한국산 무당개구리(Bombina orientalis)의 지역별 외형 변이에 관한 연구 = A study on regional variation of fire-bellied toad(Bombina orientalis).

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was conducted from February to November, 2022. Study sites were selected by three inland (Yeoncheon-gun, Gyeonggi-do, Pyeongchang-gun, Gangwon-do, Yeongcheon-si, Gyeongsangbuk-do) and one island (Jeju-si, Jeju-do). The purpose of this study is to compare the difference of fire-bellied toad by region, through body color(analysis on the back and belly color), and body mass(SVL, BW). The effect on these differences were analyzed using the environmental factors (mean temperature, precipitation, and humidity) on each region.
Sites with water system connected to the forests and where farmland is placed were chosen, and were also selected so that they were evenly throughout the Korean peninsula. Based on the water system in each site, fire-bellied toads living in riversides, valleys and farmland were captured, and it was terminated when 50 individuals were captured at each site. The field investigation was conducted by line census and point census in every site. As an exception, in Jeju, which is site (D), pit-fall trap was additionally used. Since site (D) is forming a volcanic topography, water is collected in the river only in the case of rain. Moreover, due to low activity compared to the toads that live in the inland, there were some difficulty in capturing through visual investigation, so additional traps were used. All of the captured fire-bellied toads were measured for snout-vent length (SVL) and body weight (BW) each by using a ruler and an electronic scale. After the measurement, the picture of the back and belly part were taken placed on a white background.
For the environmental factors, the ASOS(Automated Synoptic Observing System) device data closest to each site were used. Site (A) was matched to Cheorwon(95) device, site (B) to Jeongseon-gun(217) device, site (C) Yeongcheon(281) device, and site (D) to Jeju(184). Three-year data(2019-2021) of each ASOS device were collected, and data from November to March, the hibernation period of the fire-bellied toad, were excluded and then analyzed. As a result of the environmental factor analysis, the mean temperature at each site was high in the order of (D)>(C)>(A)>(B), the mean precipitation in the order of (D)>(A)>(C)>(B) and the mean humidity was high in the order of (A)>(D)>(B)>(C).
50 fire-bellied toad (30 female, 20 male) were captured in site (A), site (B) also 50 individuals (33 female, 17 male), site (C) also 50 individuals (21 female, 29 male), and in site (D) 2 fire-bellied toads(unidentified by gender) were captured. As a result of the comparison of the total SVL and BW of the non-gendered toads, the mean SVL was 5.16 ± 0.03 cm (n=150, range=4.4~6.0 cm) and the mean BW was 9.263 ± 0.163 g (n=150, range=4.12~21.58 cm). One-way analysis of variance was conducted to find out the difference between the mean SVL and BW for each site, but there was no significant difference between both SVL and BW.
In order to analyze whether SVL and BW means differ according to gender, independent sample t-test was conducted on all individuals, female and male SVL, BW by region. The mean SVL of females for the total population was 5.16 ± 0.04 cm (n=84, range=4.4-6.0 cm), and the mean SVL of males was 5.05 ± 0.03 cm (n=66, range=4.4-5.6 cm). Mean BW for the female was found to be 9.836 ± 0.242 g (n=84, range=6.33), and mean BW of the male was 8.533 ± 0.171g(n=84, range= 4.12~11.3). There was no significant difference in the mean SVL of males and females in both (A) and (B) (p>0.05), whereas in the case of (C), there was a statistically significant difference between the mean SVL of females and males. In terms of BW, it was confirmed that there was no significant difference in the mean of males and females at both (A) and (C) (p>0.05), whereas for (B), there was a statistically significant difference between the mean BW of females and males.
As a result of body color analysis, the mean R, G, and B values of both the back and belly were higher than in other regions in site (B), indicating a statistically significant difference (p<0.05). For site (A) and site (C), the difference by color was confirmed differently. The mean R, G, and B values of the back were higher in (A) than in (C), and in R value of the belly was higher in (C) than in (A), while the mean G and B value was higher in (A) than in (C).
Pearson's correlation analysis results showed that the mean RGB value of the back and belly had a significant positive correlation (r2=0.3589) at the level below p-value 0.01.
It was confirmed that the environmental factors of each site may have affected the change in body color of the fire-bellied toad, and among them, temperature and precipitation were in line with the results of body color analysis. In the future, we plan to supplement the research results and increase the reliability by securing additional populations of fire-bellied toads at site (D).
The results of this study are basic ecological data for Korean fire-bellied toad and are intended to be provided as basic data for Korean amphibian ecological research. It is expected to be used not only in monitoring studies that can determine the correlation between environmental changes by region due to climate change, but also in research on Chytridiomycosis and amphibian ecological restoration through Korean fire-bellied toads.

Keywords : Body color analysis, Body mass, Bombina orientalis, Environmental factor, Regional variation

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 2022년 2월부터 2022년 11월까지 수행되었으며 연구 지점은 총 4지점으로 내륙 3지점(경기도 연천군, 강원도 평창군, 경상북도 영천시), 섬 1지점(제주도 제주시)으로 해당 지점에 서식하는 무당개구리를 대상으로 연구를 수행하였다. 무당개구리의 생체량(SVL, BW)과 등면, 배면의 체색 색채분석을 통해 지점별 차이를 파악하고자 진행되었으며 지점별 환경 요인(기온, 강수량, 습도)의 평균을 사용하여 이러한 차이에 미치는 영향을 분석하였다.
지점은 산림과 연결된 수계가 있으며 농지가 분포한 지점들을 선정하였고 한반도 전반적으로 지점이 분포되도록 선정하였다. 지점 내의 수계와 그 인근(하천 변, 계곡, 농지)에 서식하는 무당개구리를 포획하였으며 각 지점 별 50개체 포획 시 종료하였다. 모든 지점에서 선 조사법(line census)와 정점조사법(point census)을 병행하였다. 예외로 (D)지점인 제주에서는 Pit-fall trap을 추가로 사용하였다. (D)지점은 화산 지형의 하천 특성상 우천시에만 물이 고여있으며, 내륙에 서식하는 무당개구리에 비하여 활동성이 높지 않아 육안조사를 통한 포획이 어려워 트랩을 사용하여 추가 포획하였다. 포획한 개체는 휴대용 자와 전자저울을 사용하여 SVL, BW를 측정하였으며, 측정 후 흰 배경에 옮겨 등면과 배면의 이미지를 촬영하였다.
각 지점의 환경요인은 지점과 가장 근거리에 위치한 ASOS(Automated Synoptic Observing System) 지상관측 기기 데이터를 사용하였다. (A)지점은 철원(95) 기기의 자료를 사용하였으며, (B)지점은 정선군(217)기기를, (C)지점은 영천(281)기기, (D)지점은 제주(184) 기기의 자료를 사용하였다. 각 ASOS기기의 3개년 자료(2019년~2021년)를 수집하였고 이 중 무당개구리의 동면기간인 11월~3월의 데이터는 제외 후 분석하였다. 환경 요인 분석 결과 지점별 평균 온도는 (D)>(C)>(A)>(B)순으로 높았으며 지점별 평균 강수량은 (D)>(A)>(C)>(B)순, 지점별 평균 습도는 (A)>(D)>(B)>(C)순으로 높게 나타났다.
무당개구리는 (A)지점 50개체(암컷 30개체, 수컷 20개체), (B)지점 50개체 (암컷 33개체, 수컷 17개체), (C)지점(암컷 21개체, 수컷 29개체), (D)지점 2개체(성별 미구분)가 포획되었다. 성별을 구분하지 않은 지역별 무당개구리 전체 SVL, BW 비교 결과, 개체 평균 SVL은 5.16 ± 0.03cm(n=150, range=4.4~6.0cm)이며 평균 BW는 9.263 ± 0.163g(n=150, range= 4.12~21.58cm)으로 확인되었다. 지점별 평균 SVL과 BW차이를 알아보고자 일원배치 분산분석을 실시하였으며 분석 결과 SVL과 BW 모두 지점별 유의미한 차이가 없는 것으로 확인되었다.
성별에 따라 SVL, BW 평균이 차이를 보이는지 분석하기 위해 전체 개체 및 지역별 암·수 SVL에 대하여 독립표본 t-test를 실시하였다. 분석 결과 전체 개체수에 대한 암컷의 평균 SVL은 5.16 ± 0.04cm(n=84, range=4.4~6.0cm)이며 수컷의 평균 SVL은 5.05 ± 0.03cm(n=66, range=4.4~5.6cm) 으로 나타났고 BW는 암컷의 평균 9.836 ± 0.242g(n=84, range= 6.46~21.58)이며 수컷의 평균 8.533 ± 0.171g(n=84, range= 4.12~11.3)으로 확인되었다. (A)지점과 (B)지점 모두 암수의 평균 SVL이 유의미한 차이가 없는 것으로 확인된(p>0.05) 반면, (C)지점의 경우 암컷과 수컷의 평균 SVL은 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 확인되었다. BW는 (A)지점과 (C)지점 모두 암수의 평균 BW가 유의미한 차이가 없는 것으로 확인된(p>0.05) 반면 (B)지점의 경우 암컷과 수컷의 평균 BW는 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 확인되었다.
체색 분석 결과 (B)지점의 경우 등면과 배면 평균 R, G, B값 모두 다른 지역에 비해 높게 나타났으며 이는 통계적으로 유의미한 차이를 나타냈다(p<0.05). (A)와 (C)지점의 경우 색상별 차이가 다르게 확인되었다. 등면의 평균 R, G, B값은 (A)가 (C)지점에 비해 높게 나타났으며 배면의 경우 R값은 (C)가 (A)지점에 비해 높게 나타난 반면, 평균 G값과 평균 B값은 (A)가 (C)지점에 비해 높게 나타났다.
피어슨 상관관계 분석(Pearson’s correlation analysis)결과 등면의 평균 RGB 값과 배면의 평균 RGB 값은 p-value 0.01 미만 수준에서 유의미한 양의 상관관계(r2=0.3589)를 갖는 것을 확인하였다.
각 지역별 환경요인이 무당개구리 체색 변화에 영향을 미쳤을 것으로 판단되며 그 중 기온과 강수량이 체색 분석 결과와 상통함을 확인하였다. 추후 (D)지점의 무당개구리 개체수를 추가로 확보하여 연구 결과의 보완과 신뢰도를 높일 수 있도록 하고자 한다.
본 연구의 결과는 한국산 무당개구리의 기초 생태자료로서 한국 양서류 생태 연구에 기초 자료로 제공되고자 한다. 추후 기후변화에 따른 지역별 환경변화와 양서류의 상관관계를 파악할 수 있는 모니터링 연구뿐만 아니라, 한국산 무당개구리를 매개로 하는 항아리곰팡이병에 관한 연구 및 양서류 생태복원에서도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 2. 재료 및 방법 4
• 2.1. 연구 지역 및 기간 4
• 2.2. 연구 방법 9
• 2.2.1. 기후 데이터 9
• 2.2.2. 조사 및 포획 방법 11
• 2.2.3. 기록 및 측정 방법 13
• 2.2.4. 체색 분석 14
• 2.2.5. 데이터 처리 및 통계분석 16
• 3. 연구 결과 17
• 3.1. 기후 데이터 분석 결과 17
• 3.1.1. 평균 온도 분석 17
• 3.1.2. 평균 강수량 분석 18
• 3.1.3. 평균 습도 분석 19
• 3.2. 포획 조사 결과 20
• 3.3. 체형 분석 결과 21
• 3.3.1. 지역 내 암·수 체장 비교 23
• 3.3.2. 지역 내 암·수 무게 비교 26
• 3.4. 체색 비교 29
• 3.4.1. 등면 29
• 3.4.2. 배면 31
• 3.4.3. 등면과 배면의 상관성 분석 33
• 4. 결론 및 고찰 36
• 5. 참고문헌 41
• ABSTRACT 46