한국환경생태학회 학술대회논문집 제25권 2호 (p.35-36)

개미가며느리밥풀속종자의운명을결정하나? - 오대산국립공원 -

Does the ants determine the seedfate of Melampyrum species?

초록

며느리밥풀속은 반기생의 1년생 식물로 숙주식물의 뿌리 에 기생을 하면서, 한편으로 광합성을 하며 살아가는 독특한 생육형태를 지닌다. 비교적 볕이 많이 드는 숲 가장자리에 주로 서식한다. 며느리밥풀속은 현삼과(Scrophulariaceae)의 식물로서, 전 세계적으로 약 40종이 북반구에 분포하고, 특 히 유럽 쪽에 집중적으로 분포한다. 우리나라에 자생하고 있는 며느리밥풀 속에는 꽃며느리밥풀(Melampyrum roseum), 알며느리밥풀(Melampyrum roseum var. ovalifolium), 새며느리밥풀(Melampyrum setaceum var. nakaianum) 등 3종, 4변종 및 2품종이 있다(www.nature.go.kr, 국가생물종 지식정보시스템). 며느리밥풀속의 종자는 긴 달걀형으로 8-9월에 성숙하며, 종피에 엘라이오솜이라는 육질의 구조 를 부착하고 있어 개미가 종자를 산포하는 식물종이다. 종 자산포를 부탁하기 위하여 개미에게 보상할 엘라이오솜을 부착한 종자를 종자와 구별하여 전파체(diaspore)라 한다. 개미는 엘라이오솜이 붙어있는 종자를 개미집으로 물어가, 엘라이오솜은 떼어서 애벌레의 먹이로 이용하고 남은 종자 는 개미집 내부의 쓰레기장이나 집 밖의 모래언덕 또는 개 미군체의 영역 경계로 내다버린다. 개미의 이런 행동은 1) 씨앗의 피식(Predation)을 피하게 하고, 2)씨앗이 흩어져 개 체간 경쟁으로부터 벗어나고, 3)발아에 적합한 장소에 도달 하고, 4)종자가 모체로부터 멀어짐에 따라 종자의 사망률이 낮아지고, 5)종자가 유기물이 풍부하고 배수가 양호한 토양 에서 발아할 수 있게 하고, 6)산불의 피해나 척박한 토양에 서의 종자생존율을 높이는 등 다양한 편익을 제공하는 생물 종간의 좋은 상리공생의 예이다(Rico-Gray and Oliveira, 2007). 이에 이 연구는 반기생식물(Hemi-parasitic plant)인 며느리밥풀속 서식지를 찾고, 관련 개미종을 확인하며, 해 마다 서식지를 조사하여 개미가 며느리밥풀속의 종자운명 에 어떻게 영향하는가를 밝혀 보고자 2013년~2015년까지 실시하였다. 개미와 피자식물은 백악기 후반부터 에오세기 초반부터 지방체(elaiosome)를 매개로 상리공생을 발달시키면서 같이 종분화가 된 것으로 알려진다(Moreau et al., 2006). 식물이 고영양의 지방체를 개미에게 제공하고 발아에 적합한 환경 과 산화, 종자피식을 회피하는 상리공생이 발달하였다. 국내 에는 춘계단명식물을 위주로 40종 정도가 개미가 종자를 분 산시키는 즉, 지방체를 단 전파체(종자+지방체)를 생산한다. 확인된 며느리밥풀속 식물종의 서식지는 꽃며느리밥풀 은 평창 중왕산, 알며느리밥풀은 강릉 삽당령, 양구 해안면 과 포항 죽장면, 새며느리밥풀은 오대산, 태백 함백산에서 각각 확인되었다. 지역별 차이는 있으나 며느리밥풀속 종자산포에 기여하 는 개미는 코도쿠뿔개미, 항아리뿔개미, 가시방패개미와 일 본장다리개미로 확인되었다. 지역별 며느리밥풀속 서식상 태를 관찰한 결과 1년생인 특성으로 해마다 서식지가 이동 되는 현상을 관찰할 수 있었다. 중왕산 꽃며느리밥풀은 3년 간 4~5m,포항 죽장의 알며느리밥풀은 5~7m, 양구의 경우 젓나무 조림으로 대부분이 사라지고 2015년 극소수 개체만 잔존하였다. 함백산과 오대산의 새며느리밥풀은 초기의 서 식처 부근에서 잔존개체를 확인할 수 없었다. 며느리밥풀 속 식물이 1년생이며, 개미가 종자를 분산시키는 특성으로 서식지의 급격한 환경변화는 관련 개미종들이 선호하는 환 경을 파괴하여 며느리밥풀속 식물의 생존에 큰 위협이 될 수 있다고 판단된다. 환경변화에 취약한 며느리밥풀속 식물 종의 보호를 위해 식물종의 분포와 관련 개미에 대한 지속 적 모니터링이 필요하다고 사료된다.