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문제 정의
- 2013)를 통해 중국의 비단털쥐와 제주도의 비단털쥐가 동일한 종이라고 밝혀졌고, Park and Oh (2017)에 의해 국내 최초로 비단털쥐의 성장과 번식에 관한 정보가 밝혀졌을 뿐, 외부 형질과 두개골의 특징, 성적이형 등에 관해서는 보고된 바 없는 실정이다. 이에 본 연구는 제주도에 서식하는 비단털쥐의 외부형태와 두개골의 특성을 밝혀 종적 특징을 규명하는 데 필요한 자료를 제공하기 위하여 이루어졌다.
제안 방법
- 외부형태는 체중(BW, body weight), 머리와 몸통의 길이(HBL, head and body length), 꼬리의 길이(TL, tail length), 귀의 길이(EL, ear length), 뒷발의 길이(HFL, hind foot length)를 측정하였다. 2차 성적이형(secondary sexual dimorphism)의 외부형태 특성을 살펴보기 위해 머리 - 몸통 길이를 기준으로 BW, TL, EL, HFL 비율을 계산하여 체중/머리 - 몸통 길이(B_HR), 꼬리 길이/머리 - 몸통 길이(T_HR), 귀 길이/머리 - 몸통 길이(E_HR), 뒷발 길이/머리 - 몸통 길이(H_HR)를 산출하였다(Table 1). 체중은 전자저울(MW11300, Cas, Korea)을 이용하여 0.
- 선정한 부위는 다음과 같다(Table 1): 머리뼈 최대 길이(Greatest length of skull, GLS); 코 - 후두부 길이 (Occipitonasal length, ONL);코 뼈의 길이(Nasal length, NAL); 앞머리뼈의 길이(Frontal length, FL); 뒷머리뼈의 길이 (Parietal length, PrL); 협골공의 폭(Zygomatic breadth, ZB); 눈확 사이의 폭(Interorbital breadth, IB); 입술의 폭 (Breadth of rostrum, BR); 머리뼈 바닥 길이 (Basilar length, BL); 절치공의 길이 (Length of incisive foramen, LIF); 고포뼈의 길이(Auditory bulla length, ABL); 대후두공횡경 (Breadth of occipital foramen, BOF); 위턱어금니열의 길이(Length of upper molar series, LUM); 뒤통수뼈관절융기 - 치조점 사이 길이(Condylobasal length, CL); 위턱이틀 사이 모서리길이(Length of upper diastema, LUD); 앞니 길이(Length of upper incisivers, LUI); 아래턱뼈의 길이(Length of mandible, LM); 아래턱뼈의 높이(Height of mandible, HM); 아래턱어금니열의 길이(Length of lower molar series, LLM); 관절 높이(Articular height, AH); 뇌함 최대 너비(Maximum width of brain case, MWB). 두개골 형질의 측정은 해부현미경을 이용하여 전자캘리퍼스로 0.01mm 단위까지 측정하였다. 모든 외부형태 형질과 두개골 측정 형질의 측정값은 측정 오차를 줄이기 위하여 3회 반복하였고, 산출한 측정치의 평균값을 비교에 이용하였다.
- 외부형태는 제주대학교 동물학연구실에 보관되어 있는 표본과 현지조사를 통하여 확보된 표본 등 총 14개체를 이용하였다. 외부형태는 체중(BW, body weight), 머리와 몸통의 길이(HBL, head and body length), 꼬리의 길이(TL, tail length), 귀의 길이(EL, ear length), 뒷발의 길이(HFL, hind foot length)를 측정하였다. 2차 성적이형(secondary sexual dimorphism)의 외부형태 특성을 살펴보기 위해 머리 - 몸통 길이를 기준으로 BW, TL, EL, HFL 비율을 계산하여 체중/머리 - 몸통 길이(B_HR), 꼬리 길이/머리 - 몸통 길이(T_HR), 귀 길이/머리 - 몸통 길이(E_HR), 뒷발 길이/머리 - 몸통 길이(H_HR)를 산출하였다(Table 1).
- 2차 성적이형(secondary sexual dimorphism)의 외부형태 특성을 살펴보기 위해 머리 - 몸통 길이를 기준으로 BW, TL, EL, HFL 비율을 계산하여 체중/머리 - 몸통 길이(B_HR), 꼬리 길이/머리 - 몸통 길이(T_HR), 귀 길이/머리 - 몸통 길이(E_HR), 뒷발 길이/머리 - 몸통 길이(H_HR)를 산출하였다(Table 1). 체중은 전자저울(MW11300, Cas, Korea)을 이용하여 0.1 g 단위로 측정하였고, 길이는 전자캘리퍼스(500-181-20, Mitutoyo, Japan)를 이용하여 0.01mm 단위까지 측정하였다.
대상 데이터
- 연구를 위해 제주특별자치도 한라산국립공원 인근 지역에 Sherman live trap (Sherman trap, USA)과 재래식 철망 트랩을 설치하여 포획한 후 이용되었다. 덫은 하천 또는 건천이 있는 초목지와 관목림, 습지 등에 설치하였고, 유인용 먹이를 사용하였다. 채집은 2014년 2016년까지 3년간(매년 5월부터 11월까지) 21개월 동안 진행하였다.
- (2012), Li and Liu (2014)의 방법들에서 이용된 형질들 중에서 21개 부위를 선정하여 측정하였다. 선정한 부위는 다음과 같다(Table 1): 머리뼈 최대 길이(Greatest length of skull, GLS); 코 - 후두부 길이 (Occipitonasal length, ONL);코 뼈의 길이(Nasal length, NAL); 앞머리뼈의 길이(Frontal length, FL); 뒷머리뼈의 길이 (Parietal length, PrL); 협골공의 폭(Zygomatic breadth, ZB); 눈확 사이의 폭(Interorbital breadth, IB); 입술의 폭 (Breadth of rostrum, BR); 머리뼈 바닥 길이 (Basilar length, BL); 절치공의 길이 (Length of incisive foramen, LIF); 고포뼈의 길이(Auditory bulla length, ABL); 대후두공횡경 (Breadth of occipital foramen, BOF); 위턱어금니열의 길이(Length of upper molar series, LUM); 뒤통수뼈관절융기 - 치조점 사이 길이(Condylobasal length, CL); 위턱이틀 사이 모서리길이(Length of upper diastema, LUD); 앞니 길이(Length of upper incisivers, LUI); 아래턱뼈의 길이(Length of mandible, LM); 아래턱뼈의 높이(Height of mandible, HM); 아래턱어금니열의 길이(Length of lower molar series, LLM); 관절 높이(Articular height, AH); 뇌함 최대 너비(Maximum width of brain case, MWB). 두개골 형질의 측정은 해부현미경을 이용하여 전자캘리퍼스로 0.
- 채집은 2014년 2016년까지 3년간(매년 5월부터 11월까지) 21개월 동안 진행하였다. 수집된 개체들 중 사망한 개체는 야외에서 기초적인 데이터를 얻은 후 부검 과정을 거쳐 80% 에탄올을 이용하여 고정하였으며, 생포된 개체들은 신속하게 온도 25~27℃, 습도 50~60%의 사육실로 운반하였다(Jackson and Van Aarde 2003; Yoon and Han 2004).
- 연구를 위해 제주특별자치도 한라산국립공원 인근 지역에 Sherman live trap (Sherman trap, USA)과 재래식 철망 트랩을 설치하여 포획한 후 이용되었다. 덫은 하천 또는 건천이 있는 초목지와 관목림, 습지 등에 설치하였고, 유인용 먹이를 사용하였다.
- 외부형태는 제주대학교 동물학연구실에 보관되어 있는 표본과 현지조사를 통하여 확보된 표본 등 총 14개체를 이용하였다. 외부형태는 체중(BW, body weight), 머리와 몸통의 길이(HBL, head and body length), 꼬리의 길이(TL, tail length), 귀의 길이(EL, ear length), 뒷발의 길이(HFL, hind foot length)를 측정하였다.
- 덫은 하천 또는 건천이 있는 초목지와 관목림, 습지 등에 설치하였고, 유인용 먹이를 사용하였다. 채집은 2014년 2016년까지 3년간(매년 5월부터 11월까지) 21개월 동안 진행하였다. 수집된 개체들 중 사망한 개체는 야외에서 기초적인 데이터를 얻은 후 부검 과정을 거쳐 80% 에탄올을 이용하여 고정하였으며, 생포된 개체들은 신속하게 온도 25~27℃, 습도 50~60%의 사육실로 운반하였다(Jackson and Van Aarde 2003; Yoon and Han 2004).
데이터처리
- 01mm 단위까지 측정하였다. 모든 외부형태 형질과 두개골 측정 형질의 측정값은 측정 오차를 줄이기 위하여 3회 반복하였고, 산출한 측정치의 평균값을 비교에 이용하였다.
- 비단털쥐 암컷과 수컷, 두 집단 간의 체중 및 외부형태 형질인 머리 - 몸통 길이, 꼬리의 길이, 귀의 길이, 뒷발의 길이 등의 측정값의 평균 및 2차 성적이형 특성을 비교하기 위하여 Mann-Whitney U test를 사용하였다(SPSS 21.0 version, Chicago, IL, USA). p-value가 0.
이론/모형
- 두개골의 측정 형질은 Conroy and Gupta (2011), Markov et al. (2012), Li and Liu (2014)의 방법들에서 이용된 형질들 중에서 21개 부위를 선정하여 측정하였다. 선정한 부위는 다음과 같다(Table 1): 머리뼈 최대 길이(Greatest length of skull, GLS); 코 - 후두부 길이 (Occipitonasal length, ONL);코 뼈의 길이(Nasal length, NAL); 앞머리뼈의 길이(Frontal length, FL); 뒷머리뼈의 길이 (Parietal length, PrL); 협골공의 폭(Zygomatic breadth, ZB); 눈확 사이의 폭(Interorbital breadth, IB); 입술의 폭 (Breadth of rostrum, BR); 머리뼈 바닥 길이 (Basilar length, BL); 절치공의 길이 (Length of incisive foramen, LIF); 고포뼈의 길이(Auditory bulla length, ABL); 대후두공횡경 (Breadth of occipital foramen, BOF); 위턱어금니열의 길이(Length of upper molar series, LUM); 뒤통수뼈관절융기 - 치조점 사이 길이(Condylobasal length, CL); 위턱이틀 사이 모서리길이(Length of upper diastema, LUD); 앞니 길이(Length of upper incisivers, LUI); 아래턱뼈의 길이(Length of mandible, LM); 아래턱뼈의 높이(Height of mandible, HM); 아래턱어금니열의 길이(Length of lower molar series, LLM); 관절 높이(Articular height, AH); 뇌함 최대 너비(Maximum width of brain case, MWB).
- 성별에 따른 두개골 크기 차이의 정도를 정량화하기 위하여 각각의 형질에 대한 성적 크기이형 지수(sexual size dimorphism index, SSDI; [(암컷 측정치/수컷 측정치)-1.0]×100)를 산출하였다(Levenson 1990; Zidarova 2015).
성능/효과
- 결론적으로, 연구를 통해 비단털쥐의 개체수가 적은 한계점이 있기는 하나 제주도에 서식하는 비단털쥐는 암컷이 수컷에 비해 꼬리 길이가 길고, 두개골 또한 암컷 편향적 성적 크기 차이가 있음을 확인하여 비단털쥐 고유의 종적 특징을 규명할 수 있었다. 국내에서 비단털쥐에 대한 연구가 거의 보고된 바 없고, 국내·외 비단털쥐의 포획률이 매우 낮아지고 있다는(Yan et al.
- 결론적으로, 채집된 성체 암수의 체중 및 외부형태 형질 비교에서 꼬리 길이는 암컷이 수컷에 비해 길어 통계적으로 유의한 반면, 체중, 머리 - 몸통 길이, 귀의 길이, 뒷발의 길이는 통계적으로 유의미하지 않았는데, 이 결과는 채집된 성체 암수의 개체수가 적은 데에서 기인한 것이 아니라 비단털쥐의 성장과 발달(Park and Oh 2017)의 연구결과에 밝혀진 바와 같이 비단털쥐의 외부형태학적 특성을 보여주는 결과로 해석할 수 있겠다.
- 그러나 꼬리의 길이에 있어서는 암컷이 101.83±9.46 mm로 수컷(81.68±2.21 mm)보다 약 23.14 mm 정도 길었고, 통계적으로도 유의(p=0.003)하여 암컷 우성의 종적 특징이 있다는 것을 확인할 수 있었다.
- 두개골 형태를 성별로 비교하였으며, 암수 평균값에 따른 편향성을 살펴보기 위해 성적 크기이형 지수(SSDI)를 산출하는데(Table 4, Fig. 1), 전체 21가지 형질 중 머리뼈 최대 길이(GLS)와 코 - 후두부 길이(ONL)을 제외한 나머지 19개의 형질은 암수 간 유의한 차이는 없는 것으로 나타났다(p>0.05).
- 또한 머리 - 몸통 길이, 뒷발의 길이는 수컷이 암컷보다 각각 4.48 mm, 0.56 mm 정도 더 컸음에도 불구하고 유의하지는 않는 것으로 나타났다(HBL, M, 176.92±7.71 mm vs. F, 172.44±9.92 mm, p=0.257; HFL, M, 25.97±1.06 mm vs. F, 25.41±1.20 mm, p=0.317)(Table 3).
- 머리뼈 최대 길이(GLS), 코뼈의 길이(NAL), 코 - 후두부 길이(ONL), 눈확 사이 폭(IB) 4가지 형질에 대해서는 한국 집단과 중국 집단 간 직접 비교할 수 없었으나 암수 평균값을 비교할 수 있었는데(Table 5), 한국의 수컷 집단은 머리뼈 최대 길이(GLS), 코뼈의 길이(NAL), 코 -후두부 길이(ONL), 눈확 사이 폭 (IB)에서 각각 41.12±1.52 mm, 14.59±1.19mm, 39.82±1.67mm, 5.98±0.44mm이었고, 중국 수컷(GLS, 36.84±2.50 mm; NAL, 14.58±1.52 mm; ONL, 36.44±2.43mm; IB, 5.55±0.66 mm; Zhang 1986)과 집단 간 각각 4.24mm, 0.01 mm, 3.38 mm, 0.43 mm로 한국 집단이 다소 큰 경향이 있다는 것이 확인되었다.
- 머리뼈 최대 길이(GLS)는 수컷(41.12±1.52 mm)이 암컷(38.50±1.34 mm)보다 약 2.62 mm 길었고, 코 - 후두부 길이 (ONL)도 수컷 (39.82±1.67 mm)이 암컷 (36.98±1.40mm)보다 2.84mm 긴 것으로 나타났다(p=0.020; p=0.014).
- 비단털쥐 암수 간 체중과 외부형태를 비교해보면, 체중은 암컷 129.9±24.6 g, 수컷 121.3±24.6 g으로 암컷이 약 8.6 g정도 더 무거웠지만 통계적으로 유의하지는 않는 것으로 나타났다(p=0.739)으며, 귀의 길이도 암컷(19.83±1.26 mm)이 수컷(19.70±0.46 mm)보다 0.13 mm 길게 나타났으나 유의하지는 않는 것으로 나타났다 (p=0.317).
- 비단털쥐의 2차 성적이형(secondary sexual dimorphism)현상을 밝히기 위해 머리 - 몸통 길이(HR)를 기준으로 체중/머리 - 몸통 길이(B_HR), 꼬리 길이/머리 - 몸통 길이(T_HR), 귀 길이/머리 - 몸통 길이(E_HR), 뒷발 길이/머리 - 몸통 길이(H_HR)를 산출하여 분석한 결과, 오직 꼬리 길이에 대한 머리 - 몸통 길이(T_HR)만이 통계적으로 유의한 것으로 나타났다(M, 46.25±2.56 vs. F, 74.89±9.96, p=0.003).
- 39 mm). 성적 크기이형 지수를 보면, 거의 통계적으로 유의하지는 않았음에도 거의 모든 형질에서 암컷이 더 길거나 폭이 넓은 경향을 보였다. 전체 21가지 형질 중에서 머리뼈 최대 길이 (GLS), 코 - 후두부 길이 (ONL), 눈확 사이의 폭(IB)와 대후두공횡경(BOF)는 수컷 편향적인 성적 크기 차이(male-biased SSD)가 있었고, 이를 제외한 나머지 뒤통수 뼈관절융기 - 치조점 사이 길이(CL), 머리뼈 바닥 길이(BL), 코뼈의 길이(NAL), 앞머리뼈의 길이(FL), 뒷머리뼈의 길이(PrL), 절치공의 길이(LIF), 고포뼈의 길이(ABL), 협골공의 폭(ZB), 입술의 폭(BR), 위턱어금니열의 길이(LUM), 위턱이틀 사이 모서리길이(LUD), 아래턱뼈의 길이(LM), 아래턱뼈의 높이 (HM), 아래턱어금니열의 길이 (LLM), 앞니 길이(LUI), 관절 높이(AH), 뇌함 최대 너비(MWB)는 암컷 편향적인 성적 크기 차이(female-biased SSD)가 있는 것으로 나타났다.
- 성적 크기이형 지수를 보면, 거의 통계적으로 유의하지는 않았음에도 거의 모든 형질에서 암컷이 더 길거나 폭이 넓은 경향을 보였다. 전체 21가지 형질 중에서 머리뼈 최대 길이 (GLS), 코 - 후두부 길이 (ONL), 눈확 사이의 폭(IB)와 대후두공횡경(BOF)는 수컷 편향적인 성적 크기 차이(male-biased SSD)가 있었고, 이를 제외한 나머지 뒤통수 뼈관절융기 - 치조점 사이 길이(CL), 머리뼈 바닥 길이(BL), 코뼈의 길이(NAL), 앞머리뼈의 길이(FL), 뒷머리뼈의 길이(PrL), 절치공의 길이(LIF), 고포뼈의 길이(ABL), 협골공의 폭(ZB), 입술의 폭(BR), 위턱어금니열의 길이(LUM), 위턱이틀 사이 모서리길이(LUD), 아래턱뼈의 길이(LM), 아래턱뼈의 높이 (HM), 아래턱어금니열의 길이 (LLM), 앞니 길이(LUI), 관절 높이(AH), 뇌함 최대 너비(MWB)는 암컷 편향적인 성적 크기 차이(female-biased SSD)가 있는 것으로 나타났다.
- 포획된 개체들은 암컷 9마리, 수컷 5마리로 모두 성체였는데, 외부형태는 체중 114.6±20.1 g (87.0~148.7 g), 머리 - 몸통의 길이 174.97±9.45 mm (159.29~188.93 mm), 귀의 길이 19.74±1.04 mm (16.89~21.13 mm), 뒷발의 길이 25.85±1.20 mm (24.12~27.66 mm), 꼬리의 길이 95.53±13.46 mm (78.69~114.70 mm)이었다.
후속연구
- 2017) 보고에 따라 국한된 지역에 서식하는 비단털쥐의 개체수는 매우 적을 것이 예상된다. 이 연구를 통해 얻어진 비단털쥐의 형태학적 연구 결과는 국내에 서식하는 비단털쥐의 종 보존과 생물종 다양성 유지에 필요한 데이터 구축을 위해 의미 있는 자료로 널리 활용될 것이며, 더 나아가 국제적인 학술교류와 함께 지속적인 연구가 이루어진다면 좀 더 상세한 정보는 확보될 것이라 판단된다.
- 그러나 암컷 - 암컷 사이의 자원 경쟁에 따라 암컷과 수컷의 크기가 비슷해지기도 하고(Isaac 2005), 공격 성향이 강한 특성을 가진 종에서는 암컷의 세력권 방어 능력이 요구되기 때문에 암컷의 몸의 크기가 증가하여 성적 크기 이형 현상이 결여되는 결과를 보이기도 한다(Zidarova 2015). 이 연구에서 연구에 이용된 개체가 적어 단적으로 암수 간의 크기 차이를 언급하는 데에는 한계가 있어 앞으로 좀 더 상세한 연구가 이루어져야 하겠지만 대부분의 형질에서 암컷 우성의 경향성을 보였기에 암수가 독립적으로 생활하는 것으로 알려진(Jo 2015) 비단털쥐의 생태학적 특성에 비추어 볼 때 번식과 세력권 방어와 같은 요소와 관련성이 있을 것이 예상된다.
- 90 mm 더 길었다(Zhang 1986). 이 연구에서는 채집된 개체군의 크기가 작고 중국 집단에서의 구결과에서 나타난 표본수가 불분명하여 직접 통계적인 차이를 확인할 수 없어 섬 개체군이 대형화되는 현상을 밝힐 수는 없었으나 향후 표본과 자료 확보를 통한 분석은 필요할 것이라 판단된다.
- 지역에 따라 개체군 밀도, 먹이, 서식지 구조 등과 같은 서식환경의 구조에 따라 뒷발의 길이에 차이가 발생할 수 있다는 선행연구 결과(Blanckenhorn 2000; Gaillard et al. 2000; Zannèse et al. 2006; Martin et al. 2013)와 유사한지에 대해서는 제주도, 한반도, 더 나아가 중국에 서식하는 비단털쥐 집단의 형태학적 특성을 비교하는 연구가 필요하다고 판단된다.
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