며느리밥풀속 서식지 특성 및 개미와의 공생관계에 관한 연구 - 강원도의 꽃며느리밥풀, 새며느리밥풀 및 알며느리밥풀을 중심으로 - A Study on the Habitat Environment and Mutualism with Ants of Genus Melampyrum - focusing on M. roseum, M. setaceum var. nakaianum and M. roseum var. ovalifolium in Kangwondo -원문보기
우리나라에서 개미가 종자를 분산시키는 반기생 한해살이풀 며느리밥풀속 식물종의 서식지, 전파체 특성과 관련 개미를 밝히고자, 2012년 5월부터 2015년 11월까지 며느리밥풀속 3종의 서식지 특성, 열매 수집, 전파체 특성 및 급여시험을 실시하였다. 며느리밥풀속 서식지는 약산성의 토양층이 비교적 얕은 남향사면 수관층이 열린 숲 가장자리였다. 공통적으로 출현한 식물종은 신갈나무를 포함한 4수종과 대사초를 포함한 4종의 초본식물이었다. 이들 식물종들이 며느리밥풀속의 숙주식물일 가능성이 높다고 사료된다. 며느리밥풀속 전파체의 모양은 타원형의 종자 한 쪽에 백색의 지방체가 모자처럼 붙어있는 형태였다. 전파체 중량은 새며느리밥풀이 10.6mg으로 가장 무거웠고, 알며느리밥풀이 8.0mg, 꽃며느리밥풀 7.2mg의 순으로 나타났다. 지방체 중량은 알며느리밥풀이 1.2mg으로 가장 무거웠고, 새며느리밥풀 1.0mg의 순이였으며, 꽃며느리밥풀이 0.8mg으로 가장 가벼웠다. 며느리밥풀속 서식지에서 전파체를 활발히 물어가는 개미는 두마디개미아과(Myrmicinae)에 속하는 3속 4종의 몸집이 작은 개미들로 코토쿠뿔개미, 항아리뿔개미, 가시방패개미와 일본장다리개미로 확인되었다. 반기생 한해살이풀이며 개미가 종자를 산포하는 며느리밥풀속 식물체들은 개체의 생육상태에 따라서 변이가 크며, 환경조건의 변화에 민감하므로 많은 연구가 필요하다고 사료된다.
우리나라에서 개미가 종자를 분산시키는 반기생 한해살이풀 며느리밥풀속 식물종의 서식지, 전파체 특성과 관련 개미를 밝히고자, 2012년 5월부터 2015년 11월까지 며느리밥풀속 3종의 서식지 특성, 열매 수집, 전파체 특성 및 급여시험을 실시하였다. 며느리밥풀속 서식지는 약산성의 토양층이 비교적 얕은 남향사면 수관층이 열린 숲 가장자리였다. 공통적으로 출현한 식물종은 신갈나무를 포함한 4수종과 대사초를 포함한 4종의 초본식물이었다. 이들 식물종들이 며느리밥풀속의 숙주식물일 가능성이 높다고 사료된다. 며느리밥풀속 전파체의 모양은 타원형의 종자 한 쪽에 백색의 지방체가 모자처럼 붙어있는 형태였다. 전파체 중량은 새며느리밥풀이 10.6mg으로 가장 무거웠고, 알며느리밥풀이 8.0mg, 꽃며느리밥풀 7.2mg의 순으로 나타났다. 지방체 중량은 알며느리밥풀이 1.2mg으로 가장 무거웠고, 새며느리밥풀 1.0mg의 순이였으며, 꽃며느리밥풀이 0.8mg으로 가장 가벼웠다. 며느리밥풀속 서식지에서 전파체를 활발히 물어가는 개미는 두마디개미아과(Myrmicinae)에 속하는 3속 4종의 몸집이 작은 개미들로 코토쿠뿔개미, 항아리뿔개미, 가시방패개미와 일본장다리개미로 확인되었다. 반기생 한해살이풀이며 개미가 종자를 산포하는 며느리밥풀속 식물체들은 개체의 생육상태에 따라서 변이가 크며, 환경조건의 변화에 민감하므로 많은 연구가 필요하다고 사료된다.
To search for habitat characteristics of myrmecochory Melampyrum species, diaspores and related ant species, habitat characteristics, collecting fruits and diaspores of three Melampyrum species, cafeteria experiments, and the related ant species were studied from May 2012 to November 2014. The habit...
To search for habitat characteristics of myrmecochory Melampyrum species, diaspores and related ant species, habitat characteristics, collecting fruits and diaspores of three Melampyrum species, cafeteria experiments, and the related ant species were studied from May 2012 to November 2014. The habitat of Melampyrum species was south-facing open forest edge with slightly acidic soil and relatively shallow soiil layers. Major plants coexisting with Melampyrum species were four woody species including Quercus mongolica and four herbaceous species including Carex siderosticta. These Plants might be host plants of the Melampyrum species. The shape of the diaspore was an oval seed attached to the white cap on one side. Significant differences is proved between three plant species in weight of diaspores, seeds and and elaiosome ratios. Mean values of diaspores weight showed 10.6mg, 8.0mg and 7.2mg in M. setaceum var. nakaianum, M. roseum var. ovalifolium and M. roseum, respectively. The heaviest elaiosome is M. roseum var. ovalifolium with 1.2mg, M. setaceum var. nakaianum has 1.0mg and the lightest elaiosome is M. roseum with 0.8mg. Major ant species frequently transporting the diaspores of Melampyrum species are Myrmicinae four species; Myrmica kotokui, M. excelsa, Myrmecina nipponica and Aphaenogaster japonica. Further studies on Melampyrum species, hemiparasite annual myrmecochorous plant, and related ant species should be needed.
To search for habitat characteristics of myrmecochory Melampyrum species, diaspores and related ant species, habitat characteristics, collecting fruits and diaspores of three Melampyrum species, cafeteria experiments, and the related ant species were studied from May 2012 to November 2014. The habitat of Melampyrum species was south-facing open forest edge with slightly acidic soil and relatively shallow soiil layers. Major plants coexisting with Melampyrum species were four woody species including Quercus mongolica and four herbaceous species including Carex siderosticta. These Plants might be host plants of the Melampyrum species. The shape of the diaspore was an oval seed attached to the white cap on one side. Significant differences is proved between three plant species in weight of diaspores, seeds and and elaiosome ratios. Mean values of diaspores weight showed 10.6mg, 8.0mg and 7.2mg in M. setaceum var. nakaianum, M. roseum var. ovalifolium and M. roseum, respectively. The heaviest elaiosome is M. roseum var. ovalifolium with 1.2mg, M. setaceum var. nakaianum has 1.0mg and the lightest elaiosome is M. roseum with 0.8mg. Major ant species frequently transporting the diaspores of Melampyrum species are Myrmicinae four species; Myrmica kotokui, M. excelsa, Myrmecina nipponica and Aphaenogaster japonica. Further studies on Melampyrum species, hemiparasite annual myrmecochorous plant, and related ant species should be needed.
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제안 방법
개미가 종자를 분산시키는 반기생 한해살이풀 며느리밥풀속 3종, 꽃-, 새-, 알며느리밥풀-의 서식지, 전파체 특성과 관련 개미를 밝히고자, 2012년 5월부터 2015년 11월까지 3종의 며느리밥풀류의 서식지 특성, 열매 수집, 전파체 특성 및 급여시험을 실시하였다.
5㎝)에 10립을 배열하고, 조사구 내에 설치하여 전파체를 물어가는 개미를 조사하였다. 며느리밥풀속 각 식물종의 전파체를 물어가는 개미는 카메라(RICOH CX6)로 촬영하였으며, 흡충관을 이용하여 개미를 채집하여, 상지대 곤충학연구실에서 동정하였다.
며느리밥풀속 자생지의 환경특성을 알아보기 위하여 환경인자(고도, 방위, GPS, 경사, 울페도, 토양수분, 토양pH, 토심 등)를 조사하였다. 서식지 식생조사는 며느리밥풀속이 생육하고 있는 대상지에 방형구조사법(10 × 10m)으로 수관의 위치에 따라 상·중·하층을 구분하여 조사하였으며, 상· 중층의 수목은 직경테이프(Diameter Rule, Malaysia)를 이용하여 흉고직경(㎝)을 측정하고, 하층은 피도(㎡)를 측정하였으며, 총 19개소를 표준지를 조사하였다.
본 연구는 2012년 강원도 지방에 자생하고 있는 며느리밥풀속의 서식지를 예비 조사하였으며, 원색 대한식물도감 및 검색표(Lee, 2003)를 이용하여 며느리밥풀속(Genus Melampyrum)을 동정하였으며, 평창군 진부면 동산리 오대산 일대 비로봉 구간과 강릉시 옥계면 산계리 석병산 구간에서 새며느리밥풀(M. setaceum var. nakaianum)의 생육지를 확인하였고, 평창군 대화면 하안미리에 위치한 중왕산 일대 꽃며느리밥풀(M. roseum) 자생지를 확인하였다. 알며느리밥풀(M.
서식지 식생조사는 며느리밥풀속이 생육하고 있는 대상지에 방형구조사법(10 × 10m)으로 수관의 위치에 따라 상·중·하층을 구분하여 조사하였으며, 상· 중층의 수목은 직경테이프(Diameter Rule, Malaysia)를 이용하여 흉고직경(㎝)을 측정하고, 하층은 피도(㎡)를 측정하였으며, 총 19개소를 표준지를 조사하였다.
연구 대상지별로 2013년 9∼10월에 종자를 수집하였으며, 며느리밥풀속 종자 및 엘라이오솜 형태 등을 10-80× 실체현미경(V8 Discovery, Zeiss, Germany)으로 관찰하고 필요한 사진을 촬영 하였다.
전파체 급여시험은 Kim(2011)의 방법에 따랐으며, 각 조사대상지에서 채집된 전파체를 목재접시(11㎝×8㎝×0.5㎝)에 10립을 배열하고, 조사구 내에 설치하여 전파체를 물어가는 개미를 조사하였다.
연구 대상지별로 2013년 9∼10월에 종자를 수집하였으며, 며느리밥풀속 종자 및 엘라이오솜 형태 등을 10-80× 실체현미경(V8 Discovery, Zeiss, Germany)으로 관찰하고 필요한 사진을 촬영 하였다. 전파체를 분석용저울(AJ100, METTLER, USA)로 5립씩 4반복 하여 평량하고, 확대경(Megaview ProG5, TERASAKI, JAPAN)과 핀셋을 이용하여, 엘라이오솜을 떼어내고 종자와 지방체(elaiosome)의 중량을 산출하였다. 산출된 값은 Microsoft Excel의 통계프로그램을 이용하여 분산분석하였다.
대상 데이터
roseum) 자생지를 확인하였다. 알며느리밥풀(M. roseum var. ovalifolium)은 양구군 해안면 돌산령터널 인근 산지에서 자생지를 확인하여 조사 대상지(Figure 1)로 선정하였다.
초본식생조사는 각 방형구 내에 소방형구(1 × 1m)를 각 4개소씩 총 76개를 조사하였으며, 조사구내 초본은 각 종의 개체수를 조사하였다.
데이터처리
전파체를 분석용저울(AJ100, METTLER, USA)로 5립씩 4반복 하여 평량하고, 확대경(Megaview ProG5, TERASAKI, JAPAN)과 핀셋을 이용하여, 엘라이오솜을 떼어내고 종자와 지방체(elaiosome)의 중량을 산출하였다. 산출된 값은 Microsoft Excel의 통계프로그램을 이용하여 분산분석하였다.
성능/효과
, 2000)는 보고로 보아 반기생하는 생육특성 때문이라 사료된다. 8종의 개미가 종자를 산포하는 식물종(myrmecochory) 의 전파체와 엘라이오솜의 중량을 보고한 Kim(2011)의 결과와 비교할 때, 며느리밥풀속의 전파체 중량(7.2~10.6㎎)은 얼레지(전파체 중량 14.8㎎)에 비하여 조금 낮은 값이었으나 다른 식물종들에 비하여는 월등히 큰 값임을 확인하였다. 이러한 결과는 Dalrymple(2007)이 반기생 1년초 M.
각 서식지에서 공통적으로 출현한 주요 초본식물종을 Table 3.에 보였으며, 세 지역에서 공통적으로 대사초가 높은 수치를 나타냈고, 맑은대쑥과 김의털, 실새풀이 공통적으로 나타났다. 따라서 대사초, 맑은대쑥, 김의털 및 실새풀 등이 새며느리밥풀과 꽃며느리밥풀의 숙주식물일 가능성이 높은 것으로 추정된다.
각 종별로 측정된 자료를 바탕으로 분산분석한 결과, 엘라이오솜 중량을 제외하고 모두 통계적 유의차를 나타냈다. 이는 새며느리밥풀과 꽃며느리밥풀이 종자중량에 비하여 엘라이오솜의 중량은 비교적 일정하게 나타났으며, 며느리밥풀속의 종자중량은 생육지의 조건에 따라 크기와 무게의 변이가 큰 것으로 판단된다.
sylvaticum이 배수가 양호하고 수관층이 열린 낙엽수림의 약산성토양에서 자란다는 보고와 유사한 결과를 나타냈으며, 본 조사에서도 며느리밥풀 속 서식지의 토양pH는 약산성을 보였고, 낙엽층과 토양층이 비교적 얕은 남향사면 수관층이 열린 숲 가장자리에서 서식하였다. 대상지 4곳 중 양구군 해안면의 알며느리밥풀 자생지는 연구 수행 중 개벌되고 전나무를 조림하여 며느리밥풀속의 생육환경 및 식생조사는 진행하지 못하였으며, 2013-2014년 조사에서는 알며느리밥풀 개체수가 현저히 줄어들었음을 확인하였다. 타 며느리밥풀류도 해마다 서식하는 개체수와 장소가 이동되는 것을 확인하였으나 정밀조사를 수행하지는 못 하였다.
에 보였으며, 세 지역에서 공통적으로 대사초가 높은 수치를 나타냈고, 맑은대쑥과 김의털, 실새풀이 공통적으로 나타났다. 따라서 대사초, 맑은대쑥, 김의털 및 실새풀 등이 새며느리밥풀과 꽃며느리밥풀의 숙주식물일 가능성이 높은 것으로 추정된다.
전파체(종자+엘라이오솜), 종자, 엘라이오솜 등의 중량을 측정한 결과, 전파체, 종자 및 지방체 비율은 종간 고도의 통계적 유의성이 인정되었다. 며느리밥풀속 3종 중에서 전파체 중량은 새며느리밥풀이 10.6mg으로 가장 무거웠고, 알며느리밥풀이 8.0mg, 꽃며느리밥풀 7.2mg의 순으로 나타났다. 엘라이오솜 중량은 알며느리밥풀이 1.
, 2006)의 보고가 설득력을 지닌다고 사료된다. 며느리밥풀속 서식지에서 전파체를 활발히 물어가는 개미는 모두 두마디개미아과(Myrmicinae)에 속하는 3속 4종의 몸집이 작은 개미들로 코토쿠뿔개미, 항아리뿔개미, 가시방패개미와 일본장다리개미로 확인 되었으며, 두마디개미아과에 속하는 개미들은 대부분 잡식성이며, 일부 종류는 포식성, 씨앗을 먹고, 곰팡이를 사육하는 개미들로 이루어진 집단으로 서식처와 먹이의 다양성 등 생육특성을 고려하면, 며느리밥풀속의 종자산포에 유리한 종이라 판단된다.
이들 개미종 이외에도 스미스, 밑들이개미류 등이 관심을 가지고 전파를 다루는 것이 관찰되었으나 몸집이 너무 작아 전파체를 물어가지는 못하였다. 새며느리밥풀의 종자가 엘라이오솜이 잘려나간 상태로 숲 바닥에 떨어져 있는 것이 관찰되었다. 이러한 결과는 작은 일개미가 큰 종자를 가장 많이 떨어뜨린다는 Gorb and Gorb(1999)의 보고로 보아 몸집이 작은 개미들이 전파체가 너무 무거워 엘라이오솜만 떼어가고 버려진 것이라 판단된다(Figure 2, D).
새며느리밥풀이 서식하는 오대산 비로봉 구간에서는 코토쿠뿔개미(Myrmica kotokui)가 전파체를 물어가고, 석병산 구간에서는 항아리뿔개미(Myrmica excelsa)와 가시방패개미(Myrmecina nipponica)가 전파체를 물어가는 것이 관찰되었다. 알며느리밥풀이 서식하는 양구에서는 코토쿠뿔개미가, 꽃며느리밥풀이 서식하는 중왕산에서는 일본장다리개미(Aphaenogaster japonica)가 각각 전파체를 물어가는 것이 관찰되었다.
, 1997)으로 보아 소형 설치류나 보행성 딱정벌레들의 먹이로 소비되며, 새며느리밥풀은 번식에 실패하게 될 것이라 사료된다. 서식지가 아닌 원주의 상지대학교 구내 급여시험에서는 곰개미와 누운털개미가 활발하게 며느리밥풀 속의 전파체를 물어가는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 개미가 역사적 강제성(historical constraints)에 의하여 특정 식물의 전파체를 선택하는 것이 아니라 식이전략으로 선택한다는(Peters et al.
석병산과 중왕산 지역은 직경급이 큰 소나무의 분포가 나타났으며, 소나무가 쇠퇴하고 신갈나무림으로 천이가 이루지는 숲으로 판단된다. 세 지역에서 공통적으로 나타난 수종은 신갈나무, 당단풍나무, 철쭉, 참싸리, 미역줄나무였으며, 척박하고 건조한 지역에서도 흔히 나타나는 수종들 이였다. 이는 며느리밥풀속의 생육환경과 비슷하고, 며느리밥풀속의 숙주식물일 가능성이 높은 수종들이라 추정된다.
새며느리밥풀이 서식하는 오대산 비로봉 구간에서는 코토쿠뿔개미(Myrmica kotokui)가 전파체를 물어가고, 석병산 구간에서는 항아리뿔개미(Myrmica excelsa)와 가시방패개미(Myrmecina nipponica)가 전파체를 물어가는 것이 관찰되었다. 알며느리밥풀이 서식하는 양구에서는 코토쿠뿔개미가, 꽃며느리밥풀이 서식하는 중왕산에서는 일본장다리개미(Aphaenogaster japonica)가 각각 전파체를 물어가는 것이 관찰되었다. 이들 개미종 이외에도 스미스, 밑들이개미류 등이 관심을 가지고 전파를 다루는 것이 관찰되었으나 몸집이 너무 작아 전파체를 물어가지는 못하였다.
8mg으로 가장 가벼웠다. 엘라이오솜 중량비는 알며느리밥풀이 15.0%로 가장 높게 나타났고, 새며느리밥풀이 9.43%로 가장 낮게 나타났다. 이러한 결과는 Lee(2013)의 자료를 바탕으로 추가 조사를 수행하여 얻어진 것이다.
며느리밥풀속 종간에 형태적 차이는 뚜렷하지 않고 크기와 중량이 서로 차이가 있었다. 전파체(종자+엘라이오솜), 종자, 엘라이오솜 등의 중량을 측정한 결과, 전파체, 종자 및 지방체 비율은 종간 고도의 통계적 유의성이 인정되었다. 며느리밥풀속 3종 중에서 전파체 중량은 새며느리밥풀이 10.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
며느리밥풀 속의 식물은 무엇이 있는가?
현삼과(Scrophulariaceae) 며느리밥풀속(Genus Melampyrum)은 전 세계적으로 약 40종이 북반구에 분포하고, 특히 유럽 쪽에 집중적으로 분포한다(Kitamura, 1941; Shin,1992). 우리나라에 자생하고 있는 며느리밥풀 속에는 꽃며느리밥풀, 털며느리밥풀, 알며느리밥풀, 흰알며느리밥풀, 수염며느리밥풀, 흰수염며느리밥풀, 애기며느리밥풀, 새며느리밥풀, 긴꽃며느리밥풀 등이 있고, 반기생(半寄生; hemiparasite)의 한해살이풀이다(www.nature.
새며느리밥풀이 서식하는 오대산 비로봉 구간에서 전파체를 물어가는 개미로는 어떤 종이 있었는가?
새며느리밥풀이 서식하는 오대산 비로봉 구간에서는 코토쿠뿔개미(Myrmica kotokui)가 전파체를 물어가고, 석병산 구간에서는 항아리뿔개미(Myrmica excelsa)와 가시방패개미(Myrmecina nipponica)가 전파체를 물어가는 것이 관찰되었다. 알며느리밥풀이 서식하는 양구에서는 코토쿠뿔개미가, 꽃며느리밥풀이 서식하는 중왕산에서는 일본장다리개미(Aphaenogaster japonica)가 각각 전파체를 물어가는 것이 관찰되었다.
며느리밥풀속의 숙주식물일 가능성이 높은 식물은 무엇이 있는가?
며느리밥풀속 서식지는 약산성의 토양층이 비교적 얕은 남향사면 수관층이 열린 숲 가장자리였다. 공통적으로 출현한 식물종은 신갈나무를 포함한 4수종과 대사초를 포함한 4종의 초본식물이었다. 이들 식물종들이 며느리밥풀속의 숙주식물일 가능성이 높다고 사료된다.
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