분변 DNA 메타 - 바코딩을 이용한 반달가슴곰의 먹이원 분석을 위한 사전 연구

분변 DNA 메타 - 바코딩을 이용한 반달가슴곰의 먹이원 분석을 위한 사전 연구

한상현¹

⋅

김태욱¹

⋅

김정진²

⋅

김낙원¹

⋅

김종백¹

⋅

김만우¹

⋅

최주열¹

⋅

박석호¹

⋅

정동혁¹

⋅

이사현¹

⋅

장정재¹

⋅

남성열^1*

1국립공원공단 국립공원연구원 생태보전실, ²국립공원공단 자원보전처

A Preliminary Study for Identifying Dietary Resources Using Fecal DNA Meta-barcoding in the Asiatic Black Bears

Sang-Hyun Han

¹

, Tae-wook Kim

¹

, Jeong-jin Kim

²

, Rak-Won Kim

¹

, Jong-baek Kim

¹

, Man-woo Kim

¹

, Ju-yeol Choi

¹

, Seok-ho Park

¹

, Dong-hyuk Jeong

¹

, Sa-Hyun Lee

¹

,

Jeong-Jae Jang

¹

and Seong-Yeol Nam

^1*

1Department of Ecological Conservation, Korea National Park Research Institute, Korea National Park Service, Hwaeomsa-ro 402-31, Masan-myeon, Gurye-gun 57616, Republic of Korea

2Park Conservation Department, Korea National Park Service, Hyeoksin-ro 22, Wonju-si 26466, Republic of Korea

요약: 지리산국립공원과 인근 지역의 야생에서 활동 중인 반달가슴곰의 먹이원 정보를 수집하기 위하여 분변 DNA를 메타-바코딩 기법으로 분석하였다. 동물 먹이원 분석은 미토콘드리아 DNA의 COI 유전자 서열, 식물 DNA 분석은 엽록체 DNA의 tRNA e-f 영역과 핵 DNA의 ITS 영역을 분석하였다. 분석결과 검출된 동물성 먹이원은 무척동물 5개 OTU와 무당개구리, 노루, 고라니, 너구리, 오소리 등 5개의 척추동물 등 총 10개 OTU가 검출되었다. 식물성 먹이원은 212종의 OTU들이 검출되었다. 연도별로 검출된 최상위 10 OTU들은 분변이 수집된 시기 에 따라 서로 상이한 양상을 보였다. 봄철 분변 DNA에서는 초본류, 양치식물들이 많았고, 가을철 분변 DNA에서는 다래류, 뽕나무류, 참나무 류가 많이 검출되었다. 연구결과, 반달가슴곰은 야생에서 매우 다양한 동물, 식물 먹이원을 이용하며, 이 중에서는 사람의 활동과 연관된 먹이 원도 이용하는 것으로 확인되었다. 이번 연구를 통해 확보된 먹이원 정보는 지리산국립공원과 인근 지역에서 야생 반달가슴곰의 섭식활동과 서식지 이용에 대한 생태적 특성을 이해하고, 개체군 보호와 서식지 관리를 위한 보전 전략을 수립하는 데 있어 유용한 기초 정보가 될 것으로 기대된다.

주요어: 반달가슴곰, 지리산국립공원, 먹이원, 메타-바코딩, 작용분류단위

Abstract: This study analyzed preliminarily to identify the dietary resources using fecal DNA meta-barcoding in the Asiatic black bears inhabiting the Jirisan National Park and its surrounding areas. We used mtDNA COI gene sequences for detecting animals, and chloroplast DNA tRNA e-f and nuclear DNA ITS for plants. The results showed that there were 10 OTUs including 5 invertebrate OTUs and 5 vertebrate OTUs. A total of 212 plant OTUs were found, among those 81 OTUs in 2018, 57 OTUs in 2019, and 155 OTUs in 2020. The top 10 plant OTUs varied considerably in collection seasons. Grasses and ferns were abundantly found in spring, but wild kiwi fruits, mulberry, and acorns were mainly found in summer and autumn. These results indicated that the Asiatic black bears used various animals and plants for their food resources and some were related to human activities. Our findings suggested that it may be valuable basic information for better understanding of ecological features of dietary behavior and habitat use as well as for making up a conservation strategy for protecting this restoring population and planning habitat management at the Jirisan National Park and its surrounding areas, South Korea.

Key words Asiatic black bear, Jirisan National Park, Dietary resource, Meta-barcoding, Operating taxonomic unit

Received 1 April 2021; Revised 26 May 2021; Accepted 7 June 2021

*Corresponding to 남성열(Seong-Yeol Nam) E-mail. synam@knps.or.kr

서론

야생동물은 물, 먹이, 배우자, 은신처, 번식지 등 가용 자원에 대한 접근이 용이하고, 종내 또는 종간 경쟁이나 생태적 위협이 최소화된 상태에서 생명 유지와 생식 기회 를 기대할 수 있는 장소를 서식지로 선택하게 된다(Orians

and Wittenberger, 1991).

생태계 내에서 자원과 생식 기 회의 한정성과 불균등성은 종내, 종간, 개체 간 경쟁의 원인이 되며, 계속적으로 발생하게 된다(Kacelnik

et al., 1992; Keddy, 2001).

특히, 종속영양생체인 대다수 동물 에게 먹이의 유무, 풍부도, 이용의 지속가능성 등은 정착 과 이주 등 서식지 선택에서 대단히 중요한 요인으로 작 용한다(Garshelis and Pelton, 1981; Rogers, 1987). 이뿐 만 아니라, 해당 지역의 위도와 고도 등 물리적 요인과, 계곡이나 사면, 바위, 토양과 습지 등 지형적 요인, 강우, 가뭄, 기온과 같은 기후 요인도 서식지 선택에 지대한 영 향을 줄 수 있는 요인들이다. 특히 생태계 내에서 상위포 식자에 해당하는 동물들의 식이물 정보는 서식지 내 식물 상, 동물상의 정보, 생태계 구성원들의 상호작용을 해석할 수 있는 정보를 제공한다(Galan

et al., 2012; Iwanowicz et al., 2016; Erickson et al., 2017; Ando et al., 2018).

최근에는 동물의 분변

DNA를 대상으로

분자유전학 적 분석이 시도되고 있다. 분변은 기본적으로 소화되지 않은 잔여물, 소화기 내부에 서식하는 소화기 내부 미생 물, 해당 동물의 소화기 상피세포 등이 혼합된 상태이며,

분변

DNA에는 이들에게서 유래된 DNA가 모두 포함되

게 된다. 따라서 분변

DNA에 대한 분석은 먹이원,

내부 미생물, 숙주인 개체의 유전정보를 분석하는 연구재료 로 이용되고 있다(Pompanon

et al., 2012; McInnes et al., 2016; He et al., 2018; Schultz et al., 2018).

분변에 는 소화기관에서 유래된 각종 가수분해효소들이 혼재되 어 있어, 시간이 흐름에 따라 계속적인 분해가 일어나고, 외부에 배출된 이후에는 세균과 곰팡이, 곤충을 비롯한 다양한 동물들의 먹이원으로 이용되면서 지속적으로 분 해되게 된다. 이런 이유에서 분변 DNA 분석의 성공여부 는 신선한 시료의 확보가 가장 중요하다. 또한 실험과정 에서 오염원의 제거나 데이터의 해석이 어려울 수 있으 나, 개체의 유전정보뿐만 아니라, 건강상태나 서식환경

정보를 확인할 수 있다는 점에서 매우 훌륭한 연구소재 이다(Pompanon

et al., 2012; Schultz et al., 2018).

분변

DNA

먹이원 분석은 육안이나 현미경을 이용한 조직학 적 분석뿐만 아니라, 먹이원이나 장내세균의 종-특이적 인 증폭 양상을 이용하는 방법, 범용 프라이머를 이용한

metagenome barcoding(meta-barcoding)

방법 등이 이용 되고 있다. Meta-barcoding은 차세대염기서열결정법(next-

generation DNA sequencing, NGS)

또는 대량염기서열 분석법을 이용한 분석 기법 중 하나로, 중합효소연쇄반 응(polymerase chain reaction, PCR) 증폭산물 내에 존재 하는 모든 유전자 정보를 수집하는 분석기법이다(De

Barba et al., 2010; Borthakur et al., 2011; Pompanon et al., 2012; Berry et al., 2017). Meta-barcoding을 이용한 DNA

분석 연구는 분변 외에도 털, 침, 오줌, 구토물 등

DNA를 확보할 수 있는 시료에서 비침습적으로 유전정보

를 수집하는데 이용되고 있다(Waits and Paetkau, 2005;

Stansbury et al., 2014; McInnes et al., 2016; Schultz et

al., 2018).

간단하게는 종 동정, 성 판별에서부터 개체수

산출, 행동권 예측을 통한 집단의 풍부도와 변천을 확인 할 수 있는 생태정보 수집에도 이용되고 있다(Schwartz

et al., 2007; Stansbury et al., 2014; Lesmerises et al., 2015).

식물이 거의 없는 극지방에 서식하는 북극곰(Ursus

maritimus)을 제외한 대부분의 곰은 일반적으로 식물 먹

이원을 주로 섭식하고, 기회적으로 동물 먹이원을 섭식 하는 잡식성(omnivore)으로 다양한 먹이원을 섭식한다

(Servheen et al., 1999; Smith and Xie, 2008).

아시아 지역에 서식하는 반달가슴곰(U. thibetanus)은 동서로 일 본에서 이란, 남북으로는 인도에서 러시아까지, 기후적 으로 열대에서 한대에 이르는 폭넓은 서식분포를 보이 며, 이에 따라 다양한 식이 습성을 나타낸다(Hwang

et

al., 2002; Huygens et al., 2003; Koike, 2010; Steinmetz

et al., 2013; Ghadirian et al., 2017).

한반도, 중국 북동 부, 극동러시아 지역에 서식하는 반달가슴곰 우수리아 종(U. thibetanus ussuricus)은 도토리, 버찌, 다래, 머루 등의 과실류, 이끼나 지의류, 어린잎이나 줄기, 꽃 등 식 물체, 곤충이나 어류, 조류, 포유류 등 동물먹이원을 섭 식한다고 알려져 있다(Heptner

et al., 1998; Yoon et al.,

2004; Smith and Xie, 2008).

반달가슴곰의 먹이원 연구

는 우리나라, 일본, 대만, 태국, 이란 등에서 식흔, 청문, 분변 조사를 통해, 도토리, 버찌, 산딸기, 다래 등 동물보 다는 식물먹이원 이용 빈도가 훨씬 더 높다고 보고되었 다(Hwang

et al., 2002; Huygens et al., 2003; Steinmetz et al., 2013; Jung et al., 2016; Ghadirian et al., 2017).

Jung et al.(2016)은 국내에서

복원중인 반달가슴곰의 분 변 잔존물에 대한 형태학적 분석을 통해 먹이원으로 이 용된 동물과 식물들을 보고하였으나, 이후에도 야생활 동 개체수가 지속적으로 증가하고 있으며, 서식지가 확 대되고 있음을 감안할 때, 복원 개체군의 먹이생태를 설 명하기에는 먹이원 정보와 이용 양상에 대한 자료는 부 족한 실정이다.

이번 연구는 2018년 5월부터 2020년 8월까지 지리산 국립공원과 인근 지역의 야생에서 활동 중인 반달가슴 곰의 분변시료를 이용하여 meta-barcoding 기법으로 먹 이원 정보를 수집하여, 향후 반달가슴곰의 보호 및 보전 전략 마련에 필요한 기초자료를 제공하고자 하였다.

연구방법

1. 시료 및 DNA 추출

반달가슴곰의 분변은 지리산국립공원과 인근 지역에 서 수집된 총

24개의

분변을 이용하였다. 분변은 동면기 와 활동기에 수집된 분변을 모두 이용하였으며, 국립공 원 외 지역에서 발견된 분변도 분석에 이용하였다. 수집 된 시료들은

DNA

추출 전까지

-20℃ 또는 -70℃ 냉동고

에 보관하였다. 분변

DNA는 QIAamp Power Fec al DNA Kit(Qiagen, Hilden, Germany)를 이용하여 공급자의 매

뉴얼에 따라 추출하였고, 추출한

DNA는 중합효소연쇄

반응(polymerase chain reaction, PCR)을 위한 주형으로 이용하였다.

2. 분변 종 동정

분변

DNA의 종 동정을 위하여 미토콘드리아 DNA

상에 위치하는 cytochrome B (CYTB)나 cytochrome oxydase

I (COI)

유전자의 절편을

PCR로 증폭한

후 DNA 서열을

결정하였다. 결정된 DNA 서열은 미국 생명공학정보센 터(National Centre for Biotechnology information, NCBI,

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)의 nucleotide database (https:

//www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore)상에서 Basic Local Alignment Search Tool(BLAST, https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)

검색을 이용하여 최고 유사 서열의 자료를 수집한 후 동 일성과 비교 서열의 길이를 모두 감안하여 생물종을 판 독하였다.

3. DNA meta-barcoding 분석과 먹이원 종 동정

동물먹이원 정보 산출을 위해 미토콘드리아 DNA

COI

유전자에 대한 범용 프라이머를 직접 고안하였다. 반달 가슴곰의 잠재적인 동물먹이원으로 추정되는 포유동물, 조류, 양서파충류, 어류, 곤충, 연체동물과 환형동물 등을 포 함한 20개의 분류군에서 보고된 COI 유전자 서열을 수집하 고, CLUSTAL W program(Larkin

et al., 2007)을 이용하여

다중정렬하였다. 이후 동질성이 높은 서열 부위를 선택한 후

Primer3 web program(http://bioinfo.ut.ee/primer3-0.4.0/)

을 이용하여 PCR 증폭을 위한 프라이머를 고안하였다.

식물먹이원의 정보를 수집하기 위해 핵 DNA와 엽록체

DNA

유전자 절편을 PCR로 증폭하고 염기서열 정보를 얻었다. 핵 DNA 분석에는 Chen

et al. (2010)이 고안한

범용 프라이머, 엽록체

DNA

분석에는

Taberlet et al.

(1991)이 고안한

프라이머를 이용하였다. 동물, 식물먹

이원에 대한 범용 프라이머의 적용 시험을 마친

DNA

시료를

NGS

분석 전문업체(Macrogen Inc., Seoul, South

Korea)에 전달하여

염기서열 정보를 분석하였다. DNA

서열 결정에는 Mi-seq NGS 분석법을 이용하였으며, 결정 된 서열들은 NCBI의 nucleotide database 상에서 BLAST 검색을 통해 유사도

98%

이상 수준에서 작업분류단위

(operating taxonomic unit, OTU)를 탐색하였다.

분석된

OTU

데이터를 바탕으로 우리나라 동물, 식물도감에 준 하여 학명과 분류체계를 재확인한 후 먹이원 목록을 작 성하였다.

결과 및 고찰

1. 동물먹이원의 종류

반달가슴곰 분변 DNA에서 검출된 동물 유전자 정보 를 확인하였다. 곰을 제외한 다른 동물의 OTU는 총 10 종이 검출되었고, 이 중에는 흰개미류, 각다귀류, 굴파리 류, 과일파리류, 노린재류 등 5개 OTU는 곤충류였으며, 양서류는 무당개구리

1개 OTU,

포유류는 노루, 고라니, 너구리, 오소리 등

4개 OTU가

검출되었고, 조류와 어류, 파충류는 검출되지 않았다(Table 1, Fig. 1). 검출된 곤충 류 5개 OTU의 경우 대부분 분변이나 상한 음식을 먹이

원이나 산란처로 이용하는 동물들이라는 점에서, 반달 가슴곰이 이들을 섭식한 데에서 기인한 결과라기보다는 배출된 분변을 이용하던 곤충의 사체나 산란된 알, 유충 에서 기인한 결과로 판단된다. 반면, 함께 검출된 양서류 와 포유류의 경우는 반달가슴곰이 먹이로 섭식한 동물 들로 추정된다. 양서류인 무당개구리와 노루, 너구리, 오 소리 등은 기존 연구결과(Jung

et al., 2016)에는 보고되

지 않았고, 이번 연구를 통해 처음으로 확인된 반달가슴 곰의 먹이원이다. 특히, 양서류인 무당개구리의 섭식은 특이할만한 점이며, 지리산국립공원이 아닌 덕유산국립 공원에서 수집된 시료에서 검출되었다는 점에서 주목할 만하다. 비록 덕유산국립공원에서 수집된 시료가 단 1점 이라는 점에서 지역-특이적인 양상으로 단정할 수는 없 으나, 지리산 개체군과는 다소 다른 먹이원 이용 양상을 보인다고 할 수 있다. 추후 지리산과 덕유산 개체군 사이 에서 보다 많은 시료가 수집된다면, 반달가슴곰의 동물 먹이원의 범주를 확인하는데 더 좋은 연구 자료가 산출 될 것이다.

Jung et al.(2016)은 반달가슴곰 분변(n=78)에서 고라

니, 족제비, 멧돼지, 쥐류 등에서 유래된 뼈나 털 등과

11개 분류군의 곤충류,

미동정 조류와 절지동물류를 보

고하였다. 고라니는 이번 연구결과에서도 검출되었으나, 그 외

OTU의 경우 서로 다른

결과를 보였다. 비록 본 연구에서 이용한 시료(n=24)의 수가

Jung et al.(2016)에

비해 적어, 두 연구결과를 직접 비교하는 것은 다소 무리

Operating taxonomic unit (OTU)* Frequencies (%) found in each location

Scientific name Korean name Overall Mt. Jirisan Mt. Deokyusan

Reticulitermes sp. 흰개미류 14.91 19.11

Tricimba sp. 굴파리류 0.33 0.42

Euphranta sp. 과일파리류 19.70 89.53

Trichoceridae sp. 각다귀류 3.86 4.95

Lelia sp. 노린재류 0.41 0.53

Bombina orientalis 무당개구리 2.30 10.47

Capreolus pygargus 노루 8.82 11.31

Hydropotes inermis 고라니 16.14 20.69

Nyctereutes procyonoides 너구리 2.63 3.38

Meles leucurus 오소리 30.89 39.61

*, scientific name was followed by BLAST search results.

invertebrate

Table 1. Operating taxonomic units (OTUs) and their frequencies of animals detected by meta-barcoding analysis of the Asiatic black bears Fig. 1. Frequencies of animal OTUs detected in the scat DNAs by

meta-barcoding of the Asiatic black bears.

가 있지만, 기존에 확인된 바 없는 무당개구리, 오소리, 너구리, 노루 등에 대한 섭식을 확인하였다. Hwang

et

al.(2002)은 대만

반달가슴곰 집단에서 문작(formosan

muntjac, Muntiacu reevesi),

대만 산양(formosan serow,

Naemorhedus swinhoei),

멧돼지, 산양, 물사슴(sambar deer,

Cervus unicolor),

중국 시벳(Chinese civet,

Viverricula

indica)

등 포유류와 파충류(뱀), 어류, 조류와 벌, 말벌,

개미, 흰개미, 딱정벌레, 게와 새우 등 절지동물, 환형동 물(지렁이)에 이르는 다양한 동물먹이원을 보고하였다.

특히, 문작과 대만 산양은

11.4%의

분변에서 관찰되어 일반적인 먹이원으로 간주하였고, 멧돼지, 물사슴, 중국 시벳 등은 기회적 먹이원으로 간주하였다. Huygens

et al.(2003)은 일본 북알프스 반달가슴곰 분변(n=426)에서

일본 산양(Japanese serow,

Capricornis crispus)과 다른

포유류들이 봄철과 가을철 분변에서 발견되고, 여름철 분변에서는 개미와 말벌류가 절반 이상의 분변에서 관 찰된다고 보고하였다.

일반적으로 곰류는 도토리나 과실 등이 적을 때, 노 루, 산양과 같은 우제류를 사냥하거나 가축을 습격하기 도 하며, 러시아의 반달가슴곰은 드물게 산란을 마친 연 어나 동물 사체 등을 먹기도 한다고 알려져 있다(Heptner

et al., 1998; Hwang et al., 2002; Huygens et al., 2003;

Yoon et al., 2004; Smith and Xie, 2008). Meta-barcod- ing

분석결과에서 확인된 포유동물들이 반달가슴곰이 직접 사냥을 한 것인지, 사체를 섭식한 것인지는 현재까 지의 연구로는 단언할 수 없다. 다만, 분변에서 소화되지 않은 잔존체 또는 DNA 서열이 검출되었다는 점은 어떤 식으로건 반달가슴곰이 이들을 섭식했음을 의미한다.

특히, 오소리, 너구리 등 이동성이 큰 잡식성 포유동물들 은 반달가슴곰과 경쟁 관계일 수 있다는 점에서 이들과 반달가슴곰의 먹이원 경쟁이나 포식관계에 대한 연구가

뒤따라야할 것이다. Berry

et al.(2017)은

바다사자(sea

lion)

분변에서 경쟁종인 상어류의 섭식을 확인한 바 있

으며, 반달가슴곰-오소리, 너구리 등의 경우도 비슷한 유 형으로 보인다. 최상위 포식자(apex predator)인 회색늑 대(gray wolf)가 재도입(reintroduction)된 이후, 미국 옐 로우스톤과 아이다호 지역에서는 중간포식자인 코요테

(coyote)와 유제류의 개체수 감소로 초지와 산림 회복으

로 이어졌으며, grizzly bear와 캐나다 스라소니(Canadian

lynx)

개체군이 회복되는 2차 효과 등 생태계 전반에 긍

정적인 효과를 나타내었다고 보고되었다(Merkle

et al., 2009; Beschta and Ripple, 2012; Ripple et al., 2014).

또한 핀란드에서 유럽 스라소니(European lynx)의 복원 은 중간포식자를 억제하여 뇌조와 멧토끼 등 소형 동물 의 수를 증가시켰다고 보고하였다(Elmhagen

et al.,

2010).

이에 따라 지난 20세기 동안 산업발전에 밀려 훼

손된 생태계 회복과 생물다양성 향상을 위해 최상위 포 식자나 포식자-먹이원을 동시에 복원하는 전략들이 제 안되고 있다(Ritchie and Johnson, 2009; Estes

et al., 2011; Ritchie et al., 2012).

이상의 결과들을 종합해 볼 때 반달가슴곰의 재도입이 지리산 소형 동물 및 식생에 미치는 영향에 대한 종합적인 평가가 진행되어야할 것 으로 보인다.

2. 식물먹이원의 종류

반달가슴곰의 분변 DNA에서 확인된 식물은 총 33목

58과 149속 212종의 OTU들이 검출되었고,

연도별로는

2018년 81개 OTU, 2019년 57개 OTU, 2020년에는 161

개

OTU가 발견되었다(Table 2). 2018년부터 2020년까

지 검출된 식물 OTU 중에서 연도별로 발견된 상위 10개 의

OTU를 보면, 2018년에는 유채,

찔레나무, 쥐다래, 해

Taxonomic category Year of sample collection

Overall 2018 2019 2020

Order 33 17 15 33

Family 58 23 20 59

Genus 149 63 46 130

Species 212 81 57 155

Table 2. Summary of plant dietary items detected by meta-barcoding analysis of the Asiatic black bears

바라기, 고수, 갓, 산흰쑥, 등골나물, 털뚝새풀, 사과나무 등이 검출되었고, 2019년에는 찔레나무, 쥐다래, 산흰쑥, 송이풀, 주름조개풀, 아까시나무, 무, 유채류, 2020년에는 단풍나무, 떡갈나무, 다래나무, 소나무, 졸참나무, 꽃양배 추, 느티나무, 쥐다래, 유채류 등이 발견되었다(Fig. 2).

2018년 연구결과에서 유채의 비율이 높은 것은

분석

시료 중 5월에 수집된 신선한 분변이 이용된 데서 기인 한 결과로, 이 분변의 경우 개체가 산 속이 아닌 저지대 에서 포획되어, 농경지나 야초지에서 다량의 유채류를 섭식한 것으로 추정된다. 반면, 2019년과

2020년에는 여

름과 가을 시료들이 포함되면서, 다래류(다래나무, 쥐다 래), 산뽕나무, 참나무류(떡갈나무, 밤나무, 졸참나무), 단풍나무 등이 포함되어 있었다. 참나무류는 반달가슴 곰의 주 먹이원인 도토리를 섭식한 결과이며, 산뽕나무 와 다래나무류 역시 많이 섭식한 것으로 보인다. 참나무 류의 열매인 도토리는 지리산 야생 활동 개체뿐만 아니 라, 태국, 미얀마, 대만, 일본, 러시아 집단에서도 주 먹 이원으로 이용되나(Heptner

et al., 1998; Hwang et al., 2002; Huygens et al., 2003; Steinmetz et al., 2013; Jung

et al., 2016),

중동지역에 위치한 이란 집단은 주로 대추야

자 등을 주 먹이원으로 이용한다고 보고되었다(Ghadirian

et al., 2017).

반달가슴곰은 극동 러시아부터 동남아시

아, 남아시아, 중동에 이르는 넓은 지역에 분포하며, 열 대우림부터 온대, 한대까지 다양한 기후에서 서식한다.

이로 인해 서식지별로 주 먹이원의 구성은 차이를 나타 낸다. 반면, 참나무류, 나무딸기류, 뽕나무류 등 몇몇을 제외하고는 계절별로 출현하는 식물들을 먹이원으로 이 용하는 것으로 알려져 있다(Schaller, 1969; Takada, 1979;

Manjrekar, 1989; Mizoguchi et al., 1996; Hwang et al.,

2002; Jung et al., 2016). Huygens et al. (2003)은 일본

반달가슴곰들이 봄에는 도토리, 여름에는 도토리류보다 벚나무류, 소나무류, 가래나무, 나무딸기류의 열매와 초 본류, 가을에는 밤, 가래, 도토리 등을 주로 먹는다고 하 였다. 이번 연구결과에서도 도토리를 생산하는 참나무 류의 여러 가지 식물들(졸참나무, 신갈나무, 떡갈나무, 상 수리나무)이 최상위 10개 OTU에서도 발견되며, 이는 도 토리를 주 먹이원으로 이용한다는 기존의 보고들(Hwang

et al., 2002; Huygens et al., 2003; Jung et al., 2016)과

유사한 결과이다. Jung

et al.(2016)이 지리산

반달가슴 곰의 식물먹이원으로 보고한

22개의

분류군 중에서 서 어나무, 다래나무, 층층나무, 칡, 신갈나무, 졸참나무, 산 뽕나무, 소나무, 밤나무, 돌배나무 등은 이번 연구에서도 확인되었으나, 대팻집나무, 털진달래, 감나무, 구상나무 등은 검출되지 않았다. 감나무는 반달가슴곰이 가을철 에 열매를 먹는 것으로 추정되나, 이번 연구에서는 가을 철에 저지대에서 활동한 개체의 분변이 없어 분석 결과 에서는 나타나지 않은 것으로 추정된다. 전체적인 이용 식물의 분류군 수에서도 기존에

Jung et al.(2016)의 결

과보다 약

10배 가량

많은

212개 OTU가

검출된 것은 주목할 만한 결과이며, 특히, 유채, 산흰쑥, 등골나물, 털 뚝새풀 등과 양치식물인 뱀고사리, 관중, 비늘고사리 등 다양한 초본류가 확인되어, 반달가슴곰이 식이하는 식 물종의 범주가 확대되어야할 것이다.

연구결과에서 밀, 옥수수, 파, 해바라기, 유채, 무, 메 밀, 참외, 수박, 콩, 완두, 복숭아, 고추, 감자 등과 같은 여러 종류의 농작물이나 식품 유래의 식물들과 나팔꽃, 코스모스 등 원예작물, 고로쇠나무 등 임산물도 확인되 었다. Jung

et al.(2016)은

감나무와 밤나무 등 가을철 과 Fig. 2. The top 10 plant OTUs found in the scat DNAs by meta-barcoding of the Asiatic black bears during 2018-2020.

일류를 확인한 바 있다. 결과적으로 반달가슴곰은 산림 이나 인근 농촌지역에 경작되는 사과, 감 등 과수, 무, 옥수수, 콩, 수박, 참외 등 야채류 등 많은 농작물을 먹이 원으로 이용하고 있다고 볼 수 있다. 대만과 이란에서도 반달가슴곰이 농작물인 사과, 옥수수, 야자열매와 대추 등 을 섭식하며(Hwang

et al., 2002; Ghadirian et al., 2017),

일본 반달가슴곰 역시 밤을 많이 섭식한다고 하였다

(Huygens et al., 2003).

멸종위기종을 포함한 야생동물 의 서식지와 인근지역에서는 야생동물에 의한 농작물과 가축의 피해가 보고되고 있으며, 이로 인한 부정적 인식 은 야생동물 보호에 가장 큰 장애가 되고 있다(Dickman

et al., 2011; Mukesh et al., 2015; Huang et al., 2018).

농작물 피해 중 멧돼지나 고라니에 의한 경우는 직접 섭 식뿐만 아니라, 출입과 답압에 의한 낙과, 상처, 경작지 훼손 등 간접적인 피해가 더 심하게 나타나며, 식물의 생육면적 감소, 과실의 질 저하로 경제적 손실을 유발한 다(Yoon, 2007; Lee

et al., 2018).

반달가슴곰이나 아메 리카흑곰(U. americanus) 역시 주 먹이원은 도토리이지 만(Hashimoto, 2002; Vaughan, 2002), 도토리가 사계절 풍부하지 못하고, 먹이가 부족할 때에는 주민 유래의 먹 이원에 접근하여 피해를 주는 사례가 증가한다고 보고 되었다(Noyce and Garshelis, 1997; Baruch-Mordo

et al., 2014; Malcolm et al., 2014).

연구결과에서 봄, 여름, 가을 작물들이 모두 검출되어, 반달가슴곰의 농작물 섭식은 계절과 상관없는 것으로 보인다. 이는 반달가슴곰의 주 먹이원인 도토리의 부족 에 따른 대체 먹이원에 대한 접근이 아니라고 추정할 수 있다. 행동반경이 넓은 반달가슴곰들이 이동경로 상 농 경지 출입 등 산발적 접근일 수도 있으며, 과거의 선행 경험에 의한 방문, 생후 1-2년을 어미곰과 함께하는 특 성 상 학습에 의한 행동일 수도 있다. 농작물에 대한 곰 의 접근과 섭식이 어떠한 과정을 통해 이루어지는지에 대한 근거는 아직 없다. 따라서 곰의 농작물 섭식행동에 대한 피해 방지를 위해서는 향후 지리산 지역에서 야생 먹이원의 풍부도와 곰에 의한 농작물 피해의 상관관계 를 분석적으로 평가해야할 것이다.

20세기 동안 전 세계적인 산업화과정에서 경제발전과

폭발적인 인구 증가, 농지 개간 등에 따른 자연환경 소

실, 공중보건 등 사회발전의 결과로, 야생동물의 서식지 감소, 환경오염, 먹이원 고갈, 밀렵 등에 의해 멸종위기 에 처한 생물종이 크게 증가하였다. 야생동물은 경쟁과 위험을 최소화하면서 자원에 접근하고, 생명유지와 생 식 기회가 최대화되는 서식지를 선택한다. 이때, 먹이원 의 풍부도와 지속가능성은 서식지 선택에 중요한 요인 으로 간주되고 있다(Garshelis and Pelton, 1981; Rogers,

1987; Orians and Wittenberger, 1991).

이에 따라서 멸종 위기야생동물의 복원을 위해서는 개체수의 회복뿐만 아 니라 지속가능한 안정적 서식지의 확보, 주민들과의 우 호적 관계 유지 등이 필수적인 선결과제가 되고 있다.

이번 연구에서 노루, 고라니, 오소리, 너구리 등 야생 동물과 참나무류, 다래나무류, 뽕나무류 등 총

212개

OTU가 확인되어

반달가슴곰의 먹이원은 매우 다양하다

는 결과를 얻었다. 동물먹이원은 빈도가 높지 않고, 대부 분 식물먹이원이라는 점에서 서식지의 식생과 식물의 생육상태, 과실의 결실상태 등이 먹이원의 질과 풍부도 를 결정하는 중요한 요인이며, 또한 먹이원의 상태가 종 내 먹이 경쟁, 개체군 확산과도 밀접한 연관이 있을 것으 로 추정되기 때문에, 향후 먹이원의 양적, 질적 상태와 개체군의 변동에 대한 추가적인 연구가 진행되어야할 것이다. 이 외에도 노루, 고라니, 오소리, 너구리 등을 중 대형 포유류가 반달가슴곰의 먹이원으로 확인된다는 점 은 동소종의 서식에 미치는 영향이 면밀하게 검토되어 야함을 보여주고 있다. 이번 연구결과는 반달가슴곰의 먹이와 서식지 이용에 대한 생태적 특성을 이해하고, 개 체군 보호를 위한 서식지 관리와 보전 프로그램 개발에 도 유용한 기초자료가 될 것으로 기대된다.

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