왕땅강아지
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1. 개요
왕땅강아지는 북미산 귀뚜라미 중 가장 큰 종으로, 최대 5cm까지 자라며 갈색 또는 적갈색을 띤다. 짝짓기 기간 동안 수컷은 굴을 파고 소리를 내어 암컷을 유인하며, 암컷은 소리와 위치를 기준으로 수컷을 선택한다. 이 종은 미국 남중부의 초원 생태계에 서식하며, 화재가 서식지에 영향을 미칠 수 있다. 멸종 위기 종으로 지정될 가능성이 제기되었으나, 생태학적 정보 부족으로 인해 현재는 자료 부족으로 분류되어 있다.
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| 왕땅강아지 - [생물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
| 학명 | Gryllotalpa major |
| 명명자 | Saussure, 1874 |
| 이명 | Neocurtilla major (Saussure, 1874) |
| 보전 상태 | |
| IUCN | 자료 부족Gryllotalpa major (자료 부족, 1996) |
| NatureServe | G3Gryllotalpa major - NatureServe Explorer |
| 분류 체계 | |
| 역 | 진핵생물 |
| 계 | 동물계 |
| 문 | 절지동물문 |
| 강 | 곤충강 |
| 아강 | 유시아강 |
| 하강 | 신시하강 |
| 목 | 메뚜기목 |
| 과 | 땅강아지과 |
| 속 | 땅강아지속 |
| 종 | 왕땅강아지 |
2. 생리적 특징
왕땅강아지는 북미산 귀뚜라미 중 가장 큰 종으로, 최대 몸길이는 5cm, 최대 무게는 2.6g에 달하며, 몸 색깔은 일반적으로 갈색에서 적갈색을 띤다.[4][3] 다른 땅강아지과(Gryllotalpidae) 곤충처럼 튼튼한 앞가슴등과 땅굴을 파는 데 적합하게 발달한 크고 튼튼한 앞다리를 가지고 있다.[4]
왕땅강아지는 키 큰 초원 생태계가 원산지이며, 미국 남중부 지역, 즉 캔자스, 미주리, 아칸소, 오클라호마에만 서식하는 좁은 범위에 분포한다.[8] 이 지역의 초원 서식지에서는 계획된 화재가 흔하게 발생하는데, 주로 왕땅강아지의 번식기 초반인 3월과 4월에 이루어진다.
왕땅강아지(''Gryllotalpa major'')의 짝짓기는 수컷이 땅속에 굴을 파고 그 안에서 특유의 소리를 내어 암컷을 유인하는 방식으로 이루어진다.[3] 수컷들은 렉(lek)과 유사한 형태로 모여 경쟁적으로 소리를 내며, 하늘을 나는 암컷은 이 소리와 수컷의 위치 등을 평가하여 짝을 선택한다.[5] 암컷은 마음에 드는 수컷을 고르면 수컷의 굴 근처에 착지하여 음향 주성(phonotaxis)을 통해 굴을 찾아가 교미한다.[5]
다른 메뚜기목 수컷과 마찬가지로, 왕땅강아지 수컷은 변형된 앞날개에 발음 장치를 가지고 있다. 늦봄에 시작되는 짧은 짝짓기 기간 동안, 이 발음 장치와 땅속에 판 음향 굴을 이용하여 암컷을 유인하는 소리를 낸다.[4][3][5] 암컷도 수컷과 비슷한 발음 파일을 가지고 있지만, 그 크기가 작고 약하다. 암컷도 소리를 낼 수 있지만, 다른 종의 사례를 볼 때 이는 주로 공격성이나 방어와 관련된 것으로 보인다.[6] 왕땅강아지의 청각 감도를 연구한 결과, 2kHz에서 25kHz의 초음파 범위까지 소리를 들을 수 있다는 것이 밝혀졌다.[7]
3. 분포 및 서식지
연구에 따르면[4], 이러한 화재는 왕땅강아지에게 대체로 유익하며 짝짓기 행동에 약간의 이점을 제공하는 것으로 나타났다. 왕땅강아지는 불이 난 지 24시간 이내에 최근에 불탄 지역에서 울음소리를 내는 것이 관찰되었다. 화재로 인해 따뜻해진 토양은 왕땅강아지의 신진대사를 활발하게 하여 울음소리 빈도를 높일 수 있다. 또한, 불탄 땅은 소리가 더 효율적으로 전달되도록 하여 암컷을 유인하는 데 도움이 되는 것으로 여겨진다.[8] 화재 후에도 왕땅강아지의 먹이인 지하 풀의 양은 그대로 유지되며, 화재로 인해 왕땅강아지가 직접적으로 죽는다는 증거는 보고되지 않았다.[8]
한편, 초원의 풀 높이는 수컷 왕땅강아지가 모여 있는 렉(lek) 내 굴의 형태에 영향을 미친다. 풀 높이가 높아질수록 각 굴 사이의 간격이 넓어지고, 굴 입구의 각도도 커지는 경향이 관찰되었다.[9] 이는 키 큰 풀 초원 생태계의 역동적인 환경 변화에 대한 적응 행동으로 진화했을 가능성이 있다.[9]
4. 짝짓기 행동
수컷들은 공중으로 전달되는 소리뿐만 아니라 땅을 통해 전달되는 진동(vibration) 신호로도 서로 영향을 주고받으며 경쟁한다.[10] 왕땅강아지의 소리는 다른 귀뚜라미들과 달리 독특한 짹짹거림(chirp) 형태를 띠며, 이 소리의 특징은 수컷 개체의 크기와 같은 형태적 특성과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다.[4] 이러한 짝짓기 행동의 구체적인 양상, 예를 들어 렉 시스템과의 관련성, 수컷 간의 경쟁 방식, 암컷의 선택 기준, 소리의 세부 특징 등은 이어지는 하위 문단에서 더 자세히 다룬다.
4. 1. 렉(Lek) 시스템
왕땅강아지(''Gryllotalpa major'') 수컷은 초원 토양에 소리 굴을 파고, 이 굴에서 노래를 불러 상공을 날아다니는 암컷에게 소리를 내어 구애한다.[3] 수컷의 노래는 2kHz 주파수에 최대 5개의 배음(harmonics)을 가지며, 크고 멀리까지 공기를 통해 전달된다. 이 소리는 최대 400m 밖에서도 들을 수 있다.[10] 암컷은 수컷들이 모여있는 구애 장소인 렉(lek mating) 위 1.5m에서 5m 높이로 날아다니며, 수컷의 소리와 렉 내 위치를 기준으로 각 수컷을 평가한다.[5] 암컷은 최대 76m 거리에서도 수컷의 신호를 감지하고, 보통 20분 안에 도착한다. 마음에 드는 수컷을 고르면, 그 수컷의 굴에서 3m에서 5m 떨어진 곳에 착지한 뒤 소리가 나는 방향으로 이동하는 음향 주성(phonotaxis)을 이용해 굴을 찾아간다. 굴에 도착하면 수컷과 짝짓기를 하고 떠난다.[5]
암컷은 포식 위험을 줄이기 위해 렉 중심에 가까운 수컷을 선호할 것으로 예상되지만, 실제로는 렉 중심이나 다른 수컷과 멀리 떨어져 있는, 즉 렉 전체에 무작위로 분포하는 매력적인 수컷을 선택하는 경향을 보인다.[5] 이렇게 고립된 수컷을 선호하는 이유는, 이들이 포식 위험이 높은 불리한 조건에서도 자신의 영역을 유지할 능력이 있다는 것을 보여주므로, 암컷 입장에서 자신의 유전적 적합성(fitness)을 높이는 방법일 수 있다.[5]
왕땅강아지의 짝짓기 행동은 고전적인 렉 시스템의 세 가지 주요 기준에 부합한다.[3]
# 수컷은 암컷의 알을 수정시키는 것 외에 새끼 돌보기(parental care)에 전혀 관여하지 않으며, 짝짓기 시기가 끝나면 바로 죽는다.[3]
# 수컷들은 일정한 간격으로 굴을 파서 렉 형태의 구애 장소(arena)를 만든다.[3]
# 암컷은 수컷이 특정 자원을 독점하거나 강제로 짝짓기를 시도하는 등의 방해 없이 자유롭게 날아다니며 짝을 선택할 수 있다.[3]
따라서 왕땅강아지는 곤충 종의 특성을 반영하여 수정된 렉 시스템의 정의에 잘 들어맞는다.[3]
노래하는 수컷은 땅을 통해 전달되는 진동(vibration)도 만들어내는데, 주변의 다른 수컷들은 배경 진동과 이 신호를 구분하여 감지하고 영향을 받는다.[10] 이 진동은 조건에 따라 땅속으로 최대 3m까지 전달될 수 있으며, 30~300 Hz의 에너지 범위를 가진다.[10] 수컷들은 다른 수컷이 공기를 통해 내는 소리에는 반응하여 자신의 소리를 바꾸지 않지만, 땅으로 전달되는 진동에는 반응하여 현재 굴을 버리고 더 나은 위치로 이동하기도 한다.[10]
왕땅강아지의 소리는 다른 귀뚜라미들이 주로 사용하는 연속적인 트릴(trill) 대신 짧게 끊어지는 짹짹거림(chirp)을 이용해 암컷을 유인한다는 점에서 독특하다. 이 짹짹거림을 분석한 결과, 소리의 특정 특징이 각 개체의 몸 크기와 같은 형태적 특성과 관련이 있는 것으로 나타났다.[4] 대체로 몸길이가 더 긴 수컷일수록 한 번의 짹짹거림에 더 많은 음절(syllable)을 포함시키고 더 낮은 주파수의 소리를 내지만, 반드시 소리가 더 크지는 않았다.[4]
렉 안에서 수컷들은 서로 가까이 자리 잡고 있으며, 이웃한 수컷에게 어느 정도 영향을 주는 것으로 보인다.[11] 많은 수컷이 동시에 노래하는 밤에는 전체적인 소리가 커지지만, 개별 수컷이 경쟁자가 늘어나거나 주변에 암컷이 있다고 해서 자신의 소리 크기를 더 키우지는 않는다. 개별 수컷 소리의 크기는 가장 가까운 이웃과의 거리나 주변 수컷의 밀도와는 특별한 관련이 없는 것으로 밝혀졌다.[11] 하지만 토양 온도가 올라가면 신진대사가 활발해져 짹짹거리는 속도가 빨라지는 강한 상관관계를 보였다. 또한, 수컷이 내는 소리의 배음 수는 가장 가까운 이웃과의 거리에 따라 달라지는 경향이 있었다.[11] 즉, 개별 수컷은 렉 전체의 수컷 밀도보다는 바로 옆에 있는 한두 마리의 이웃에게 더 큰 영향을 받는다.[11]
4. 2. 수컷 간 경쟁
렉 경기장 내에서 왕땅강아지 수컷은 서로 가까이 위치하며 이웃 수컷에게 영향을 미친다.[11][10] 수컷은 토양을 통해 전달되는 진동을 생성하며, 이웃 수컷은 다른 배경 진동과 이러한 지면 진동을 구별할 수 있다.[10] 이 노래 진동은 조건에 따라 토양에서 최대 3m까지 전달될 수 있으며, 에너지 범위는 30~300 Hz이다.[10]
수컷은 다른 수컷의 공중 전달 소리에 반응하여 자신의 소리를 변경하지는 않지만, 다른 수컷의 지면 진동에 반응하여 굴을 포기하고 더 나은 위치로 이동할 수 있다.[10] 더 많은 수컷이 노래하는 밤에는 전체적인 소리가 더 커지는 경향이 있다. 그러나 개별 수컷은 다른 수컷과의 경쟁이 심화되거나 암컷이 나타난다고 해서 자신의 최대 소리 크기를 높이지는 않는다.[11] 또한, 개별 수컷의 소리 크기와 가장 가까운 이웃과의 거리 또는 개체 수 밀도 사이에는 뚜렷한 상관관계가 발견되지 않았다.[11]
수컷의 짹짹거리는 속도는 토양 온도와 강한 상관관계를 보이는데, 이는 온도에 따른 신진대사 에너지 변화와 관련이 있는 것으로 보인다.[11] 또한, 수컷이 내는 소리의 배음(overtone) 수와 가장 가까운 이웃과의 거리 사이에도 상관관계가 관찰되었다.[11] 개별적으로 노래하는 수컷은 렉 경기장 전체의 수컷 집단보다는 자신과 가장 가까운 한두 마리의 이웃 수컷에게 더 큰 영향을 받는다.[11]
4. 3. 암컷의 선택
왕땅강아지(Gryllotalpa major|그릴로탈파 마요르la) 수컷은 초원 토양에 소리 굴을 파고, 이 굴에서 노래를 불러 암컷에게 음향적인 성적 구애를 한다.[3] 수컷이 내는 소리는 2kHz의 주파수와 최대 5개의 배음을 가진 크고 긴 울림 패턴으로 이루어져 있으며, 최대 400m 밖에서도 들을 수 있다.[10] 암컷은 렉(구애 장소) 위 1.5m에서 5m 높이로 날아다니면서 수컷의 소리가 얼마나 매력적인지, 그리고 렉 내에서 수컷이 어디에 위치하는지를 기준으로 각 수컷을 평가한다.[5] 암컷은 최대 76m 거리에서도 수컷의 신호를 감지할 수 있으며, 보통 20분 안에 렉에 도착한다. 마음에 드는 수컷을 선택하면, 그 수컷의 굴에서 3m에서 5m 떨어진 곳에 착지한 뒤, 음향 주성 반응을 이용해 굴까지 찾아간다. 굴에 도착하면 수컷과 교미하고 떠난다.[5]
일반적으로 암컷은 여러 수컷이 모여 있는 렉 중심부에 가까운 수컷을 선택하여 포식 위험을 줄일 것으로 예상된다. 하지만 실제 왕땅강아지 암컷의 선택은 다르다. 암컷은 오히려 렉 중심에서 멀리 떨어져 있거나 가장 가까운 이웃 수컷으로부터 멀리 떨어져 고립된, 더 매력적인 소리를 내는 수컷을 선호하는 경향을 보인다. 이러한 선호되는 수컷들은 렉 전체에 걸쳐 무작위로 분포하는 것으로 나타났다.[5] 이렇게 포식 위험이 더 높은 고립된 위치의 수컷을 선호하는 것은, 이 수컷들이 불리한 조건에서도 비용이 많이 드는 과시 행동(노래 부르기)을 성공적으로 유지할 수 있음을 보여주기 때문이다. 이는 암컷이 자신의 유전적 적합성을 극대화하기 위한 전략일 수 있다.[5]
왕땅강아지의 짝짓기 행동은 고전적인 렉 시스템의 세 가지 주요 기준에 부합하는 것으로 나타났다.[3] 첫째, 수컷은 암컷의 난자를 수정하는 것 외에는 새끼를 돌보는 데 전혀 관여하지 않으며, 짝짓기 시즌 직후 죽는다.[3] 둘째, 수컷들은 굴을 이용해 렉과 같은 구애 장소를 형성한다.[3] 셋째, 암컷은 수컷의 자원 통제나 강제 교미 시도 같은 영향 없이 자유롭게 날아와 짝을 선택할 수 있다.[3]
4. 4. 독특한 소리
왕땅강아지의 소리는 암컷을 유인하기 위해 귀뚜라미에게 일반적인 트릴 대신 짹짹거림(chirp)을 사용한다는 점에서 독특하다. 이 짹짹거림을 분석한 결과, 소리의 특정 측면이 개별 귀뚜라미의 몸 크기와 같은 형태적 특징과 관련이 있는 것으로 나타났다.[4] 예를 들어, 몸길이가 더 긴 수컷은 짹짹거림 한 번에 더 많은 음절을 포함하며 더 낮은 주파수의 소리를 내는 경향이 있다. 하지만 몸집이 크다고 해서 반드시 더 큰 소리를 내는 것은 아니었다.[4]
5. 계통 발생
왕땅강아지는 계통발생 연구[12]에서 등쪽 뒷다리 경골에 극모가 없는 특징 때문에 ''Gryllotalpa devia'', ''Gryllotalpa pilosopes'', ''Gryllotalpa inermis''와 같은 그룹으로 분류된다.[12]
6. 종 보존 상태
1980년대 후반, '''왕땅강아지'''는 멸종 위기 종으로 지정되어 보호받아야 한다는 권고가 있었지만, 생태학적 정보 부족으로 보호 노력이 지연되었다.[10] 국제 자연 보전 연맹(IUCN) 적색 목록에서는 이 종을 자료 부족(Data Deficient)으로 분류하고 있으며, 개체군에 대한 서식지와 키 큰 풀 초원의 감소 효과에 대한 더 많은 데이터가 필요하다고 보고 있다.[1] 네이처서브(NatureServe)는 '''왕땅강아지'''를 G3 – 취약종(Vulnerable)으로 등재했으며, 이는 개체군이 분산되어 있고 서식지가 손실되었기 때문이다.[2]
참조
[1]
간행물
"''Gryllotalpa major''"
2024-10-23
[2]
웹사이트
"''Gryllotalpa major'' {{!}} NatureServe Explorer"
https://explorer.nat[...]
2024-10-23
[3]
논문
"Lekking in ''Gryllotalpa major'', the Prairie Mole Cricket (Insecta: Gryllotalpidae)"
1999
[4]
논문
"Morphology and calling song characteristics in ''Gryllotalpa major'' Saussure (Orthoptera: Gryllotalpidae)"
2006
[5]
논문
"Are Centrally Displaying Males Always the Centre of Female Attention? Acoustic Display Position and Female Choice in a Lek Mating Subterranean Insect"
2010
[6]
논문
"Morphology and Function of Female Sound producing Structures in Ensiferan Orthoptera with Special Emphasis on the Phaneropterinae"
1974
[7]
논문
"Hearing and Spatial Behaviour in ''Gryllotalpa major'' Saussure (Orthoptera: Gryllotalpisae)"
2008
[8]
논문
"The Effect of Fire on Spatial Distributions of Male Mating Aggregations in ''Gryllotalpa Major'' Saussure (Orthoptera: Gryllotalpidae) at The Nature Conservancy's Tallgrass Prairie Preserve in Oklahoma: Evidence of a Fire-dependent Species"
2007
[9]
논문
"Grassland Botanical Structure Influences Lek Spatial Organization in ''Gryllotalpa major'' S. (Orthoptera: Gryllotalpidae)"
2009
[10]
논문
"Talking Back: Sending Soil Vibration Signals to Lekking Prairie Mole Cricket Males"
2001
[11]
논문
"Environmental and Social Influences on Calling Effort in the Prairie Mole Cricket (''Gryllotalpa major'')"
1998
[12]
논문
"Tracing Phylogenetic Relationships in the Family Gryllotalpidae"
2002
[13]
웹인용
Gryllotalpa major
http://www.iucnredli[...]
IUCN
2012-02-28
[14]
서적
이기적 유전자
을유문화사
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