaiosome 또는 지방체)이라 하는 육질의 구조를 부착하고 있다.
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참고문헌 (23)

  1. Beattie, A.J.(1985) The Evolutionary Ecology of Ant-Plant Mutualism. Cambridge Univ. Press. New York, USA. 182pp. 

  2. Crichton, R.J., J. Squirrell, S.J. Woodin., A.E. Dalrymple and P.M. Hollingsworth(2012) Isolation of microsatellite primers for Melampyrum sylvaticum(Orobanchaceae), an endangered plant in the United Kingdom. Amercan Journal of Botany: e457-e459. 

  3. Dalrymple, S.E.(2007) Biological flora of the British Isles: Melampyrum sylvaticum L. Journal of Ecology 95: 583-597. 

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  5. Fischer, R.C., V. Mayer, A. Richter, F. Hadacek and V. Mayer(2008) Chemical differences between seeds and elaiosomes indicate an adaptation to nutritional needs of ants. Oecologia 155: 539-547. 

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  9. Gorb, E. and S. Gorb(2003) Seed Dispersal by Ants in a Deciduous Forest Ecosystem: Mechanisms, Strategies, Adaptations. Kluwer Academic Publishers, 225pp. 

  10. Gorb, S.N. and E.V. Gorb(1999) Dropping rates of elaiosome-bearing seeds during transport by ants(Formica polyctena Forest.): Implications for distance dispersal. Acta Oecologica 20(5) 509-518. 

  11. Jung, S.S.(2001) Population Dynamics and Conservation for Tricyrtis dialata Nakai in Kwangnung Forest. Master's Thesis, University of Kangwon University, Korea, 44pp.(in Korean with English Abstract) 

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  18. Okawara, K., M. Ohara and S. Higashi(1997) The evolution of ant-dispersal in a spring-ephemeral Corydalis ambigua( Papaveraceae): timing of seed-fall and effects of anta and ground beetles. Ecography 20: 217-223. 

  19. Peters, M., R. Oberrath and K. Bohning-Gaese(2003) Seed dispersal by ants: are seed preferences influenced by foraging strategies or historical constraints? Floral 198: 413-420. 

  20. Rico-Gray, V. and P.S. Oliveira(2007) The Ecology and Evolution of Ant-Plant Interactions. the Univ. of Chicago Press. Chicago, USA. 331pp. 

  21. Schowalter, T.D.(2006) Insect Ecology; An Ecosystem Approach. 2nd ed. Academic Press, 572pp. 

  22. Servigne, P. and C. Detrain(2010) Opening myrmecochory's black box: what happens inside the ant nest? Ecological Research 25: 663-672. 

  23. Valverde, T. and J. Silvertown(1995) Spatial variation in the seed ecology of a woodland herb(Primula vulgaris) in relation to light environment. Functional Ecology 9: 942-950. 

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