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지미 온
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1 작품번호 2308 제55회전국과학전람회 Skeletochronology 를이용한제주도룡뇽의 나이구조와번식생태에관한연구 출품분야교원부출품부문동물 구분성명 교사 교사 고상범 신성범 - i -

2 목 차 1. 서론 1 가. 제주도롱뇽의특징 2 나. Skeletochronology 3 2. 조사시기및방법 4 가. 시기및장소 4 나. 분포와산란및발생 5 나. 측정방법 6 다. 뼈나이결정분석과정 7 라. 통계처리 8 3. 결과 9 가. 제주도롱뇽의분포와산란 9 나. 제주도롱뇽의생장 10 다. 제주도롱뇽의나이구조와체장 12 라. 나이와각신체부의와의관계 15 마. 성적이형과성장 고찰 결론 제언 21 참고문헌 22 - i -

3 < 표목차> 표 1. 산란한제주도롱뇽암컷의알수, 체중, 체장 9 표 표 표 표 표 2. 제주도롱뇽의생장기간 암수간의나이에따른개체수와분포 제주도롱뇽의체장과범위 제주도롱뇽의나이와범위 제주도룡뇽암수의나이와신체부위에대한상관관계 15 표 7. 제주도롱뇽암수간의 HL,HW, BW, TaD, TL 평균값비교 17 < 그림목차> 그림그림그림그림그림그림그림그림그림그림그림그림그림그림그림그림그림그림 1. 제주도롱뇽알 2 2. 제주도롱뇽유생 2 3. 제주도롱뇽수컷 2 4. 제주도롱뇽암컷 2 5. 제주도롱뇽조사지역 5 6 제주시조천읍동백동산 5 7 제주시애월읍빌레못 5 8. 제주도롱뇽의각신체부위 6 9. 제주도롱뇽의산란장소 체중과알수와의관계 체장과알수와의관계 제주도룡뇽의성장과정 제주도롱뇽발가락단면사진 제주도롱뇽수컷의나이분포 제주도롱뇽암컷의나이분포 제주도룡뇽암 수의연령과 head length, head width, body weight, tail depth 의상관관계 제주도롱뇽수컷의성장곡선 제주도롱뇽암컷의성장곡선 16 - ii -

4 1. 서론 도롱뇽류는양서류중개구리보다원시적인동물로우리나라에널리분포되어있는 분류군이다. 북한에만서식하는네발가락도롱뇽을제외하고우리나라에는 4 종( 도롱 뇽, 고리도롱뇽, 꼬리치레도롱뇽, 제주도롱뇽) 이서식하는것으로보고되어왔으나, 최근미주도롱뇽과인이끼도롱뇽이발견되어총 5 종이서식한다(Min et al., 2005). 제주도롱뇽은일본인학자 Mori(1928) 에의해처음으로학계에발표되었는데본 토에서식하는도룡뇽과는형태적인차이가있어 Hynobius leechii quelpaertensis 로명명하여도룡뇽 (Hynobius leechii) 의아종인제주도롱뇽으로분류하였다. 그러 나 Webb(1962), 강(1968) 등에의해다시본토의도롱뇽(Hynobius leechii) 과같은 종으로분류되었지만, 이후에양(1980) 은제주도에서식하는도롱뇽이본토의도롱 뇽과유전적으로차이가있어다른종이라하였고, 박(1982) 은濟州道誌 ( 척추동물) 에서다시아종인제주도롱뇽으로분류한바있다. Yang et al.(1997) 은유전자분 석을통해한반도내륙의도롱뇽과차이를밝혀제주도롱뇽을하나의종으로보고 하면서제주도롱뇽이제주도에만서식하는것이아니라진도와해남등남해안일 부지역에서도서식하고있다고보고한바있다. 또한 Oh et al.(2007) 은제주도롱뇽 의유전자전체배열이 이본토의도롱뇽과비교했을때 이점이있다는것을명확하게규명한바있다. 16,407염기쌍으로배열되어있다는점과유전자의염기서열 89-93% 만일치한점을밝혀두종간의유전적차 도롱뇽속에대한분류학적연구에비하여도롱뇽속에속하는종들에대한생태적, 형태적연구에대해서는고리도롱뇽( 이, 2007) 과도롱뇽(Lee et al., 2008) 에대한연 구정도일뿐제주도롱뇽에대해서는아직까지연구된바없다. 따라서본연구는 지금까지생태적특징이밝혀지지않은제주도롱뇽의각부위를측정하고, skeletochronology 을이용한나이분석을통하여제주도롱뇽의형태적특징및군집 구조를파악하고번식생태학적특성을밝혀도룡뇽류의생물학적특성을규명하는 데기여하고자시도되었다. 가. 제주도롱뇽(Hynobius quelpaertensis) 의특징 분포: 한국특산종으로제주도를포함한서, 남해안주변의섬( 진도, 남해도, 거제도) 과반도( 변산반도, 해남) 에도서식한다. 형태적특징: 서개구치(vomerine teech) 는 개로도롱뇽(31-36 개) 에비하여 그수가많은것이특징이다. 변이: 외형은도롱뇽과매우비슷하여구별하기어렵다. 일반적으로번식기에 수컷은등면이흑색이며, 앞다리가두껍고번식시기때생식공상단에돌기 가있다. 턱아래에는주변에비하여하얀색의무늬가보인다. 암컷은수컷 에비해꼬리의두께가얇고턱아래색이목부분하고연속되는무늬가있 다. 등변이수컷에비해엷은회색바탕에흑색소반점이있다. 생태: 초봄에주로산간의하천이나습지에산란한다. 알주머니는돌이나나뭇 - 1 -

생식적으로잘격리되어있음을보고한바있다. 그림 1. 제주도롱뇽알그림 2. 제주도롱뇽유생 그림 3. 제주도롱뇽수컷그림 4.

개체의나이 를측정하여야개체의성장, 수명, 성적성숙정도등을알수있고더나아가군집 구조에대한전반적인상황을파악할수있기때문이다.

5 가지에붙이는경향이많다. 알려져있지않다. 아직까지정확한서식장소나행동에대해서는 분류 : Yang 등(1997) 은본종이도롱뇽과의동서지역( 전남장성) 에서서로 생식적으로잘격리되어있음을보고한바있다. 그림 1. 제주도롱뇽알그림 2. 제주도롱뇽유생 그림 3. 제주도롱뇽수컷그림 4. 제주도롱뇽암컷 나. Skeletochronology 양서류연구에있어서개체의나이를측정하는것은매우필수적이다. 개체의나이 를측정하여야개체의성장, 수명, 성적성숙정도등을알수있고더나아가군집 구조에대한전반적인상황을파악할수있기때문이다. 가장고전적인방법은개 체를포획해서특정한표식을한다음다시서식지에놓아다시포획하는포획-재 포획방법이다. 특정개체를표식하는방법으로는 toe clipping이가장널리쓰였는 데, 이는발가락을잘라서개체에일련번호를부여하여식별하는방법이다 (Donnelly. 1994). 그러나이방법은발가락재생, 포식자에의한발가락손실, 감염 의문제가생겨지금은많이사용하지않는다(Risenhoover, 1994). 최근많이사용 되는방법은개체의몸속에마이크로칩인 tag를집어넣어개체를식별하는방법인 - 2 -

6 PIT tag 로직접포획하지않아도개체를파악할수있는방법이지만, 리더기로개 체를감지할수있는거리에한계가있고, 또한재포획율도높지않은단점을가지 고있다(Schulte, 2007). 또한재포획법의가장큰문제는이러한일련의방법을사 용하려면여러해를걸쳐이루어져야하며, 발생이끝난후부터이루어져야정확한 나이를측정할수있다는점때문에정확한자료의산출이어렵다는것이다. 또다른방법으로는 size frequency data 를사용하였는데, 이는성장함에따라개체 의크기가증가한다는것을바탕으로하고있다. 하지만성체의몸크기는같은나 이그룹에서다양하게나타나며, 다른나이그룹에서와많이겹치고있기때문에이 방법으로정확한나이를측정하기는어렵다(Ento 2002). 먹이, 포식자, 온 습도등 과같은성장에관련된요소가매우다양하기때문에, 몸크기와성체의나이를측 정하는방법은유의성이크지않다는것은이미많은연구를통해보고되었다 (Halliday and Verrell, 1988; Caetano and Castanet, 1993; Khonsue et al., 2000). 최근양서류의나이측정법중에는 skeletochronology 를많이이용하고있다. 이방 법은뼈의단면을잘라성장층에서 LAG(line of arrested growth) 수를세어개체의 나이를알아내는방법이다(Halliday and Verrell, 1988). LAGs는개체의어느뼈에 서도나타나고있기때문에, 양서류의가운데발가락첫마디를잘라사용하고있 다. 따라서이방법은동물을죽이거나큰상처를입히지않으면서자연상태에서 나이군집구조를조사하는데편리하고안정적이다 (Francillon-Vieillot et al., 1990; Roger and Harvey, 1994; Kusano et al., 1995a). 이방법은여러동물중에서네발 달린하등동물의나이결정연구에도이기술을많이사용하고있다 (Halliday and Verrell, 1988; Castanet et al., 1988). 이방법은각개체의정확한나이를측정할 수있고, 또한이측정으로군집의생활사를확실히알수있는중요한방법이다. 따라서이방법을사용하여성장비율, 수명, 번식에처음참여하는나이등을알수 있고, 이러한방법은이미여러양서류연구에사용되고있다(Hemelaar, 1988; Caetano and Castanet, 1993; Wake and Castanet, 1995). Skeletochronology 를사용 하여 Tilley(1980) 은다른환경에서두군집의종내생활사의다양성을연구하였고, Francillon-Vieillot et al. (1990) 은잡종간에진화의전략을, Pasqualina(2008) 는같 은군집내에서의나이성장수명을연구하였다. 현재 skeletochronology은양서류생 물학연구에서매우중요한위치를차지하고있다. Skeletochronology에서뼈의나 이테가생성되는이유는따뜻한계절에는개체의성장이빨라뼈의형성이증가되 다가추운계절에는성장이많이이루어지지않기때문에뼈조직이좁고치밀하게 형성된다. 이렇기때문에양서류가동면기를지나면 LAGs(line of arrested growth) 라불리는선이형성된다. 이선은 1년에한개씩형성되므로이선을세면개체의 나이를측정할수있다(Castanet et al, 1991). 온대지방에서 LAG에대한연구는 많이이루어졌으나열대지방에서는거의이루어진바없었으며, LAGs형성이어려 울것이라고여겨졌으나, 최근의연구결과에서는열대지방에서는건기에 LAGs가 형성된다고알려졌다 (Khonsue, 2000)

7 온대지방인우리나라에서 skeletochronology 를이용한양서류의연구를살펴보면, 유미목에서는도롱뇽과고리도롱뇽에서이루어졌고제주도롱뇽에서는이루어진바 없다. 또한일본에서도같은 Hynobius 속인 H. kimurae(misawa and Matsui, 1999) 와 H. nebulosus에대해서연구되어졌다 (Ento and Matsui, 2002). 산란환경은비슷하나서식지가다른본토의도롱뇽과제주도롱뇽에서는환경적인 요인에의해유의미한차이가있을수있을것이다. 하지만제주도롱뇽에대해서는 나이구조, 생활패턴, 생식에참가하는나이등생태전반에대해알수있는 skeletochronology 연구는수행되지않았다. 따라서본연구에서는제주도와일부 남해안지역에서식하는제주도롱뇽을대상으로골조직학적방법을적용하여군집 의나이구조, 처음번식에참가하는연령, 성장패턴을분석하고그에따른보전방법 을알아보고, Hynobius 속에속하는도롱뇽과제주도롱뇽의나이와성장의특성을 비교하여종특유의생물학적특성을밝히고자한다. 2. 조사시기및방법 가. 시기및장소 본연구에서분포조사는 2006 년부터조사하였고, 발생과정과나이구조및형태분 석은 2008 년번식기에얻은성체의자료를이용하였다. 성체의표본은번식기인 2 월에서 4월사이에생식을위해연못으로들어오는개체를대상으로 trap을설치하 여채집하였다. 번식기란성체가연못에서짝짓기를위해연못주변이나연못속에 머무르는기간을의미한다. 채집장소는제주시조천읍동백동산(E , N , H 127m) 과애월읍빌레못(N , E , H 254m) 이 다( 그림 5). 동백동산( 그림 6) 은곶자왈지역으로채집한곳은동백동산입구에있 는연못이다. 상록수가우점종을이루고있고, 울창한숲으로연못주위가나무로덮 여있어햇빛이거의들어오지않는환경이며, 북방산개구리와제주도롱뇽이같이 산란을하는곳이다. 북방산개구리보다는제주도롱뇽의산란이많이이루어지고있 다. 빌레못( 그림 7) 은마을외곽의빌레용암암반위에형성되어있는 1개의소형연못 (260 m2) 과다른 1 개의중형연못(410 m2) 으로연못과의거리는 2m 를넘지않으며, 농 로옆에위치하고있다. 주변은농경지와임야로되어있고중형연못바로위에는 조경수가식재되어관리되고있다. 주요습지동물로는참개구리, 북방산개구리, 붕 어, 거머리류이며, 송이고랭이, 눈여뀌바늘, 개구리밥등의식물이자라고있다. 나. 분포와산란및발생 서식분포조사는산란기에제주도내습지를대상으로산란된알을파악하여조사 하였다. 산란한알의수는번식기에연못안으로들어온개체를채집하여동백동산 - 4 -

과빌레못에서채집한성체를가로 30cm 세로 15cm 높이 20cm인어항에암컷 1 마리와수컷 3 마리를같이넣어산란한알의수를산정하였다.

인공연못은최대한자연상태에맞도록서식지에서의수 생식물과물을가져와서사용하였다. 그림 5. 제주도롱뇽조사지역 그림 6. 제주시조천읍동백동산.

측정방법 채집한개체는실험실에서운반하여 300ppm 리도카인(lidocaine) 으로마취후에코

8 과빌레못에서채집한성체를가로 30cm 세로 15cm 높이 20cm인어항에암컷 1 마리와수컷 3 마리를같이넣어산란한알의수를산정하였다. 발생시기에대한관 찰은두지역에서채집한알을장축 86cm 단축 62cm 높이 31cm인플라스틱통 (100L) 에넣어관찰하였다. 인공연못은최대한자연상태에맞도록서식지에서의수 생식물과물을가져와서사용하였다. 그림 5. 제주도롱뇽조사지역 그림 6. 제주시조천읍동백동산. 그림 7. 제주시애월읍빌레못. 다. 측정방법 채집한개체는실험실에서운반하여 300ppm 리도카인(lidocaine) 으로마취후에코 끝에서총배설강앞부분까지인체장(snout-vent length, SVL), 머리길이(head length, HL), 머리폭(head width, HW), 꼬리의넓이(tail depth, TaD), 전체길이 (total length, TL) 를전자캘리퍼스를이용하여 0.01mm 단위까지측정하였다. 몸무 - 5 -

9 게 (body weigth, BW) 는전자저울을이용하여 0.1g 단위로측정을하였고, 측정이 끝난후에는지골(Phalanges) 을잘라 10% 포르말린에보관하였다. 또한추후재포획 될때개체를식별하기위해일부개체는 장소에놓아주었다. pit tag를개체의몸안에집어넣어포획한 그림 8. 제주도롱뇽의각신체부위. snout-vent length(svl), head length(hl), head width(hw), tail depth(tad), total length(tl) 절단된뼈를준비한후에 Guarino et al.(1995, 1998) 에따라서나이측정을실시하 였다. 절단한발가락뼈를흐르는물에 24시간씻은후 5% 질산에 15-30분담가석 회질을제거하고나서, 다시흐르는물에 24 시간세척하였다. 그리고나서마이크로 톰으로(10-14 μm) 잘라헤마톡실린(hematoxylin, Mayer 's acid hemalum) 으로 30분 간염색하여현미경( 400) 배로관찰하여 LAGs 를판단하였다. 라. 뼈나이결정분석과정 Skeletochronology 의자세한방법은다음과같다. 1) 전처리과정 10% 중성포르말린에고정되어있는양서류의발가락조각은흐르는물에 24시간동 안두어포르말린을제거하였다. 포르말린이제거된발가락조각은 2시간동안 5% - 6 -

10 질산액에넣어두어조직내의뼈를연화시켰다. 연화가끝난발가락조각은다시 흐르는물에 24시간두어질산액을제거하고 70%, 80%, 90%, 100%, 100% 에탄올에 각각 30 분씩옮겨담아탈(Dehydration) 과정을실시하였다. 이후, 같은방법으로동 일농도의자일렌(Xylene) 에각각 30 분씩옮겨담아침투제(Paraffin) 와융합할수 있는물질로대체하는투명(Clearing) 과정을거치고 60 로맞춰진건조오븐 (Dryingoven) 안의액상파라핀(Paraffin) 에 24시간넣어발가락조직에파라핀이침 투되는파라핀침투(Paraffinimpregnation) 과정을실시하였다. 2) 포매 (Embedding) 침투가완료된조직은박절기(Microtome) 를이용하여얇게자르기적합한형태로 준비하는포매(Embedding) 과정을실시하였다. 액체상태의파라핀에 12시간넣어두 었던발가락조각을액상의파라핀이담겨있는플라스틱형틀에넣고안의파라핀이 굳기전에해부침을이용하여발가락조각을세웠다. 발가락조각이들어있는파라 핀이굳게되면플라스틱형틀에서분리하여, 드모양의사각뿔의형태로여분의파라핀은제거하였다. 발가락조각주변만을남기고피라미 3) 박절 (Microtomy) 포매과정이끝난파라핀조각을박절기(Microtome) 를이용하여 10-15μm의두께의 얇은조각으로절단한다. 절단된발가락횡단면조각들은미리준비된슬라이드글라 스에증류수를이용해올려놓은뒤,35-40 사이온도에맞춰진가열기 (Slidewarmer) 속에 24 시간정도넣어두어, 발가락조각의파라핀이슬라이드글라스 에단단하게고정되도록하였다. 4) 염색 (Staining) 가열기속에 24시간넣어둔슬라이드글라스를발가락에존재하는나이테를확인하 기위해 H&E 염색(Hematoxylin&Eosin 염색) 법을이용하였다. (1) (2) 파라핀제거단계 1. 자일렌 ( Ⅰ) 분 2. 자일렌 ( Ⅱ) 분 3. 자일렌 ( Ⅲ) 분 함수과정 1. 무수에탄올 분 2. 무수에탄올 분 3. 95% 에탄올 분 4. 95% 에탄올 분 5. 70% 에탄올 분 6. 70% 에탄올 분 - 7 -

11 (3) 7. 증류수 분 염색과정 1. 무수에탄올 분 2. 95% 에탄올 분 3. 95% 에탄올 분 4. Scott's tap water substitute rinse 5. Harris' Hematoxylin 분 6. Scott's tap water 회 dipping 7. Scott's tap water 회 dipping 8. Differentiator 회 dipping 9. 증류수 rinse %Lithium Carbonate 초 11. Scott's tap water 회 dipping 12. Scott's tap water 회 dipping 13. Eosin 회 dipping % 에탄올 분 % 에탄올 분 16. 무수에탄올 분 17. 무수에탄올 분 18. 무수에탄올 분 19. 자일렌 분 20. 자일렌 분 21. 자일렌 분 5) 봉입(mounting) 과관찰 염색과정의마지막단계가끝나면봉입제(Permount) 를이용하여, 영구프레파라트를 완성하였다. 완성된표본은광학현미경( 400) 을이용하여연령을결정하였다. 마. 통계처리 제주도롱뇽의나이와각신체부위와의관계, 암컷의알의수와체중, SVL은상관 관계분석(Pearson's correlation analysis) 을이용하여분석하였고, 암수의 SVL과나 이, 몸무게등은 t-test 를이용하여분석했다. 나이에따른크기는차이는 Kruskal-Wallis test 를이용하여유의성을분석했으며, 성장곡선은 Logistic Model 을적용하였다. 분석에사용된프로그램은 SPSS(12.0) 이다

3. 결과 가. 제주도롱뇽의분포와산란 제주도롱뇽의산란장소는제주도전지역에걸쳐나타나고있다.( 그림 9). 산란은 주로 1-4 월사이에이루어지며, 연못이있거나하천가에물이고여있는장소에서 는산란된알을나뭇가지나돌에한쌍씩을붙여있는것을관찰할수가있었다. 유생시기는 3-7 월사이에관찰할수있다.

12 3. 결과 가. 제주도롱뇽의분포와산란 제주도롱뇽의산란장소는제주도전지역에걸쳐나타나고있다.( 그림 9). 산란은 주로 1-4 월사이에이루어지며, 연못이있거나하천가에물이고여있는장소에서 는산란된알을나뭇가지나돌에한쌍씩을붙여있는것을관찰할수가있었다. 유생시기는 3-7 월사이에관찰할수있다. 하지만연못에어류나붉은귀거북등 포식활동이강한종이사는곳에서는산란현상을관찰하지못하는경우가많았다. 그림 9. 제주도롱뇽의산란장소 ( 고도 3m- 1950m). 산란한제주도롱뇽의알은평균 95.6±24.7 개이고, 그범위는 개였다. 체중은 7.93±1.96g 였으며, 범위는 g 였다. SVL은 66.44±8.14mm이고범위는 mm 였다( 표 1). 표 1. 산란한제주도롱뇽암컷의알수, 체중, SVL (n=40) Mean(±SD) Range Egg 95.6± Weight 7.93± ±1.96 SVL 66.44± 산란된알의수와체중과의상관관계에서는 p=0.001에서상관계수가 0.645로높게 - 9 -

13 나타났지만알의수와 SVL은 p=0.176에서상관계수가 0.218로상관이없는것으로 나타났다( 그림 10, 11). 그림 10. 체중과알수와의관계. 그림 11. 체장과알수와의관계. 나. 제주도롱뇽의생장 제주도롱뇽의발생과정관찰결과다음의표 2 와같다. 표 2. 제주도롱뇽의생장기간. ( ) 는누적일수 일시장소상태부화뒷다리앞다리어린개체 2.08 동백동산알 3.19(40) 3.26(47) 3.28(49) 5.10(92) 2.15 동백동산알 3.24(38) 4.01(46) 4.03(48) 5.13(88) 3.13 동백동산알 4.14(33) 4.20(39) 4.22(41) 5.31(80) 3.24 빌레못알 4.22(30) 4.28(36) 4.30(38) 6.08(77) 4.08 빌레못알 5.01(24) 5.06(29) 5.08(31) 6.17(71) 4.22 동백동산알 5.05(21) 5.10(26) 5.12(28) 6.18(65) 제주도롱뇽의발생과정을관찰한결과, 기온이높아질수록발생속도가빨라지고 있다. 부화속도는 일정도걸렸고, 다리가나오기까지는 일, 어린개체가 될때까지의기간은 일걸렸다. 발생시뒷다리가나오고앞다리가나오기까 지는이틀정도밖에걸리지않았고, 로판단하여측정하였다. 어린개체는아가미가퇴화되어사라지는시기

14 a b c d e f g h i j k l m n o 그림 12. 제주도룡뇽의성장과정. a) 금방산란한알; b) 한시간정도지난알; c) 하루정도지난알 d, e, f, g, h. 발생 중인알; I) 부화한지 3 일된유생; j) 부화한지 35 일된유생; k) 동족포식; l) 꼬리끝 이넓적하고색이짙은수컷; m) 꼬리끝이뭉툭하고색이옅은암컷; n) 턱이희 고배에얼룩이없는수컷; o) 턱과배에흰얼룩이있는암컷

대부분의거의모든절단부위에서 ML 은발견되며( 그림 13), LAGs 흡수는보이지않는다. 그림 13. 제주도롱뇽의발가락단면사진. 왼쪽은수컷 5 살, 오른쪽은암컷 4 살. MC: 골수강(marrow cavity), 실선: LAG(line of arrested growth).

15 다. 제주도롱뇽의나이구조와체장 2008년 1월부터 3월까지번식기에도롱뇽성체수컷 101마리와암컷 50마리를조사 지역에서총 151 마리를채집하였다. 제주도롱뇽의발가락을절단하여살펴보면중 심에골수가보이며, 그주변으로 hematoxylinophilic rings 이나타난다( 그림 13) 이 것을 LAGs라고하는 darkly stained rings 이고, 가장안쪽부분은 metamorphosis line (ML) 으로유생이발생후에어린개체에서항상나타난다. 이것은다른형태와 쉽게구별된다. 대부분의거의모든절단부위에서 ML 은발견되며( 그림 13), LAGs 흡수는보이지않는다. 그림 13. 제주도롱뇽의발가락단면사진. 왼쪽은수컷 5 살, 오른쪽은암컷 4 살. MC: 골수강(marrow cavity), 실선: LAG(line of arrested growth). 포획한 151( 수컷 101, 암컷 50) 개체의나이측정에서성체의나이구조는표 3와같 다. 표 3. 암수간의나이에따른개체수와분포( 수컷=101, 암컷=50) Age Male Female N 평균 ±SD range N 평균 ±SD range ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±

16 수컷의평균 SVL은 61.9±4.9mm 였고, 암컷은 65.1±5.2mm 였다. SVL 범위는수컷 에서 mm 였으며, 암컷에서는 mm 였다( 표 4). 암컷이수컷보다 크며, 암수차이에의한 SVL 의크기는뚜렷하게차이가있음을알수있었다(t-test P<0.01) 표 4. 제주도롱뇽의 SVL과 range( 수컷=101, 암컷=50) sex mean±sd range male 61.9± female 65.1± 또한암수의나이구조를보면평균나이는수컷에서 5.3살이고암컷에서는 5.5살이었 다( 표 5). 이자료를분석해보면나이구조에서성별차이는나타나지않았다(t-test, P>0.05). 표 5. 제주도롱뇽의나이와범위( 수컷=101, 암컷=50) sex mean±sd range male 5.3± female 5.5± 가장나이가많은개체는수컷과암컷에서각각 10 살이었다. 한편가장어린개체는 수컷은 3살이고암컷은 4 살이었다. 번식기수컷에서가장많은나이집단은 5살이었 으며, 그이후로나이가많이들수록개체수가점차감소하는경향을보였다.( 그림 14). 암컷의경우에도 5 살에서가장많은개체수가번식에참여하고있었고( 그림 15), 수컷과마찬가지로그이후에는감소하는경향을보였다( 그림 17, 그림 18) 번식기에포획된성체의 SVL 은같은나이에서도다양한크기를보였고, 다른나이 하고도많이중복되는경향을보였다. 결과적으로나이에따른크기에대한유의성 은수컷에서는차이를보이지않았으나 (Kruskal-Wallis, P>0.05) 암컷에서는차이 가있었다 (Kruskal-Wallis, P<0.05 )

17 그림 14. 제주도롱뇽수컷의나이분포(N=101) 그림 15. 제주도롱뇽암컷의나이분포(N=50)

18 라. 나이와각신체부의와의관계 제주도롱뇽의암컷과수컷은모두나이와 SVL, head length, head width, body weight, tail depth 가상관관계( 正 ) 가있는것으로나타났다( 표6, 그림 16). 즉나이 가많아질수록 뜻이다. SVL, head length, head width, body weight, tail depth이커진다는 표 6. 제주도룡뇽암수의나이와신체부위에대한상관관계( 수컷=101, 암컷=50) Age SVL HL HW BW TaD Male Female SVL HL HW BW TaD TL SVL HL HW BW TaD TL.585** **.595** **.798**.627** **.818**.626**.741** **.728**.582**.662**.739** **.933**.576**.769**.794**.700** ** **.663** **.769**.738** **.884**.691**.879** **.661**.630**.728**.778** **.888**.760**.813**.894**.757**

19 male female

20 male female 그림 16. 제주도룡뇽암 수의연령과 head length, head width, body weight, tail depth 의상관관계( 수컷=101, 암컷=50). 마. 성적이형과성장 암 수간에서 head length, body weight, tail depth의크기차이는있었으나 width와 total length 는암 수간차이가없었다( 표 7). head 표 7. 제주도롱뇽암수간의 HL,HW, BW, TaD, TL 평균값비교( 수컷=101, 암컷=50) HL HW BW TaD TL Male 15.80± ± ± ± ±1.09 Female 16.63± ± ± ± ±1.44 p<0.05 p>0.05 p<0.01 p<0.01 p>

21 성장곡선은 logistic model( 그림17, 18) 로측정하였다. 각개체의성장을보면, 수컷 은 3 살에, 암컷은 4 살에생식능력을갖추기시작하였고, 각각 5-6살정도가되면성 장이완료되어성장속도의증가가감소되는경향을볼수있었다. 포획된도롱뇽은 경작지부근의연못과인간의출입이없는곶자왈지역의자연적인두장소이며, 두 장소에서성장은수컷에서는유의성이없었으나(t-test, p>0.05) 암컷에서는의미있 는차이가있었다 (t-test, p<0.001). 그림 17. 제주도롱뇽수컷의 성장곡선 (N=101) 그림 18. 제주도롱뇽암컷의 성장곡선 (N=50) 4. 고찰 채집지역인애월읍빌레못과조천읍동백동산은사람의왕래가적은지역으로제주 도롱뇽의조사에적합한곳이다. 특히동백동산은제주의곶자왈지역으로개발이 전혀이루어지지않은곳으로도롱뇽의군집밀도가아주높았고, 주변에여러개의 연못으로이루어져제주도롱뇽의생활사및군집연구에적합한지역이라여겨진다. 우리나라에서식하는도롱뇽류의산란환경에대해서는아직까지정확하게연구된 바없다. 제주도에서식하는제주도롱뇽인경우산란은연못이나하천에서이루어 지고있으나하천인경우에도가장자리부분인고여있는물에서이루어기때문에 고여있는물에서산란이이루어진다고판단된다. 일본의 Hinobius연구(Misawa 등, 1999) 의에의하면흐르는물에산란하는종인 H. kimurae와고여있는물에산란 하는 H. nebulosus 가있고이들종간상이에서는수명의차이가있다는보고가있 으므로우리나라에서식하는도롱뇽의산란장소에따른도롱뇽류의번식생태학적 연구는앞으로계속해서이루어져야할것이다

22 Skeletochronology 방법은현재양서류의나이를측정하는방법에서는가장적합한 방법이다. Skeletochronology에의한양서류의뼈에형성되는 LAGs는대퇴부나견 갑골, 발가락등어느부분에서나확인할수있다. 또한일부양서류에서는잘라진 발가락이복제되기도하지만, 현재많은양서류에서사용하고있다(e.g., Francillon-Vieillot et al., 1990; Castanet et al., 1996). 따라서많은양서류연구에서 skeletochronology에의한나이결정방법을적용하고 있음이확인되어제주도롱뇽연구에이방법을적용하였다. 무미목인 Hynobius의 발가락절단방법은 hematoxylinophilic lines 이확실하고, Hemelaar (1985) 의보고서 와같이골내재흡수가많지않다(Ento, 2002). 제주도롱뇽인경우도골내재흡수가 이루어지지않아 line 측정이잘이루어졌고, 측정에서거의모든발가락절단부분 에서일관되게 ML 이발견되었다. 따라서이방법은나이결정에서아주적절한측 정방법이라볼수있다. 첫번째번식에참가하는가장어린나이는수컷에서 3 살, 암컷은 4 살이었다. 하지만 암컷에서 5살때의개체수는 4살보다 2 배나많았다. 그러므로번식에참가하는가 장많은암컷의나이군은대부분 5 살정도라고추정된다. 그리고수컷은 3살부터 번식에참여하며다른양서류와마찬가지로암컷보다수컷이성적성숙이빠르게나 타났다. 수컷의경우도암컷과마찬가지로 5살에번식능력이가장활발하게나타나 고있었다. 일반적으로수컷이암컷보다성적성숙이빠르게나타나 3살정도가되 면성적으로성숙이이루어진다. Lee et al.(2008) 이연구한본토의도롱뇽은강원도 로본토의도롱뇽에서처음번식에참여하는나이는수컷은 1 살이었고, 암컷은 3살 로이번에조사한제주도롱뇽보다빠르게나타나고있으며위도도다르다. 유럽의 연구에서일부종은고도와위도가증가할수록성적성숙이빨라져, 첫동면을지낸 1 살에성적성숙이이루어지는경우도있다(Esteban et al., 1996, Kyriako-Sklavounou, 2007). 또한같은종에서도위도와고도에따라 2년정도차 이가있다는보고도있다(Duellman and Trueb, 1994). 같은속인일본의 H. tokyoensis는첫번째번식에참가하는나이는수컷은 4 살이고, 암컷은 5 살(Kusano, 1982), H.nebulosus는수컷은 3 살, 암컷은 4-5 살이다(Ento, 2002). 일본종에서두 종은대략 1 년정도차이를보이고있는데, 이차이를 Ento(2002) 는나이측정에서 방법의차이로보았다. Kusano(1982) 는포획된어린개체의성장비와야외에서발생 크기와번식기의성체크기의조합으로 H. tokyoensis 나이를측정하였으며, Ento(2002) 는 H.nebulosus의나이를 skeletochronology 를사용하였다. 서론에서언 급한바와같이 Kusano와 Ento의나이측정에서는측정방법의차이로 Ento(2002) 의방법이더정확한것으로판단된다. 이번연구에서제주도롱뇽의나이는일본의같은 Hybinous 와는비슷하게나타났지 만본토의도롱뇽과는많은차이를보이고있다. Lee(2008) 는일본의 Hybinous와 나이차이가나는이유를분석방법적의차이로보고있고, 여러연구에서그러한어 려움이따른다고하였으며, 그럼에도불구하고나이를측정하는방법에서는

23 skeletochronology 를사용하는것이정확한자료를얻을수있다고하였다. 수컷제주도롱뇽의성장비는 그후에는서서히증가한다. 사용되어지기때문이다. 5살까지는성적으로성숙할때까지높게나타나지만 이것은성적성숙이전에는주로에너지가성장하는데 하지만성적으로성숙하면에너지의대부분은번식하는데 사용한다(Hemelaar, 1988). 암컷도롱뇽에서는 6살까지는성장이이루어지고있고 그이후에서는성장폭이감소하는양상을보이지만수컷보다는좀더성장하는경 향을보이고있다. 대부분의양서류에서암컷은수컷보다성적으로성숙하는데조 금더많은기간이요구되며(Tilley, 1980; Kusano, 1982), 본조사에서의제주도롱 뇽도같은경우로해석할수있다. 성적으로성숙하는데걸리는시간이다른이유 는수컷보다암컷이번식에더많은노력을하기때문에 (Misawa and Matsui, 1999), 제주도롱뇽암컷역시평균 95개정도의많은양의알을낳으므로번식에의 한영향이라고판단된다. 성체도롱뇽의 SVL 을비교해보면, 암컷은 65.1±5.2mm이고수컷은 61.9±4.9mm로 암컷이수컷보다더컸다. Shine(1979) 은 90% 이상의종에서암컷이수컷보다크기 가크다하였고, 본연구에서도암컷이크게나타났다. 본연구에서암수의수명은큰차이가없는것으로나타났다. 일반적으로사망률은 수컷이암컷보다높게나타난다고보고되고있다(Shirose et al., 1993). 그이유는 수컷인경우는암컷을차지하기위한싸움, 울음소리등포식자에게노출될확률이 높기때문이라고보고된바있다(Kyriako-Sklavounou. 2007). Lee(2008) 에의한본 토의도롱뇽에서는암컷이수컷보다오래산다는의미있는결과가나왔으나본연 구에서는차이가없는것으로나타난것은조사지역인제주도가섬지역으로서포 식자의종류가본토보다적어포식의영향을적게받는것으로해석할수있으며, 이에대한상세한이유에대해서는추후연구되어져야할것이라생각된다. 2008년에보고된본토의도롱뇽은암컷에서나이와 SVL, HL, BW은연관성이없 고, HW와 TaD 는연관성이있는것으로나타났지만, 본연구에서는전부연관성이 있는것으로나타나두집단간다른양상을보였다. 이것은나이가증가함에따라 몸의각부분도성장한다는것을의미하며, 특히암 수모두 SVL, BW, TL은다 른부분보다도더높게나타나고있어몸무게와몸의길이에서성장속도가크다는 것을말해준다고할수있다. 육상도롱뇽의여러군집연구에서이들종들은거의이동하지않고오랜기간동안 한곳에머물고있는것이관찰되며, 또한이들도롱뇽들에서는수컷이암컷보다움 직임이활발하다고보고하고있다 (Riberon and Miaud, Rebelo and Leclair, Schulte, 2007). 제주도롱뇽인경우동백동산과빌레못의수컷들은성장에큰 차이가없으나암컷의경우는성장에차이가있었다. 이것은수컷인경우는활동영 역이넓어먹이의섭취가수월하지만암컷은이동성이적기때문에먹이의양과섭 취영역이좁아성장에미치는영향이발생하고있는것으로보인다

24 5. 결론 1. 제주도롱뇽은제주전지역에골고루분포하고있으며, 수는평균 2. 으로 95 개정도이다. 산란기에산란하는알의 제주도롱뇽의발생기간은기온이높아지면빨라지는경향이있으며대략평균적 79 일정도가소요된다. 3. 제주도롱뇽의암컷과수컷에서 SVL은암컷이수컷보다크며유의한차이가있 었다. 4. 나이에서는암컷이수컷보다조금많게나오지만통계적인차이는없었다. 5. 성적으로성숙하는나이는수컷은 3 살, 암컷은 4살로수컷이암컷보다성적성숙 이빨랐다. 가장성적성숙이많이이루어지는나이는암수모두 5 살로나타났다. 6. 개체의크기와나이에대해서는나이와크기가다양한크기로중복되고있어, 나 이와크기의관계는의미가없었다. 7. 수컷의나이와 SVL, HL, HW, BW, TaD를상관관계를보면서로상관이있는 것으로분석되었다. 암컷제주도롱뇽인경우도마찬가지였다. 8. 암수간에 HL, BW, Tad 는차이가있었으며, HW, TL 은차이가없었다. 9. 암컷인경우경작지부근에서식하는개체군보다환경이보존된지역에서식하 는군집이성장이빠르다는것을알수있었다. 6. 제언 이번조사에서는제주도롱뇽의나이를측정하여군집에대한분석을실시하였다. 나이분석은그종의생태를파악하는데가장기본적인자료이다. 제주도롱뇽은제 주도와남해안일부에만서식하는종으로서식지역이상당히한정적이다. 도시화 및농경지개간에의해서식지파괴는많이이루어지고있고, 이러한서식지파괴가 제주도롱뇽의개체수감소를감소시키고더나아가절멸시킬수도있다. 이번연구 는감소하고있는제주도롱뇽의보호대책을마련할수있는자료로제공되어제주 도룡뇽을보존하고, 서식지를복원하는데큰역할을할수있을것이라생각한다. 또한학교에서는정확한자료를제공하여학생들에게제주도롱뇽을보호할수있는 계기를마련하고, 생태계를보전할수있는교육을하여야할것이다. 앞으로이자 료와더많은연구를통하여제주도롱뇽의생물학적특성에대하여좀더체계있 는연구가이루어져야할것이다

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< DC0DBC7B0BCB3B8EDBCAD2E687770> 작품번호 2305 제54회전국과학전람회 뼈나이결정법을이용한 금개구리의나이구조분석및 지역특성비교연구 출품분야교원부출품부문동물 2008. 7. 16 도학교직위 성명 경기도분당고등학교교사구은영 목 차 1. 서론 1 가. 탐구동기 1 1) 금개구리 2 2) 금개구리의보전을위한생태연구 4 3) 양서류의나이측정 4 나. 탐구목적 6 2. 탐구방법 7 가. 탐구시기및지역