제44회전국과학전람회 출품부문 :생 물(동 물) 산개구리는 어떤 특성을 갖고 있을까 인천부평서 초등학교 제 6 학년 정 우진 지도 교사 박 병관
목차 I. 연구 동기 및 목적...1 II. 연구 기간 및 관찰 지역...1 III. 연구 절차 및 방법...2 IV. 연구 내용...3 V. 연구 방법 및 결과...3 VI. 정리...23 VII. 더 알아보고 싶은 점...24. 참고 문헌
I. 연구 동기 및 목적 해마다 겨울 방학이 되면 우리 식구들은 용평 스키장에 가서 1주간씩 스키를 배우며 지내 곤 했는데 외가인 횡성에서 서울의 돈 많은 사람들이 영양 식품이라는 산개구리를 잡기도 하고 또는 사 가지고 가기 도 한다. 라는 이야기를 듣고 너무 신기하기도 하고 호기심이 나서 산에서 사는 개구리는 우리가 논이나 풀밭에서 보는 개구리와 어떻게 다른지 어떤 생활을 하는지 알은 언제 낳 으며, 언제쯤 올챙이가 되는지 그리고 크기와 색깔 등이 궁금하여 선생님과 함께 산개구 리의 특수한 생할면을 찾아보기로 하였다. II. 연구 기간 및 관찰 지역 1. 연구 기간 : 1997. 7. 15-1998. 7. 10 2. 관찰 지역 및 장소 가. 97. 7-98. 3 (산개구리의 이동. 자연상태 및 환경) 강원도 횡성군 갑천면 하대 2 리 새골 계곡. 나. 98. 3-98. 7. 10(산란 및 표집 실험 관찰) 인천광역시 부평구 부평1동 부평서초 등학교. - 1 -
III. 연구 절차 및 방법. 순서 기간 단계 활동 내용 및 방법 비 고 역대 과학전 관련 설명서 복 문헌 사 인하,고대,이화여대 관련논 1 1997.7.15-1998.3.20 준비 조사 방문 지도 문조사 43회 전국 과학전 견학 인하대 양서영, 김종범 교수님 고려대 윤일병,김종인 교수님 이화여대 윤석중 연구관 인천교육과학연구원 윤정숙 교수님 방문은 수시로 계속 과학교육 부장님. 대형고무물통(직경90cm높이10 0cm) 3개 스텐레스망(30cm 45cm 50cm ) 2 1997.7.15-1998.7.10 관찰 활동 주요 도구 준비 자연상태 의 환경 5개 대형수조(100cm 50cm 50cm) 2개 플라스틱 수조 (30cm 22cm 20cm)20개 (25cm 15cm 10cm)40개 산개구리 338마리 강원도 횡성군 갑천면 하대2 리 새골 계곡. 수시 방문관찰 횡성에는 수시로 갔으나 외삼촌과 동재가 도와줌. 표집 실험에는 아파트에서 부모님과 표집실험 관찰 인천부평서초등학교, 동아아파 트 1실, 한국아파트에 실험 관 찰을 위한 사육조 설치. 올챙이의 성장과정은 실물화 선생님이 도와주심. 상기로 컴퓨터에 저장. 3 1998.6.25-19988.7.10 보고 서 작성 산개구리의 특성 정리 중 선행연구와 다른 것은 교수님의 지도를 받아 작성 - 2 -
IV. 연구 내용 1. 산개구리는 어떻게 옮겨가며 살까? 2. 피부색의 변화는 무엇 때문일까? 3. 산개구리 동면에 대한 조사 4. 산개구리의 산란 습성 조사 가. 물의 깊이와 산란과의 관계는? 나. 산란 시기와 울음과의 관계는? 다. 하루 중에 산란하는 때가 있을까? 라. 산란 특성 중 가란(미리 낳은 알)이란 무엇일까? 마. 산란과 수컷의 생식 혹과의 관계는? 5. 죽은 산개구리의 암수 형태는 왜 다를까? 6. 산란 후에 대한 조사 가. 산란 직후 알의 무게와 알 덩어리의 크기 변화는? 나. 산란 후 포접 상태는 언제 떨어질 것인가? 다. 산란 후 어미 개구리는? 7. 암컷이 산란하기에는 꼭 수컷이 있어야만 하나? 8. 산개구리와 물 가. 산개구리는 물기가 없이 살 수 있을까? 나. 물 없이 부화가 될 수 있을까? 9. 산개구리도 서로 좋아하는 짝이 있을까? 10. 산개구리의 동면 전후의 체중 변화는? 11. 산개구리의 성장 과정 가. 올챙이의 성장 특성이 다른 것은 무엇 때문일까? 나. 올챙이 앞다리는 어느 쪽이 먼저 나올까? 다. 산개구리 올챙이 꼬리 퇴화는 조금씩 떨어져 나가는 것일까? 오므라드는 것일까? 라. 올챙이는 언제부터 개구리라 불러야 할까? Ⅴ. 연구 방법 및 결과 1. 산개구리는 어떻게 옮겨가며 살까? 관찰 목적 산개구리는 늦가을 9월말이나 10월 초 가되면 산에서 서서히 내려와 그 이듬해 봄 산 란을 한 이후 산으로 올라가는 습성이 있다는 이야기를 듣고 이것을 알아보기 위하여 - 3 -
1) 산개구리의 이동상태를 알아보기 위하여 강원도 새골 계곡에서 97년 10월 26일까지 채 집한 338마리를 철망 속에 넣어 두었다가 98년 3월 6일에 102마리의 산개구리 다리에 노란 끈을 묶어 놓아 산을 향해 옮겨간 위치를 확인하려 노력하였다. 2) 개구리 채집은 갑천초등학교 금성분교 어린이들의 협조로 채집하였다. 3) 산에서 내려오는 산개구리 관찰을 위해 마을에 사는 주민 홍운표 아저씨와 외삼촌에게 부탁하여 조사하였다. 4) 횡성군 갑천면 하대2리 새골 계곡에는 4가구가 살고 있는데 주민들에게 부탁하여 산개 구리가 산에서 내려오는 97년 10월경이나 산란 후 산으로 올라가는 98년 3월말이면 들 에서 발견되는 되로 알려달라고 부탁하여 이동시기를 확인 조사하였다. 1) 98년 3월 중순경을 전후하여 산란을 하기 위해 모두 새골 계곡의 돌 밑 물 속을 나 와 바로 옆에 있는 논이나 고여 있는 물(개울에서 직경 10-20m의 거리) 쪽으로 모여 들었다. 2) 98. 3월 중순경부터 3월 말 까지는 새골 계곡 논이나 늪에서 산개구리 알을 쉽게 발 견할 수 있었다. 3) 산란 후 3월초에서 4월 중순을 지나면 논과 개울의 골짜기를 따라 산의 정상을 향해 이동하여 5월이 되면 새골 계곡 개울을 중심 한 부근의 논과 밭에서는 볼 수가 없다. 4) 해마다 추석을 전후하여 산에서 내려와 개울가 가까이 논에서 벼메뚜기를 잡아먹고 살다가 기온이 급강하하면 갑자기 새골 계곡 개울물 속으로 모여든다. 5) 98년 5월 21일 오후 3-4시경에 배나무 집 할머니께서 활 마루 중턱에서 2마리를 발 견하였고, 6월 3일 10시경에는 홍운표 아저씨가 장구목재에서 2마리를 발견하였다. 6) 97년 9월 20-21일에 12명이 계곡 말구리 쪽에서부터 활 마루 중턱까지 4-5km 가까운 긴 계곡을 뒤졌으나 한 마리도 찾지 못 하였는데 이틀 후 9월 23일에는 산골마을 어 린이들의 도움을 받아 상류와 하류 곳곳에서 31마리를 잡을 수 있었다. 7) 97년 11월경 새골 계곡 물 속 바위나 돌 밑에서 산발적으로 동면하는 것을 관찰하였 다. 알게 된 점 1) 산개구리는 2월말이나 3월초에 개울에서 나와 가까운 논에 들어가 산란을 하고 다시 부근의 산을 향해 올라간다. 2) 9월말이나 10월 초 추석을 전후하여 산에 있던 산개구리들은 산 아래로 내려와 논에 서 벼메뚜기를 잡아먹고 지내다가 기온이 급강하하면 개울 물 속으로 들어가 동면을 한다. 3) 개울 물 속 바위나 돌 밑에서 동면을 한다. - 4 -
2. 피부색의 변화는 무엇 때문일까? 사육 상태에서의 피부색 관찰 사육 방법 1) 새골 계곡에서는 스텐레스 그물 통(30cm 45cm 50cm) 5개에 338마리를 잡아두고 97년 10월경부터 98년 3월 6일 인천으로 옮기기 전까지 개울 물 속에 잡아 두었다. 이 때 산개구리의 색깔은 검은 색에 붉은 색이 섞여 있었다. 2) 98년 3월 6일 인천으로 옮긴 이후에는 대형 수조 (100cm 50cm 50cm) 2개에 118마리 씩 나누어 사육 관찰하였다. 3) 98년 3월 10일, 3월 18일에 대형 수조 (100cm 50cm 50cm)안에 낚시 밥으로 쓰는 지 렁이를 넣어주었으나 먹지 않다가 98년 3월 31일에 처음으로 지렁이 몇 마리 먹었으 나 잘 먹지 않았다. - 5 -
4) 4월이 되면서 먹이를 먹지 않고 날씨가 더워 몇 마리씩 죽었다. 1) 개울에서 자연상태 그대로 잡아 대형 고무물통 안에 넣어 인천으로 운반하였다. 인 천으로 옮긴 후에는 대형 수조에서 매일 피부색의 변화를 눈으로 직접 관찰하며 사진 도 찍었다. 2) 아파트에서 기온의 상승으로 색깔이 황색으로 변하는 것이 관찰되어 10마리는 4-6 의 냉장고에 보관 강제 동면시키면서 관찰하였다. 1) 기온이 20 를 넘어가니까 등 쪽의 피부가 황색으로 다시 황백색으로 변하였다. 2) 초겨울에 잡은 산개구리의 피부색은 검붉은 색이었는 데 온도가 올라감에 따라 황색 황백색 다시 백색으로 변하였다. 3) 4-5 의 냉장고에 두고 관찰하니 다시 검은 색으로 변하였다. 자연 상태에서의 피부색 관찰 1) 새골 계곡에 있는 개울 물 속 바위나 돌 밑에 있는 산개구리를 잡아 육안으로 관찰 하였다. 2) 새골 계곡의 논이나 늪에서 산란하러 나온 개구리들을 육안으로 관찰하였다. 3) 98년 5월경에 산란 후 산으로 올라가는 산개구리를 밭 부근이나 산 중턱 풀 섶에서 육안으로 관찰하였다. 1) 초겨울에서 다음해 3월 중순까지 관찰한 결과는 장소에 따라 개울 물 속, 논에서 큰 차이가 없었다 이는 기온이 낮았기 때문인 것으로 생각된다. 2) 주로 계곡 돌 밑 어두운 곳에서는 검 붉은 산개구리로 발 견되었다. 3) 98년 5월 21일 배나무집 할머니가 활마루 중턱에서 본 것 은 검은 색에 옅은 푸른색을 띄었고 6월 3일 장구목재에서 홍운표 아저씨가 본 2마리는 누런 흙 색깔과 비슷하였다. 1) 이른 봄 개울 속이나 논에서 본 색깔의 큰 차이가 없는 것은 온도가 거의 비슷한 때문이었다. 2) 온도에 따른 변화는 저온에서는 검은 색 쪽이고 온도가 상승하면 붉은 색에서 다시 황색, 황백색으로 변하였다. 3) 밭 부근에서는 흙색에 가까운 누런 색이 되었고 산 중턱 - 6 -
풀숲에서 푸르게 됨은 보호색을 나타낸 것 같다. 3. 산개구리 동면에 대한 조사 1) 97년 10월부터 산에서 개울로 내려오는 산개구리를 10월 3일 87마리, 10월 11일 92마 리, 10월 25일과 26일 128마리를 잡아 대형 고무물통 (직경 90cm 높이 100cm) 3개에 넣 었다가 11월 8일에는 스텐레스 망 (30cm 45cm 50cm) 5개를 만들어 70마리씩 분산하여 개울 속에 다시 넣어 동면 상태를 관찰하였다. 2) 개구리의 암수를 채집하여 10마리씩 수조에 두고 집에서 관찰하였다. 3) 97. 11 8부터 98. 3. 6까지 12회 관찰하였다. 4) 은 물 속에서 동면하는 모습과 꼭 다문 개구리의 입 모양을 손으로 벌려 보고 돋보기로 입의 언저리를 관찰하였다. 1) 동면하는 모습은 수온이 3-5 이하로 내려가는 11월초부터 관찰되었고 동면에서 깨 어나기 모습은 수온이 5-7 이상 되는 2월말 또는 3월초에 관찰되었다. 2) 동면하는 산개구리의 입을 손으로 벌려 보니 마치 플라스 틱으로 봉해진 거처럼 열 수가 없었고 돋보기로 입의 언저 리를 살펴보니 밋밋한 그릇의 언저리처럼 가느다란 실선만 보이며 입의 부위가 완전히 붙어 있었다. 3) 동면 중의 개구리 눈은 반정도 감은 것도 있고 완전히 감 은 것도 있었다. 4) 동면에서 깨어날 때는 입 언저리의 막이 연하게되어 입 부위의 가느다란 선이 점점 굵게 나타나다가 5) 동면에서 깨어나면서 3-4일간 동면 막이 벗어져 수조에 많이 나타나는데 암수 중에 는 수컷의 동면 막이 갑절이나 많이 나타났다. (액침 표본) 6) 동면 상태에서는 눈의 높이(눈두덩이) 가 낮으나 깨어 나면서 눈의 높이가 점점 높아져 우뚝하고 둥그렇게 튀 어나왔다. 97년 12월 5일 새골 마을 뒷산에서 포크레인 작업 중, 12마리가 발견되었다. 땅속에서의 동면은 앞으로 더 연 구해 보고 싶다. 1) 수온이 3-5 이하로 내려가는 11월초부터 동면에 들어간다. 2) 동면 장소는 물 속 바위틈이나 돌 밑에서 흩어져 한다. 3) 동면 모습은 눈을 감거나 반쯤 뜨고 입을 다물고 움직이지 않는다. 4) 동면 중에는 체중이 줄고 눈알이 들어갔으며 몸이 말랐다. 5) 수온이 5-7 이상 되는 2월말 또는 3월초가 되면 동면에서 깨어나는 데 깨어날 때 - 7 -
동면 막이 벗어짐을 알 수 있다. 4. 산개구리의 산란 습성 조사 가. 물의 깊이와 산란과의 관계는? 1) 자연 상태의 것은 새골 계곡에 흩어져 있는 산개구리 알을 98년 2월 27일, 3월 7일, 3월 21일 3차례 고대 김 종인 교수님과 함께 관찰하였다. 2) 3월 6일 횡성에서 인천으로 236마리의 산개구리를 가져와 암수가 짝짓기 하고있는 1 쌍 식을 골라내어 20개의 수조에 나누어 놓고 산란하는 과정을 관찰하였다. < 새골계곡 > - 8 -
날짜 2월 27일 3월 7일 3월 21일 비고 구분 개울가 논의 논의 물도랑 산턱 중턱에 관찰 장소 수심이 물도랑 뒷편 있는 늪지 1.2m가되는 물의 깊이 20cm-30cm 20cm-30cm 10cm-20cm 웅덩이에도 발견된 2개를 7 12 31 알 덩어리수 발견함. 알덩어리 크기 산란 후 약 30분 후의 가로 세로 높이는 (5cm-7cm) (9cm-12cm ) (3cm-4cm) 낱개의직경 은약 0.8cm 알덩어리 형태 덩어리에서 알의 갯수 우무질 속에 여러 개의 알이 포도송이처럼 다닥다닥 붙어있고 윤기가 났다. 낱개의 알은 둥근 우무질 속에 검은 씨알이 있다. 약 900개 - 1500여개 1) 물의 깊이가 10-30cm정도에 흐르지 않는 논이나 얕은 늪지에 산란을 하고 수심이 깊 거나 흐르는 물에는 산란하지 않았다. 2) 1쌍의 개구리가 1개의 알 덩어리를 낳고 알의 수는 약 900-1500개가 있는 것을 관찰하였다. 나. 산란 시기와 울음과의 관계는? 1) 횡성 새골 계곡에 98. 1월-3월 6일까지 8회 가서 우는 생태를 관찰하였다. 2) 인천에 사육하고 있는 것을 실험 대상으로 하여 암수를 한곳에 두고 조사하였다. 3) 암수를 따로 10m의 거리에 띄어 두고 그 우는 정도를 관찰하고 녹음도 하였다. 4) 표본 조사한 개구리의 수는 대형 수조에 92마리를 넣고 암수 각 각 20마리씩 따로 분리하여 넣었다. - 9 -
구분 암수를 날짜 대형수조에 함께 관리 암수를 구별하여 따로 관리 하루 중 많이 우는 시간대 98.3.7-3.14 가끔 울었다. 수컷이 가끔 울었다. 98.3.15-3.22 가장 많이 울었다 암수가 모두 많이 울었다 98.3.23-3.31 가끔 울었다 수컷만 가끔 울었다 98.4.1-4.7 가끔 울기는했으나 거의 울지 않음 수컷만 울었으나 거의 울지 않음 암수 관계없이 모두 오후 4시-9시까지 가장많이 울었다. 1) 새골 계곡에서 낮에도, 밤에도 개구리 울음 소리를 들었다. 98.4.8-5.31 울지않음 울지않음 2) 98년 3월 15일부터 3월 22일까지 암수를 한 곳에 둔 것이나 암수 분리 관찰 한 것 모두 이때 가장 많이 운 것은 이 시기가 산란기이기 때문인 것 같다. 3) 암수 따로 분리하여 두었을 때보다 암컷과 수컷을 한곳에 두었을 때가 전체적으로 훨씬 많이 울었다. 4) 저녁에 불을 끄고 사람이 곁에 없으면 더욱 많이 울었으며, 수컷은 마치 닭소리 갈 이 높고 큰 소리였으나, 암컷은 낮은 소리로 작았다. 5) 암컷보다 수컷이 많이 울고 있음은 산란 시기에 암컷을 부르는 소리인 것 갈았고 암 컷과 수컷의 울음소리를 녹음하여 참고 할 수 있었다. 6) 98년 2월 28일 새골 계곡에서 처음 우는소리를 들었다. 7) 98년 4월 17일 이후에는 산개구리의 우는소리를 새골 계곡에서나 인천의 아파트에서 나 들을 수 없음은 산란 시기가 끝났기 때문으로 추측된다. 1) 산개구리는 암수 모두 운다. 2) 산개구리의 수컷은 닭 우는소리처럼 높고 큰소리로 울고 암컷은 낮고 작은 소리였 다. 3) 산란 시기에 가장 많이 울었고 그 이전과 이후에는 거의 울지 않았다. 4) 암수가 함께 있을 때 더 많이 울었다. 다. 하루 중에 산란하는 때가 있을까? - 10 -
관찰 목적 산란하는 것이 어떤 특이한 시간대와 관계가 있는지 알아보기 위하여 1) 암수 여러 마리가 한데 있는 대형 수조에서 짝지은 1 쌍씩만 플라스틱 수조(25cm 15cm 10cm)에 넣어 산란하 는 시간대를 기록 관찰하였다. 2) 가능하면 정확한 결과를 얻기 위해 조용한 곳, 한 눈 으로 바로 관찰할 수 있는 곳에 수조대를 설치하였다. 3) 저녁 시간에 관찰할 때 갑자기 밝은 불이 켜지지 않도록 희미한 전구(5촉)를 사용하 였다. 4) 기간은 98년 3월 7일부터 3월 20일까지이며 대상 표본 수는 16쌍이었으며 실험이 끝 난 개구리는 다시 다른 실험에 활용되었다. 산란시간 00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00-03:00-06:00-09:00-12:00-15:00-18:00-21:00-24:00 계 산란 한 1 쌍수 2 12 1 16 % 6.25 12.5 75 6.25 100 1) 아침 6시에서 9시 사이에 산란한 쌍이 75%로 가장 많았다. 2) 오전에 주로 산란하고 오후에는 거의 산란하지 않았다. 라. 산란 특성중 가란(미리낳은)이란 무엇일까? 관찰 목적 "가란 이란 것은 전혀 생각지도 않았던 것으로 산란하는 시간을 1쌍씩 표본 조사하니 까 짝짓기 한 산개구리는 산란하기 전에 몇 개의 알을 낳았기 때문에 무엇인가 하여 선생님과 함께 고려대 윤일병 교수님을 찾아가 여쭈었더니 의아해 하시면서 '가란'이 라고 하셨다. 그래서 가란과 실제 알은 어떠한 관계가 있는지 조사해 보기로 하였다. 여기에서 가란 이란 산란하기 전에 미리 낳은 알을 가란 이라고 기록하였다. 1) 대형 수조에서 짝지은 1쌍의 개구리를 작은 플라스틱 수조(25cm 15cm 10cm)에 넣어 산란 결과를 시간대로 조사하였다. - 11 -
2) 표본으로 관찰한 수는 8쌍이며, 관찰 기간은 3월 7일 부터 3월 10일까지 4일간 이었다. ( O=낳았음. =낳지 않음) 1) 가란은 주로 저녁 9시경부터 새벽 3시까지 1쌍이 3-7 구분 개구리쌍 번호 1 2 3 4 5 6 7 8 가란 낳음 O O O O O O O O 실제 알 O O O O O O O O 낳음 개의 알을 낳았다. 알은 우무질로만 된 것도 있고 실제 알처럼 씨알이 있는 것도 있었 다. 2) 가란은 우무질의 크기가 실제 알보다 직경이 1-2mm 더 큰 것도 있으나 윤기가 거 의 없었다. 3) 가란을 낳고 난 이후 6-12시간 사이에 산란을 하였다. 산개구리는 산란을 하기 6-12시간 전에 3-7개의 윤기가 없는 알을 낳았다. 마. 산란과 수컷의 생식 혹과의 관계는? 관찰 목적 산란할 때에 수컷의 도움이 필요한 것이기 때문에 수컷의 돌기와 무슨 상관 관계가 있 지 않을까 해서 생각하다가 수컷이 수정한 뒤에 돌기의 변화를 알아보려고 하였다. 1) 짝짓기 하여 수정 경험한 수컷과 짝짓기를 하지 않은 수컷을 따로 각각 4마리씩 4각 수조에 넣어두고 매일 같은 시각에 돋보기로 관찰하였다. 2) 앞다리 엄지발가락 사이에 있는 생식 혹(돌기)의 색깔과 크기의 변화를 관찰하였다. 3) 매일 아침 8시경과 오후 6시경에 1주일간 관찰하였다. 1) 하루 중의 변화는 크게 나타나지 않았다. 2) 산란 수정 후 2-3일이 되어 4마리 중 2마리의 돌기 색깔이 진한 검푸른 색에서 연한 푸른색으로 흐려졌으나 2마리는 크게 변화가 없었다. 의문 점 - 12 -
생식 혹은 언제 생겨서 언제 없어지는지 알아보고 싶다. 5. 죽은 산개구리의 암수 형태는 왜 다를까? 관찰 동기 1) 98. 3 6 새골 계곡에서 산개구리를 가져올 때는 236마리이었으나 아파트에서 사육하 면서 죽는 것이 있었다. 2) 죽은 개구리의 모습이 암컷과 수컷의 차이가 너무 다르기 때문에 이 후부터 주의하 여 관찰하기로 하였다. 1) 죽은 개구리의 모습을 암컷과 수컷을 비교하여 다른 점을 관찰하였다. 2) 관찰 기간은 98. 3. 21-98. 4. 15 3) 관찰 장소는 우리 집 4) 관찰 대상 표본은 암컷 17마리, 수컷 19마리로 모두 36마리였다. 1) 암컷은 앞다리(팔)를 벌리고 죽었다. 2) 수컷은 앞다리(팔)를 앞으로 껴안은 모습으로 죽었다. 1) 산개구리가 죽을 때는 암컷은 앞다리(팔)를 벌리고 죽었으며 수컷은 앞다리(팔)를 앞으로 껴안은 모습으 로 죽었다. 2) 죽은 모습은 뒤집힌 것도 있고 뒤집히지 않는 것도 있었다. 6. 산란후에 대한 조사 가. 알의 무게와 알덩어리의 크기 변화는? 관찰 목적 개구리 알은 산란 시에는 아주 작았으나 30분이 지나면서 부피가 크게 확장되었기 때문 에 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는지 알아보고 싶었다. 1) 산란 직후의 알의 무게는 산란 전 어미 개구리의 무게에서 산란 후 어미 개구리의 무게를 뺀 수치이다. 2) 알의 무게 측정은 정한 시각에 조리로 건져 측정하고 측정기구는 일정한 그릇을 정 - 13 -
하여 사용하였고 알의 무게는 측정 후 그릇의 무게를 뺀 수치로 했다. 3) 알 덩어리의 부피 측정은 시간이 지나면서 확장되었기 때문 에 가로 세로의 길이를 재었으나 높이에 따라 크기의 변화가 다르게 측정될 수 있었다. 시간 구분 98년 3월 11일 07시 55분 산란 산란직후 30분후 6시간 9시간 24시간후 30시간후 알의 무게 5g 60g 135g 160g 195g 205g 알덩어리 크기 3 4.5cm 6 7cm 8 8cm 12 13cm 13 13..5cm 13 14cm 98년 3월 11일 09시 05분 산란 시간 구분 산란직후 30분후 6시간 9시간 24시간후 30시간후 알의 무게 4g 50g 130g 155g 190g 200g 알덩어리 크기 3 4.5cm 6 7cm 7.5 8cm 11 13cm 11 15cm 11 15cm 98년 3월 11일 10시 30분 산란 산란후시간 구분 산란직후 30분후 6시간 9시간 24시간후 30시간후 알의 무게 6g 70g 150g 185g 210g 220g 알덩어리 크기 4.5cm 5.5cm 10 11cm 12 17cm 15 18cm 16 19cm 18 25cm 1) 알 덩어리의 크기는 산란 후 30분까지는 갑자기 늘어나다가 차츰 조금씩 늘어났다. 2) 알 덩어리 무게의 변화는 산란 후 6시간까지 갑자기 늘어나다가 조금씩 늘어났다. 나. 산란 후 짝짓기상태는 언제 떨어질 것인가? 1) 짝짓기 하여 가란을 낳은 수조(25cm 15cm 10cm)를 따로 관리 계속 지켜보고 산란 후 개구리의 상태를 관찰하였다. 2) 실험 대상의 개구리는 가란을 낳은 암수 7쌍으로 하였다. - 14 -
시간 구분 포접 에서 떨어진 쌍수 산란 산란 후 산란 후 산란 후 직후 1-2분 3-4분 5-6분 3 3 비 고 1쌍은 놓쳐 관찰할 수 없었다 1) 짝짓기 한 수컷은 산란 후 1-4분 후에 떨어지고 암컷은 2-3분 정도 산란 자세 그대 로 있었다. 2) 짝짓기에서 떨어진 수컷은 얼마동안 움직이지 않는 다. 다. 산란 후의 어미 개구리는? 관찰 목적 98. 3. 7 새골 마을 논에 산란한 알을 채취하는 가운데 재미있는 것은 개구리의 수컷 울 음소리만 들리고 실제 가보면 산란한 알 덩어리는 있 는데 암컷은 1마리도 찾을 수 없었기 때문이다. 1) 새골 계곡 자연 상태의 논에 있는 개구리를 울음소 리가 들리는 곳에서 어디든지 찾아가 보았다. 2) 우리 집의 대형 수조에 반 정도는 물이 있게 하고 또 반 정도는 돌을 넣어 뭍(육지)이 되게 만들어 산란 전후의 개구리들을 비교하며 관 찰하였다. 1) 새골 계곡의 논에 산란된 알 주위에서 잡은 8마리 개구리는 모두 수컷이었다. 2) 짝짓기 하여 산란한 암수 개구리는 산으로 올라가고 잡 은 수컷 8마리는 짝을 만나지 못 해 다른 암컷을 찾고 있는 수컷이리라 추측된다. 3) 우리 집의 대형 수조 속에 넣어둔 산개구리들 중 산란 하기 못 한 것은 물 속에 있었다. 4) 수조 속에서 산란한 암수는 모두 돌을 넣어둔 쪽 뭍(육 지)에서 다시 밖으로 도망하려하였다. 산개구리는 산란 후에 산란한 알 덩어리는 그냥 두고 산으 로 도망하려는 것 같았다. - 15 -
7. 암컷 혼자서는 산란할 수 없을까? 관찰 목적 1) 수컷은 앞다리 엄지손가락에 생식 혹(돌기)이 있어서 이것으로 암컷을 꼭 껴안고 알을 밀어주며 산란하면 수정한다.라고 하여 만약에 수컷이 없으면 어떻게 될까 하는 의문이 생겨 관찰하기로 하였다. 선생님께서는 짝짓기를 하지 않고는 산란할 수 없다 고 하셨다. 1) 자연 상태에서 짝지은 암수 개구리 외에 따로 알을 배고있는 외톨이 암캐구리를 큰 수조(100cm 50cm 50cm) 에 넣어 두었다. 2) 짝짓기 하려고 하는 수컷도 함께 넣어두고 수조의 절반은 돌을 채워 뭍(육지)이 되 게 꾸미고 관찰하였다. 3) 관찰기간은 3월 25일부터 4월 5일까지 (12일간) 1) 짝짓기 할 수컷이 없을 때는 알 밴 암캐구리는 혼자서 도 산란하였다. 2) 이 때 암캐구리의 모습은 배가 많이 불러 있었다. 3) 짝짓기 하려는 수컷이 옆에 있어도 짝짓기를 하지 않고 혼자 산란하는 것이 7마리나 관찰되었다. 4) 짝짓기 하여 정상으로 산란한 것은 씨알의 검은 점이 위로 향하고 있었으나 혼자 낳은 알은 검은 점이 아래로 향했으며 부화되지 않았다. 산란 과정 1) 암컷 혼자 낳은 알 모습은 알 덩어리가 아니고 알을 낱개로 낳는다. 계속 낳으므로 1줄로 길게 늘어놓는 것이 많았다. 2) 줄로 길다랗게 산란하였는데 1줄에는 5-21개 정도의 알이 길게 붙어 있었다. 3) 알 1개를 산란하는데 걸리는 시간은 빠르면 40초 늦으면 2분 10초가 걸리기도 하였 다. 4) 연속 산란을 하는데 7분 또는 2시간 정도 쉬다가 다시 산란하기도 하였다. 5) 알의 간격은 6-7mm로 거의 일정하였다. 8. 산개구리와 물 가. 산개구리는 물기 없이 살 수 있을까? - 16 -
1) 98년 4월 3일 4마리의 개구리를 물이 없는 수조에 넣어 관찰하였다. 2) 동시에 1마리는 4-6 의 냉장고에 같은 방법으로 물 없는 수조에 넣어 관찰하였다. 1) 물 없는 수조의 어린 새끼 2마리는 98년 4월 8일에 죽 었으며 조금 큰 2마리는 4월 10일에 죽었다. 2) 냉장고에 넣어둔 것은 98년 4월 24일에 죽었다. 3) 대형 수조에 있던 개구리들이 도망쳐 나와 물기가 있 는 화단 쪽을 찾아 간 12마리는 살아 있었으나 반대쪽 물기가 없는 곳을 선택한 2마 리는 말라죽어 있었다. 4) 물기가 없는 환경에서는 살 수 없음을 알 수 있다. 1) 산개구리는 물기가 없으면 살수가 없다. 2) 작은 개구리 일 경우 먼저 죽었다. 3) 냉장고에 둔 것은 저온에 냉장고의 습기 때문에 더 오래 산 것 같다. 나. 물없이 부화가 될 수 있을까? 1) 98. 3.23 10시에 산란한 알을 30분 후에 물 속에서 건져 물 없는 수조에 따로 관리 관찰하였다. 2) 산란 전의 어미 암수개구리의 몸무게 가 합하여 58그램 산란후의 어미 암수개구리의 몸무게가 합하여 40그램 산란 순수 알의 무게는 18그램이었다. 산란 후 30분 후의 알 무게 변화 산란이후 24 48 72 96 120 144 168 192 216 6 12 18 시간(일) (1일) (2일) (3일) (4일) (5일) (6일) (7일) (8일) (9일) 무게(g) 540 550 560 560 540 503 480 420 360 310 285 260 1) 하루 동안 시간이 갈수록 무게가 증가하였다. 이것은 물에 알을 낳았기 때문에 산란 직후 개구리 알이 물을 흡수하여 살아 있는 것 같다. 2) 무게가 감소하는 것은 새로운 물이 없으니 알이 죽은 것 같다. 3) 물을 계속 흡수하지 않으면 부화될 수 없고 죽고 만다. - 17 -
9. 산개구리도 서로 좋아하는 짝이 있을까? 관찰 목적 매일 수조 안의 산개구리들을 관찰하는 중 어느 날 짝짓기 한 개구리들을 잡아 따로 관 리하려고 하는데 계속 수컷을 피해 도망가는 개구리가 있어서 자세히 알아보고 싶었 다. 1) 탐구기간은 98년 3월 12일 - 3월 21일 (산란 왕성한 10일간) 2) 아래 표의 조건에 맞게 선택하여 플라스틱 수조(30cm 22cm 20cm)에 넣어 두고 관 찰하였다. 3) 산란 안한 암컷과 수정 경험 없는 수컷은 대형 수조에서 짝짓기 하지 않은 무작위의 것들을 각각 3개의 작은 수조에 넣어 표본으로 하였다. 4) 각각의 경우 관찰할 표본을 3개로 하였고 5-10일간 관찰 후 결과표를 작성하였다. 수개구리 수정경험이 짝짓기하여 짝짓기하여 수정경험이 없는 수컷 수정경험한 수정경험한 없는 수컷들 암개구리 (선택) 수컷 수컷들 산란안한 암컷(선택) 산란한 암컷 산란안한 암컷들 산란한 암컷들 표 해석 1) 산란 안 한 암컷과 수정 경험이 없는 수컷은 짝짓기 할 때도 있고, 짝짓기 하지 않 을 때도 있었다. 이는 마음에 들지 않은 상대와는 짝짓기 하지 않음을 알 수 있다. 2) 산란한 암컷은 무조건 도망가며 어느 것과도 짝짓기를 하지 않았다. 3) 산란 안한 암컷들은 마음에 드는 수컷과는 짝짓기 하지만 마음에 들지 않는 수컷과 는 짝짓기 하지 않고 죽은척하거나 도망하였다. (결국은 혼자 무정란을 산란하였음) 4) 짝짓기 하여 수정 경험한 수컷들은 어느 암컷과도 짝 짓기 하지 않았다. 5) 수정경험이 없는 수컷들은 짝짓기 하려 하지만 암컷이 응하기도 하고 도망하기도 하였다. 그리고 수컷이 너무 강 하게 짝짓기 하여 암컷이 죽은 경우도 있었다. 1) 산개구리들도 암수가 서로 좋아하는 것끼리 짝짓기를 하고 싫어한 것은 끝내 도망치 고 짝짓기를 하지 않는다. - 18 -
2) 수정 경험한 수컷이나 산란한 암컷은 일정기간 어느 것과도 짝짓기를 하지 않는 것 으로 관찰되었다. 10. 산개구리의 동면전후의 체중변화는? 관찰 동기 1) 산개구리는 9월말이나 10월초에 산에서 개울 쪽으로 내려와 논에서 벼메뚜기를 잡아 먹고 개울 물 속에 들어갔다가 날씨가 추워지면 물 속 바위틈이나 돌 밑에서 동면을 하고 동면 중에는 입이 붙어 아무 것도 먹지 못 하기 때문에 체중의 변화가 있으리라 생각되어 관찰하게 되었다. 1) 97년 10월 11일에 잡은 92마리 중 가장 통통한 암수 각각 10마리씩 20마리를 선정하 였다. 2) 각각의 다리에 실끈으로 암수가 다르게 번호표를 달았다. 3) 각각 무게를 측정하고 새골 계곡 물 속 스텐레스 망에 넣어 20마리만 별도로 관리하 였다. 4) 실끈으로 묶은 번호표는 너무 작아 무게 측정에 무시하였다. 5) 사용한 측정 기기는 1kg용의 접시 저울 이었다. <97.10. 25일 측정 (새골 계곡에서 동면에 들어가기 직전)> 개구리 번호 구분 암캐구리 무개 (g) 숫캐구리 무개 (g) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 계 평균 비고 21 22 21 23 22 20 21 24 22 23 219 21.90 크고 건강한 19 18 20 18 21 20 19 18 18 19 190 19.00 개구리 <98. 3. 7일 측정 (인천에서, 동면에서 깨어나고 있음)> 개구리 번호 구분 암캐구리 무개 (g) 숫캐구리 무개 (g) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 계 평균 비고 22 22 23 25 23 22 23 25 23 23 231 23.10 17 15 18 15 20 17 18 16 16 17 169 16.90 입이 붙어있음 짝짓기 하는것도 있음 - 19 -
알게된 점 1) 산개구리는 동면직전에 동면에 들어가기 위하여 영양을 충분히 취하여 통통하고 살 이 쪄 있었다. 2) 동면에서 깨어난 암컷의 체중은 평균 1.2g 정도 늘었으나 수컷은 평균 2.1g정도 줄 었다. 3) 동면에서 깨어난 암컷의 체중이 1.2g정도 늘어난 것은 알을 밴 것 때문으로 추측된 다. 11. 산개구리의 성장과정 가. 올챙이 성장에는 어떤 특징이 있을까? 1) 알에서 깨어난 올챙이 먹이는 시중 수족관에서 팔고있는 열대어의 먹이인 슈퍼테라 민을 주어 사육하였다. 2) 표집 비교관찰 수조의 사육 조건을 갈게 하였다. 3) 30여 개가 되는 산란 수조에서 98년 3월 7일, 9일 산란 한 것과 20여일 간격이 되는 3월 27일, 28일 산란한 수조를 표집하여 계속 관찰하며 일정한 간격으로 액침 표본도 하였다. 4)돋보기나 해부 현미경으로 관찰하였으나 자세한 관찰이 어려워 인하대 생물과학 연구 실, 고려대 김종인 교수 연구실, 그리고 삼성 광학기기 중앙 연구소에 문의하였던 바 특별한 장비가 없어 고민하다 과학 연구원 이행선 연구사님의 지도로 실물화상기로 비추어 컴퓨터 파일로 저장, 자세히 관찰할 수 있었다. - 20 -
<산란 후 25일째 실물화상기로 본 결과> 구분 올챙이 색깔 올챙이 알의 머리 성장의 몸체 우무질 부분의 속도 크기 형태 특징 붉은 갈색 빠르다 크다 넓게퍼짐 색을 뛴다 검은색 늦다 작다 뭉쳐있음 투명하다 배설물의 특징 색깔은 연하나 잘 부서지지 않는다 색깔이 진하고 잘 부서진다. 피부 특징 얼룩무늬 가 있다 무늬가 없다. 1) 알에서 깨어나 2주정도 지난 올챙이 는 연한 갈색과 검은 색으로 구분된 다. 2) 연한 갈색의 올챙이는 성장이 빠르 고 몸체가 크며 알 덩어리의 우무질 은 넓게 퍼져있었고 배설물의 색깔은 연하였다. 3) 연한 갈색의 올챙이는 머리 뒷부분 에 붉은 색깔을 띄고 몸 표면에 얼룩무늬가 있다. 4) 검은 색의 올챙이는 성장 덩어리의 우무질은 뭉쳐 있었고 배설물의 색깔 은 검고 잘 부서졌다. 5) 검은 색의 올챙이는 머리 부분이 투 명하고 몸 표면에는 무늬가 없다. 나. 올챙이 앞 다리는 어느 쪽이 먼저 나올까? 1) 돋보기나 해부 현미경으로 관찰하였으나 자세한 관찰이 어려웠다. 2) 실물 화상기를 사용 컴퓨터 파일로 저장, 자세히 관찰하였다. 3) 앞다리가 나올 때쯤에는 매 시간마다 지켜 관찰하였다. - 21 -
1) 올챙이는 뒷다리가 먼저 나오지만 실제로는 앞 뒷다리가 함께 자라는데 앞다리는 가 슴속에서, 뒷다리는 몸밖에 나와서 성장하는 것으로 발견되었다. 2) 올챙이의 앞다리는 가슴속에서 성장하다가 접혀진 가슴의 피부를 펼치고 나오는 것 으로 관찰되었다. 3) 올챙이 41마리를 표집 관찰한 결과 모두 왼쪽 앞다리가 먼저 나왔다. 4) 올챙이 앞다리는 왼쪽이 먼저 나온 후 12-24시간이 지난 이후에 오른 쪽 앞다리가 나온다. (관찰 한 것 전부) 1) 산개구리 올챙이의 앞다리는 왼쪽이 먼 저 나온다. 2) 올챙이 앞다리는 왼쪽이 먼저 나온 후 12-24시간이 지난 이후에 오른쪽 다리가 나 온다. 다. 산개구리 올챙이 꼬리 퇴화는 조금씩 떨어 져나가는 것일까? 오므라드는 것일까? 1) 매일 같은 시각에 실물 화상기로 비추어 컴퓨터 파일로 저장 자세히 관찰하였다. 2) 꼬리의 퇴화가 빨라짐에 따라 오전 오후 또는 매 시간마다 관찰하였다. 3) 앞다리가 나오면서 수조에는 얕은 물로 하고 한 쪽에는 자갈을 넣어 뭍(육지)처럼 만들어 주었다. 1) 뒷다리가 나오고 앞다리 양쪽이 나온 후 꼬리의 퇴화가 시작되었다. 2) 꼬리의 퇴화가 시작되면 움직이려 하지 않고 퇴화가 끝나면 수조 밖으로 나오려고 애를 쓴다. 3) 꼬리의 퇴화가 시작되면 움직이지 않는 먹이는 먹지 않았다. 4) 퇴화가 끝나면 허파로 숨을 쉬기 때문에 돌을 넣어 뭍(육지)를 만들어 주었으나 얕 은 물에서 죽는 것이 많았다. 5) 꼬리는 끝 부분이 삭아져 떨어져 나가는 것이 아니고 꼬리의 끝 부분은 빠른 속도로 줄어들고 몸체 쪽 부분은 천천히 줄어들었다. - 22 -
시간 길이 꼬리길이 (mm) 비고 5월 14일 21시 5월 15일 5월 16일 09시 13시 09시 13시 18시 09시 13시 18시 16 13 9 7 6 5 2 1 0 앞다리 2개가 다 나온 그 시각부터 측정 기록하였다. 1) 꼬리의 퇴화가 시작되면 아무 것도 먹 지 않는다. 2) 꼬리의 퇴화가 시작되면 움직이려 하지 않았다. 3) 꼬리는 끌 부분이 삭아져 떨어져 나가 는 것이 아니고 꼬리의 끌 부분은 빠른 속도로 줄어들고 몸체 쪽 부분은 천천히 줄어들었다. 라. 올챙이는 언제부터 개구리라 불러야 할까? 사육 및 1) 매일 같은 시각에 실물화상기로 비추어 컴퓨 터 파일로 저장하여 자세히 관찰하였다. 2) 앞다리가 나오면서 수조에는 얕은 물로 하고 한 쪽에는 자갈을 넣어 뭍(육지)처럼 만들어 주 었다. 3) 올챙이 먹이는 처음부터 계속 슈퍼테라민을 주어 사육하였다. 4) 먹이에 대한 반응과 움직임의 변화를 자세히 관찰하였다. 1) 앞다리 양쪽이 나온 후 꼬리의 퇴화가 시작된다. 2) 꼬리의 퇴화가 시작될 무렵부터 슈퍼테라민(지금까지 먹던 것)을 먹지 않았다. 3) 꼬리의 퇴화가 끝나면 물에서 수조 밖으로 나와 도망치려 애를 쓴다. 4) 꼬리의 퇴화가 끝나고 도망치려다 물에 빠져 죽는 것이 많았다. 1) 꼬리의 퇴화가 시작될 무렵부터 슈퍼테라민(지금까지 먹던 것)을 먹지 않았다. - 23 -
2) 꼬리의 퇴화가 끝나면 물에서 수조 밖으로 나와 도망치려 애를 쓴다. 3) 올챙이 꼬리가 퇴화되면 개구리라고 할 수 있다. 의문점 올챙이(갓나온 개구리)가 잘 죽는 것은 허파 호흡의 시작이기에 호흡 때문인지 먹이 때문인지 알 수가 없다. Ⅵ. 정리 산개구리 특징 산개구리는 성장 시기에 따라 이동하며 산다. 봄에 산란할 때는 물 속에서 살며 이 후 여름에는 산에서 살고 가을이면 다시 산에서 내려와 물에서 살다가 겨울에는 물 속에서 동면을 한다. 산개구리는 온도와 주변 환경에 따라 피부색이 변한다. (검붉은 색, 황색, 황백색, 푸른 색 (초록색에 가까움) 산개구리의 암컷이 죽을 때는 앞다리(팔)를 벌리고 죽고, 수컷은 앞다리(팔)를 껴안 은 자세로 죽는다. 산개구리 동면 특징 9월말이나 10월초가 되면 산에서 내려와 계곡개울 주변의 논에서 벼메뚜기를 잡아먹 고 영양을 충분히 섭취하여 몸이 통통하게 살이 찐 다음 동면을 준비한다. 개울 물 속으로 들어가 있다가 11월이 되어 기온이 급강하하면(수온 3-5 이하) 물 속 바위틈이나 돌 밑에서 동면을 한다. 동면 상태는 외부의 충격이 없으면 움직이지 않고 눈두덩이 낮아지고 입은 플라스틱 테이프(동면 막)로 붙인 것처럼 붙어있고 입술 부분의 경계선만 가는 실 선으로 보인 다. 동면이 끝났을 때는 체중이 줄어있었고 몸은 야윈 상태였다. 산개구리의 산란 특징 산란기가 가까이 오면 (2월 중순이후) 수컷은 크고 높은 음으로 닭소리처럼 많이 울 고 암컷은 낮은 음 작은 소리로 운다. 산란 장소는 흐르지 않는, 깊이가 10-30cm가 되는 계곡 가까운 논이나 늪에서 산란 한다. 산란하기 6-12시간 전에 3-7개의 가란을 낳으며 가란은 윤기가 적으며 부화가 안 된다. 산란은 주로 새벽이나 아침 9시 이전에 한다. 암컷 중 수컷이 짝짓기 하지 않는 것은 혼자서도 산란한다. 이 알은 부화되지 않았 - 24 -
다. 산란 후에는 알 덩어리는 남겨두고 다른 장소로 이동한다. 산개구리 알 중 씨알의 검은 부위가 위로 향한 것은 부화가 되고 검은 부위가 아래 로 거꾸로 된 것은 부화되지 않았다. 짝짓기 특징 좋아하는 산개구리끼리만 짝짓기를 한다.(짝짓기를 싫어하는 암컷은 수컷이 짝짓기 하려하면 도망치고 죽은 체 하기도 한다.) 짝짓기를 끝낸 수컷은 다른 암컷과 다시 짝짓기(포접) 하지 않는다. 너무 강하게 짝짓기 하여 상처가 나 죽은 암컷도 있었다. 발생 특징 산개구리 올챙이는 연한 갈색(불투명) 과 검은 색 (투명색)으로 나누어진다. 올챙이의 앞다리는 반드시 왼쪽다리가 먼저 나온 후 12-24시간 후에 오른 쪽 다리 가 나온다. 올챙이는 꼬리 퇴화가 시작되면 움직이지 않는 먹이는 먹지 않는다. 꼬리는 삭아져 없어지는 것이 아니고 꼬리의 전체가 작아져 오므라드는 것으로 관찰 되었다. 꼬리 퇴화가 끝나면 개구리라고 할 수 있으며 이 때부터 물 밖으로 나가려고 애를 쓴 다. Ⅶ. 더 알아보고 싶은 점 1. 산개구리의 수컷의 생식 돌기는 언제부터 생기는 것인지 그리고 없어지지는 않을까? 2. 산개구리는 여름에 산 위에서는 어떻게 지내며 동면처럼 하면을 하는 것은 아닐까? 3. 올챙이에서 갓나온 산개구리의 먹이는 무엇을 주면 잘 먹을까? 끝. - 25 -