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두견이아과 탁란 조류의 숙주 종 수 차이를 일으키는 요인에 대한 연구
진수정(Sue-Jeong Jin),이진원(Jin-Won Lee),유정칠(Jeong-Chil Yoo) 한국조류학회II 2020 한국조류학회지 Vol.27 No.1
두견이아과(Cuculinae아과)에 속하는 탁란 조류들은 다른 종, 즉 숙주의 둥지에 알을 낳아 대신 새끼를 기르게 한다. 개체 수준에서는 특정 숙주 종에 적응하여 제한적으로 탁란을 하는 숙주 특이성을 가지지만 종 수준에서는 이러한 개체들, 즉 숙주 특이적 품종의 집합체로 구성되어, 숙주 일반성을 띈다. 숙주 종의 수는 탁란 종마다 적게는 한두 종에서 많게는 백여 종까지 그 편차가 크지만, 이러한 차이를 일으키는 요인에 대한 연구는 많이 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 두견이아과의 탁란 조류를 대상으로 번식지 면적이나 지리적 위치, 몸 크기 등 환경적, 생물학적 요인들과 숙주 종 수의 관계에 대해서 알아보았다. 분석 결과, 번식지의 면적이 넓은 종일수록 이용하는 숙주 종의 수가 많은 것으로 나타났다. 숙주 종의 수가 월등히 많은 뻐꾸기를 제외할 경우 이러한 번식지 면적의 영향은 몸무게에 따라 다르게 나타나는 상호작용을 보였다. 즉, 몸무게가 가벼운 종에서는 그 영향이 유의하게 나타났지만, 무거운 종에서는 그 영향이 줄어들었다. 또한, 조류 종 다양성이 더 높은 적도를 포함하는 번식지를 갖는 종들이 그렇지 않은 종에 비해 이용하는 숙주 종의 수가 더 적었다. 이러한 결과들은 번식지 면적이 넓어 지면서 새롭게 이용 가능한 잠재적 숙주를 만날 가능성이 높아지고, 그 결과 현재 탁란하는 숙주 종의 수가 늘어났을 것이란 것을 보여준다. 하지만 왜 적도에 있는 종들이 더 적은 수의 숙주를 가지는지에 대해서는 추가적인 조사가 필요하다. Brood parasitic birds belonging to the subfamily Cuculinae lay their eggs in the nest of another species (host) and thus shift the burden of parental care onto them. Each individual specializes on a particular host species showing host specificity whereas at the species level, they are composed of the multiple numbers of those individuals, namely host-specific races and thus show host generality. The number of host species varies across parasitic species from one or two to hundreds but the reasons behind have rarely been studied. In this study, we investigated how the variation in the numbers of host species is associated with the environmental and biological factors such as breeding area, geographical location, and body mass in Cuculinae. Our results showed that the most important factor explaining the variation in the number of host species was the size of breeding area. That is, species with larger breeding area tended to have more host species. If we excluded the common cuckoo Cuculus canorus from the analysis, which has exceptionally large number of host species, the effect of breeding area turned out to interact with body mass, being stronger in lighter species than in heavier species. We also found that species that have the equator in their breeding range tended to have fewer host species. These results suggest that the expansion of breeding range may increase the likelihood of encountering a newly available potential host, resulting in the increasing number of host species. However, why species at the equator with higher species richness have fewer hosts remains for future studies.
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Geun-Won Bae(배근원),Sue-Jeong Jin(진수정),Jin-Won Lee(이진원),Jeong-Chil Yoo(유정칠) 한국조류학회 2020 한국조류학회지 Vol.27 No.2
정자의 형태는 다양한 생태적, 계통적 요인 그리고 성 선택에 대응하여 진화해왔다. 뻐꾸기(Cuculus canorus)와 같은 탁란 조류는 양육 없이 긴 산란기를 갖기 때문에 교미 횟수에 대한 암수 간 갈등이 크고 짝짓기 형태가 불안정하며, 그로 인해 정자의 형태 진화에 영향을 주는 성 선택압과 정자 경쟁의 강도가 커질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 아직까지 탁란 조류의 정자 형태에 대해서 자세히 알려진 바가 없다. 본 연구에서는, 뻐꾸기와 벙어리뻐꾸기(Cuculus optatus)를 포획하여 정액을 채취하였고 광학현미경과 주사전자현미경을 이용하여 그들의 정자 형태를 최초로 관찰하였다. 또한, 문헌과 온라인 데이터베이스에서 수집한 120여 종의 조류 정자 길이 데이터 분석을 통해 연구 대상종의 정자의 길이와 몸무게 사이의 상대 성장 관계를 확인하였다. 관찰 결과, 뻐꾸기와 벙어리뻐꾸기의 정자는 모두 뾰족한 첨체와 좁은 머리, 유연한 꼬리를 갖는 ‘sauropsid-type’으로 분류될 수 있었으며, 정자의 평균 총 길이는 뻐꾸기가 64.0±6.1 μm, 벙어리 뻐꾸기가 61.4±3.9 μm 였다. 상대 성장 분석 결과, 그들의 정자 길이가 몸무게에서 예상되는 길이에서 크게 벗어나지 않았다. 결론적으로, 뻐꾸기와 벙어리뻐꾸기의 정자가 강한 성 선택압에 의해 매우 발달했을 것이라는 최초의 예상과 달리, 오히려 비참새목에서 일반적으로 볼 수 있는 형태와 길이를 가진 것으로 나타났다. 이는 어쩌면 그들이 강한 정자 경쟁을 겪지 않았거나, 또는 정자의 수, 운동성 그리고 생존력과 같은 다른 정자의 표현 형질이 발달되었을 가능성을 내포한다. 탁란이라는 특이한 번식 전략이 정자의 진화에 미치는 영향에 대해 이해하기 위해서는 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다. Sperm morphology has evolved in response to various ecological and phylogenetic factors, and sexual selection. Avian brood parasites such as cuckoos belonging to the genus Cuculus are assumed to experience extreme sexual conflict over mating rates and strong sexual selection due to their variable mating system without parental care, resulting in strong sperm competition; however, little is known about their sperm morphology. In this study, we determined the morphology (size and shape) of sperm collected from two wild-captured Cuculus cuckoos: the common cuckoo C. canorus and the oriental cuckoo C. optatus. We also conducted the comparative analysis of the sperm morphology of 120 other bird species to determine the allometric relationship between their sperm length and body mass. Our observation showed that the sperm of common and oriental cuckoos could be classified as ‘sauropsid-type’, representing pointed acrosome, narrow head and moderately long tails and overall sperm size was 64.0±6.1 μm for common cuckoos and 61.4±3.9 μm for oriental cuckoos. Allometric relationships showed that their sperm size was close to the expectation from their body mass. In conclusion, the sperm of common and oriental cuckoos have an ordinary head shape observed frequently in other non-passerine birds with moderate total length. Further studies on other sperm phenotypes such as number, motility and viability are necessary to elucidate how brood parasitism influence sperm evolution in birds.
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