중간 기착지의 이동성 조류 체지방 연구 - 멧새과를 중심으로 -
박창욱·조숙영·채희영*
국립공원관리공단국립공원연구원철새연구센터
Fat Reserve of Migratory Birds in Stopover Site - In Emberizidae -
Chang-Uk Park, Sook-Young Cho and Hee-Young Chae*
Migratory Birds center, National Park Research Institute, Korea National Park Service, Shinan-gun, Jeonnam 535-917, Korea
요 약 :조류는매년번식지와월동지사이를봄철과가을철에정기적으로이동하며장거리를 이동하기위해많은 에너지를 필요로한다. 에너지는 주로 지방으로 저장하며, 탄수화물이나 단백질에 비해 2 배이상많은 열량을 가 지고 있어장거리이주를하는 이동성조류에게효율적이다. 연구는조류의중간기착지로이용되는흑산도, 홍도에 서 2년간의가락지부착 조사를통해 멧새과 5종의각개체별체지방을 파악하였다. 봄철에비해 가을철에 체지방 이더많은 경향을나타냈고, 1년생보다 성조에서 체지방이더많은 경향을나타냈다. 그러나, 성별에따른 체지방 의 차이는 노랑턱멧새를제외한 나머지 4종에서는 유의하지 않은 것으로 나타났다. 각 개체별체지방은 몸무게와 양의상관관계를나타내었다.
주요어 :이동, 지방, 기착지, 멧새과
Abstract :Bird migration is a phnomenon on which a scheduled flight occur between breeding and wintering ground in spring and autumn season on each year. Birds store lipid as an energy reserve in large amounts for long-distance migration. Fat yields two times as much energy and water per gram metabolized as does either carbohydrate or protein.
Fat is efficient energy for migratory birds. Study for emberizidae performed fat scoring in bird banding during two years on stopover site in Heuksando and Hongdo island. Fat score tended to highly more then at autumn than at spring. Degree of body fat accumulation tended to show seasonal and age difference; it was higher in autumn than in spring, in adults than in first years. However, there was no difference between sexes except for yellow-throated bunting. Body fat scores had positive relationship with body mass.
Key words :Migration, Fat, Stopover site, Emberizidae
서 론
조류의 이주현상에 대한 연구는 수 십년에 걸쳐 집중적 으로 이루어져 왔으나, 이러한 행동의 진화는 현재까지도 논의의 대상이다(Salewski and Bruderer 2007). 전 세계 수 백만 개체의 조류들이 번식지인 북반구를 떠나 매년 가을 남쪽으로 이주하고, 이듬해 봄철에 다시 되돌아온다(Yohannes et al. 2009). 종에 따라 1,000 km이상을 이동하거나, 더 먼 거리를 이동하기도하며 대략반년에 걸쳐이주할 수 있다
(Alerstam 1990). 이러한장거리 이동을하기 위해서 조류는
많은 에너지를 소모하게 되며, 대양, 산맥 그리고 사막과 같은 생태적 장벽을 건널 때는 더 많은 에너지를 요구한다 (Yohannes et al. 2009).
에너지는 조류의 이주전략에 있어 중요한 요인이다 (Bolshakov et al. 2003). 조류는 장거리 이주를 위한 에너지 비축으로 많은 양의 지방을 저장한다(Campbell and Lack 1985). 지방은 탄수화물(17.6 kJ)과 단백질(17.2 kJ)에 비해 두 배 이상의 열량(38.9 kJ)을 가지고 있으며, 대사에 의해 발생하는 물(metabolic water)의 양도 두 배 가량 많다(Gill
2007). 따라서, 지방 저장량은 조류의 성공적인 이주에 큰
*Corresponding author
E-mail: [email protected]
영향을 미치며, 영양 상태를 측정할 수 있는 간접적인 도 구로활용된다.
본 연구는 동아시아를 이동하는 철새들의 이동경로상 중간 기착지에 해당하는 홍도, 흑산도 지역에서 관찰되는 멧새과 5종(꼬까참새 Emberiza. rutila, 노랑턱멧새 E. chrysophrys, 촉새 E. spodocephala, 흰배멧새 E. tristrami, 노랑눈썹멧새 E. elegans)을 대상으로 봄, 가을의 이동시기에연령별 조류 의체지방량변화양상을분석비교하였다.
재료 및 방법 1. 연구기간
연구기간은 2008년 1월 1일~2009년 12월 31일까지로 2 년(24개월)을 기준으로 하였다.
2. 연구지역
연구지역인 흑산도와 홍도는 행정구역상 전라남도 신안군 흑산면에 속해있으며, 지리적으로 우리나라남서쪽 가장자 리에 위치하고 있다. 흑산도, 홍도는 우리나라를 경유하여 번식지나 월동지로 이동하는 동아시아지역 철새들의 이동경 로상에 위치해 있어 철새들에게 중간 기착지(stopover site) 로 이용되고 있다. 흑산도의 전체 면적은 약 19.7 km2로
11곳의 거주지역이 있고 침엽수림이 대부분을 차지한다. 미
소서식지 패턴이 비교적 다양하고 담수습지가형성되어 있 어 다양한 조류종이 관찰되는 진리 배낭기미를 연구지역으 로 설정하였다. 홍도는 전체면적 약 6.4 km2로 1구와 2구 의 두 거주지역이 있고, 대부분 상록활엽수림으로 되어 있 다. 연구지역은 조류 관찰이 비교적 용이하고 마을 일대 농경지가 발달되어 있어 홍도의 다른 곳보다 다양한 종이 관찰되는 홍도 1구 지역으로 설정하였다.
3. 연구방법
1) 가락지 부착조사 및 지방량 측정
안개그물(길이 12 m, 높이 2.5 m, 그물코 32 mm, 4단)과 알루미늄지지대를이용하여연구지역내미소서식지사이를 이동하는 조류를포획시도하였다. 안개그물은 07:00~18:00 까지 운영하였고, 30분 간격으로 확인하여 그물에 포획된 조류를 수거하였다. 수거한 조류는 실험실 내에서 가락지 부착과 함께 신체 각 부위를 측정한 후 참새목 소형조류의 fat scoring (Redfern and Clark 2001)을 이용하여 쇄골과 복부 두 곳의 지방을 검토하여 최종적으로 개체의 지방량 을결정하였다.
2) 동정 및 분류
분류군별 도감과 참고문헌을 통해 동정하고 분류체계와 학명은 Dickinson (2003)의 The Howard and Moore Complete Checklist of the Birds of the World를 기준으로 하였다.
국명은한국의새(이 등 2000)와한국의야생조류길잡이(박
과 서 2008)를 참고 하였다.
3) 성, 연령별 분류
문헌을 참고하여 깃의 색 차이, 크기, 포란반, 총배설강의 형태 등 성적이형성(sexual dimorphism)의 특징을 나타내는 종을 대상으로 암수를 구분하였으며, 깃형태, 홍채색, 깃갈 이, 깃의 마모정도, 두개골 기층화 등을 분석하여 종의 연 령을 파악하였다(Svensson 1992). 그러나, 본 연구에서 성, 연령 구분이 불가능한 일부 개체들은 분석에서 제외하였다.
4) 통계분석
흑산도, 홍도의 이동성 조류 중 멧새과 5종을 대상으로 계절별 이동시기와 연령에 따라 몸무게 및 체지방의 차이
Figure 1. Fat reserves of migratory birds on the study area in Heuksan-do and Hong-do.
를 검증하기 위해 Mann-Whitney U-test를 이용해 평균값의 차이를비교하였으며, 분석은 SPSS 12.0을사용하였다.
결과 및 고찰
2008년부터 2009년까지의 가락지 부착 조사 결과 총 164 종 9,288개체를포획하였다. 이중흰배멧새(Emberiza tristrami) 240개체, 노랑눈썹멧새(E. chrysophrys) 111개체, 노랑턱멧새 (E. elegans) 727개체, 꼬까참새(E. rutila) 168개체, 촉새(E.
spodocephala) 691개체를 포획하여 총 1,937개체를 조사하 였다. 연구기간 동안 가락지 부착 조사한 총 종수 중, 본 연구의 대상종인 멧새과 5종이 차지하는 비율은 약 3%에 불과하나, 전체 포획 개체수 중 이들 종이 차지하는 개체
수 비율은 약 20.8%를 차지한다(Figure 1). 이는 봄가을철
이동시기에 중간 기착지인 흑산도, 홍도 지역에서 다른 종 에 비해 멧새과 5종이 비교적 많은 개체수가 도래하며 흔 하게 관찰됨을 알 수 있는 간접적인 결과로 사료된다.
1. 계절별 이동시기의 체지방
연구기간 동안 포획된 멧새과 5종의 봄가을철 체지방을 분석한 결과 흰배멧새의 봄철(n=115)과 가을철(n=125) 평균 체지방은 각각 2.29±1.34, 2.83±1.43 로 나타났으며, 가을철 이봄철에비해 더 많은 체지방을가지고있는것으로나타 났다(Z=−2.784, P<0.05). 노랑눈썹멧새의 경우 봄철(n=26) 2.38±1.40, 가을철(n=85) 2.20±1.26 로 나타났으나, 평균 체 지방의 차이는 없는 것으로 나타났고(Z=−0.649, P=0.529), 노 랑턱멧새는 봄철(n=319) 1.85±1.27, 가을철(n=407) 2.91±1.41
로 가을철에 체지방이 더 많은 것으로 나타났다(Z=−9.454,
P<0.001). 꼬까참새는 봄철(n=18) 2.67±1.20, 가을철(n=150) 2.88±1.19 로 차이가 없는 것으로 나타났으며(Z=−0.693, P=
0.502), 촉새는 봄철(n=205) 2.30±1.35, 가을철(n=486) 3.01±1.27 로 가을철에 체지방이 더 많은 것으로 나타났다(Z=−6.198,
P<0.001)(Table 1).
계절별이동시기에 따라체지방의차이가노랑눈썹멧새와 꼬까참새를 제외한 3종에서 유의한 차이가 있는 것으로 나 타났으며, 봄철보다 가을철에 체지방이 더 많은 것으로 나 타났다. 일반적으로 지방 합성율 증가의 원인은 대부분 일 일 먹이 섭취량 증가에 기인한다(Campbell and Lack 1985).
또한, 북반구에서 계절에 따른먹이자원의 생물량 역시 추 운 겨울 뒤의 봄보다 번식이 끝난뒤의 여름철과 가을철에 더 많은 것을 알 수 있다. 따라서 봄철보다 가을철에 체지 방이 더 많은 것은 가을철에 더 많은 먹이를 섭취할 수 있기 때문인 것으로 판단된다.
2. 연령별 체지방
멧새과 5종의 연령별 체지방을 분석한 결과 흰배멧새 1년 생(1st, n=200)과 성조(Adult, n=125)의 평균 체지방은 각각 2.49±1.42, 2.91±1.38 로나타났으나, 1년생과성조의체지방 차이는 유의하지 않은 것으로 나타났다(Z=−1.608, P=0.108).
노랑눈썹멧새 역시 1년생(1st, n=98) 2.33±1.30과 성조(Adult, n=5) 1.20±1.64 로 나타났으나, 평균 체지방의 차이는 없는 것으로 나타났고(Z=−1.738, P=0.085), 노랑턱멧새 1년생(1st, n=612) 2.37±1.44, 성조(Adult, n=79) 2.99±1.45 로 연령별 체지방의차이는없는 것으로 나타났다(Z=−1.087, P=0.278).
그러나, 꼬까참새에서는 1년생(1st, n=151) 2.78±1.20, 성조 (Adult, n=12) 3.58±0.67 로 체지방의 차이가 있는 것으로 나타났으며(Z=−0.693, P=0.502) 성조가 체지방이 더 많았 고, 촉새도 1년생(1st, n=598) 2.72±1.34, 성조(Adult, n=70)
3.36±1.13 로 연령별 체지방 평균이 차이가 있는 것으로
나타났고(Z=−3.645, P<0.001) 역시 성조에서 더 많은 체지
방을갖고있는것으로나타났다(Table 2).
일반적으로 성조가 1년생에 비해 보다 일찍 이주를 시작 하고, 1년생은 더 늦은 이주를 한다. 1년생보다 비교적 이 주경험이 있는 성조의 경우, 보다 효율적이고 최적화된 이 주비행을 선택하는 것으로 알려져 있다. 따라서 이동시기가 다르고 효율적인 이주비행을 알고 있는 성조는 1년생과는 다른 이동경로를 선택하고, 이동경로가 다르므로 체지방에 Fig. 2. Proportion of five species in total banding data during study
period.
Total banding data, Emberizidae five species (Tristram's bunting, Yellow-browed bunting, Yellow-throated bunting, Chestnut bunting, and Black-faced bunting).
Table 1. Accoding to season, fat reserves of five species during study period.
Species Season Fat±S.D U-test
Emberiza tristrami Spring (n=115) 2.29±1.34 <0.05
<0.05 Autumn (n=125) 2.83±1.43
Emberiza chrysophrys Spring (n=26) 2.38±1.40 n.s Autumn (n=85) 2.20±1.26 n.s
Emberiza elegans Spring (n=319) 1.85±1.27 <0.01
<0.01 Autumn (n=407) 2.91±1.41
Emberiza rutila Spring (n=18) 2.67±1.20 n.s Autumn (n=150) 2.88±1.19 n.s
Emberiza spodocephala Spring (n=205) 2.30±1.35 <0.01
<0.01 Autumn (n=486) 3.01±1.27
차이가 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 본 연구에서는 꼬까참새와 촉새를 제외한 3종에서 연령별 체지방 평균의 유의한 차이를 확인할 수 없었다. 기후적 영향, 종별 이주 전략, 그리고 서식지(월동지, 번식지, 중간 기착지)의 환경 변화 등 다양한 생태학적 요인들에 의해 이들의 체지방의 변이가 있을 수 있으나, 단백질과 몸무게를 고려한 개체의
body condition의 질적 저하가 흑산도, 홍도 도래 개체군
전체에 발생하는지는 더 많은 연구를 통해 검증할 필요가 있다.
3. 성별에 따른 체지방
멧새과 5종의 성별에 따른 체지방을 분석한 결과(Table 3), 흰배멧새 수컷(Male, n=103)과 암컷(Female, n=121)의 평 균 체지방은 각각 2.59±1.45, 1.64±1.34 로 나타났으나, 수컷 과 암컷의 평균체지방의 차이는 유의하지 않은 것으로나 타났다(Z=−0.174, P=0.856). 노랑눈썹멧새 역시 수컷(n=14) 과 암컷(n=30)의 평균 체지방은 각각 1.61±1.36, 2.33±1.37 로 나타났으나, 수컷과 암컷의 평균 체지방의 차이는 없는 것 으로 나타났다(Z=−1.614, P=0.109). 그러나 노랑턱멧새에서는 수컷(n=222) 2.61±1.48, 암컷(n=486) 2.38±1.44 로 성별에 따른 체지방의 차이가 있는 것으로 나타났으며(Z=−2.021,
P<0.05), 암컷보다 수컷의 체지방이 더 많았다. 꼬까참새에 서는 수컷(n=73) 2.93±1.27, 암컷(n=90) 2.81±1.13 로 차 이가 없었으며(Z=−0.857, P=0.4.3), 촉새 역시 수컷(n=288) 2.80±1.34, 암컷(n=348) 2.79±1.34로 성별에 따른 체지방량 의 차이가 없는 것으로 나타났다(Z=−0.246, P=0.802).
종에 따라 상이한 이주 전략에 의해 암·수간 이주의 출 발시기가 다르지만, 일반적으로 수컷이 암컷에 비해 더 일 찍 이주하는 것으로 알려져 있으며 이러한 경향은 번식을 앞 둔 봄철에 두드러지게 나타난다. 본 연구 결과 수컷이 암컷에 비해대체로 체지방이 더 많은 경향을나타내나 노 랑턱멧새를 제외한 나머지 4종에서는 유의한 차이가 나타 나지 않았다.
본 연구에서 멧새과 5종(n=1937)의 체지방 증가량은 몸 무게 증가와 양의 상관관계에 있는 것을 알 수 있었다.
철새는 일반적으로 이주하기 위한 필요한 양의 지방을
비축한다. 장거리 이동을 하는 경우 새 질량의 50% 이상
이 지방이다(권 등 2000). 본 연구에서 조류는기착지인 흑
산도 홍도에서 활발한 먹이 활동을 한다는 사실을 알 수 있다. 이에 기착지에서의 이동성 조류에 대한 세부적인 연 구가 장기적으로 이루어 져야 할 것이다.
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록재단.
Alerstam T. 1990. Bird migration. Cambridge University Press, Cambridge.
Bolshakov Casimir V, Bulyuk N Victor, Andrey Mukhin, Chernetsov Table 2. Accoding to age, fat reserves of five species during study
period.
Species Age Fat±S.D U-test
Emberiza tristrami 1st-year (n=200) 2.49±1.42 n.s Adult (n=29) 2.91±1.38 n.s Emberiza chrysophrys 1st-year (n=98) 2.33±1.30 n.s
Adult (n=5) 1.20±1.64 n.s Emberiza elegans 1st-year (n=612) 2.37±1.44 n.s
Adult (n=79) 2.99±1.45 n.s
Emberiza rutila 1st-year (n=151) 2.78±1.20 <0.05
<0.05 Adult (n=12) 3.58±0.67
Emberiza spodocephala 1st-year (n=579) 2.72±1.34 <0.01
<0.01 Adult (n=70) 3.36±1.13
Table 3. Accoding to sex, fat reserves of five species during study period.
Species Sex Fat±S.D U-test
Emberiza tristrami Male (n=103) 2.59±1.45 n.s Female (n=121) 1.64±1.34 n.s Emberiza chrysophrys Male (n=14) 1.61±1.36 n.s
Female (n=30) 2.33±1.37 n.s
Emberiza elegans Male (n=222) 2.61±1.48 <0.05
<0.05 Female (n=486) 2.38±1.44
Emberiza rutila Male (n=73) 2.93±1.27 n.s Female (n=90) 2.81±1.13 n.s Emberiza spodocephala Male (n=288) 2.80±1.34 n.s
Female (n=348) 2.79±1.34 n.s
Fig. 3. Weight chang by fat score of five species during study period.
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(2010년 7월 13일 접수; 2010년 7월 20일 채택)
