Urbanization is a driving force of global biodiversity changes, and species that successfully adapt to city environments can become pests with the assistance of human factors. Here we present the first genomic data of Plecia longiforceps, an invasive pest exhibiting intensive outbreaks in the Seoul Metropolitan Area of Korea. HiFi and Pore-C sequencing data were used to construct a highly continuous genome assembly with a total size of 707 Mb and 8 major pseudochromosomes. Gene annotation using transcriptome data and ab initio predictions revealed significant numbers of genes related to detoxification and heat tolerance. Comparison to the Bibio marci genome showed high levels of synteny with some regions of chromosomal rearrangement. Our data will serve as an essential resource for population and functional genomic studies on dispersal and outbreaks of P. longiforceps, and facilitate research on eco-evolutionary processes of dipterans in urbanizing habitats.

Rhaphidophoridae (Orthoptera: Ensifera), commonly known as cave crickets, are a wingless family and considered the most ancient lineage within Tettigoniidea. However, previous molecular phylogenetic studies and morphological hypotheses have shown inconsistencies. Although their fossils have been found in Baltic amber, their systematic placement remains unrevealed. This study reconstructed a comprehensive phylogeny integrating both extant and fossil lineages. Initially, we revealed relationships within extant lineages through molecular phylogenetics including all extant subfamilies for the first time. Subsequently, using a cladistic approach based on morphology, we confirmed the systematic position of fossil taxa †Protroglophilinae with a report of a new species. Integrating molecular and morphological phylogeney by total evidence tip-dating, we present the comprehensive phylogeny of Rhaphidophoridae considering both extant and fossil groups.

엽상형 해조류의 간접적인 건중량 추정을 위해 구멍갈파래(Ulva australis), 잎파래(Ulva linza), 개도박(Pachymeniopsis lanceolata), 방사무늬김(Pyropia yezoensis)의 형태적 특성과 생체량의 관계를 분석하였다. 시료는 2017년 2월부터 2018년 12월 까지 남해안 6곳에서 채집되었으며, 총 319개체가 분석에 사용되었다. 엽상형 해조류 네 종의 길이와 생체량에 대한 상대성장 지수는 0.28로 일반적인 1/4(0.25) 지수법칙에 해당하였다. 네 종의 엽체의 표면적과 습중량은 각각 건중량과 유의한 선형관계를 보였으며, 건중량의 94~99%를 설명할 수 있었다. 이 결과는 엽상형 해조류의 표면적 또는 습중량을 통해 개체의 건중량을 매우 정확하게 추정할 수 있다는 것을 의미한다. 이 방법론은 실험실 연구에서 건중량을 직접 측정할 수 없을 때 쉽고 빠르게 활용할 수 있으며, 추가적으로 소요되는 시간과 비용을 절약할 수 있을 것이다.

낙동강 하구에서 연속관측 자료를 바탕으로 담수의 방류와 수온 및 염분의 시간에 따른 반응을 조사하였다. 낙동강 하구 서쪽 해역에 계류형 센서를 설치하고 2017년 4월 1일부터 2018년 3월 31일까지 10분 간격으로 수온과 염분을 측정하였다. 담수의 방류량은 평상시에 200 m3 s-1 d-1 이하로 유지되었으나, 풍수기에는 500 ~ 1000 m3 s-1 d-1 이상의 많은 양의 담수가 빈번하게 방류되었다. 담수의 방류는 대조기에는 간조를 전후하여 발생하였고, 소조기 동안에는 계속적으로 일어났다. 평상시에 수온과 염분은 소조기 동안 큰 변동 없이 안정 되는 경향을 보이는 반면에, 대조기에는 방류주기에 따라 규칙적인 변동을 나타내었다. 연구기간 동안 염분은 평균 29이었으며, 평상시에 염분 농도는 평균 이상으로 유지되었고 일시적인 감소 이후에도 빠르게 회복되었다. 풍수기에는 약 3개월 동안 평균 이하의 저염환경이 지속되었다. 이러한 결과는 담수의 방류량뿐만 아니라 방류의 지속시간과 대량 방류의 빈도가 낙동강 하구의 표층 수온과 염분의 변동성에 영향을 미치는 중요한 요인이 된다는 것을 의미한다.

2015년부터 최근까지 차세대도시농림융합기상사업단에서는 수도권에 위치한 도시기상 관측소에서 관측된 기상 자료(14소), 운고계(2소) 그리고 마이크로웨이브 라디오미터(MWR, 7소) 자료를 이용하여 태양에너지를 산출하였다. 수 도권지역에 위치한 운고계에서 관측된 후방산란계수와 MWR에서 추정된 액상물량을 이용하여 구름광학두께와 운량을 산출하였다. 각각의 원격탐사장비에서 산출된 운량을 태양복사모델에 입력하여 지표면에 도달하는 태양에너지를 계산하였다. 추정된 태양에너지를 관측과 비교한 결과, 중랑과 광화문지점에서는 과소추정이 나타났다. 선형회귀분석한 결과 0.8이하의 기울기를 나타냈고 −20W/m 2의 음의 편차와 120 W/m 2의 평방근오차(RMSE)가 나타났다. 그리고 MWR을 이용하여 추정된 태양에너지의 정확도(평균 결정계수(R 2 )=0.8)와 오차율(평균 RMSE=110 W/m 2 )이 향상되었다. 월별 산출된 운량과 태양에너지는 운고계를 이용하여 산출하였을 때 운량이 0.09 이상 크게 나타났으며 태양에너지가 50W/m 2 이상 낮게 산출되었다. 지점에 따라 차이는 있었으나 대체로 7월과 9월의 RMSE가 50W/m 2 이상 크게 계산되었다. 결과적으로 일누적 태양에너지는 광화문지점에서 가장 높은 상관성이 나타났고(R 2 =0.80, RMSE=2.87 MJ/Day), 구로지점에서 상관성이 가장 낮았다(R 2 =0.63, RMSE=4.77 MJ/Day).

차세대도시농림융합기상사업단의 에너지수지타워 관측자료를 이용하여 수도권 기상과 복사특성에 대하여 분석하 였다. 서울 수도권에 위치한 총 14개 에너지수지타워의 기온, 풍속, 상대습도, 지표면 온도, 강수량, 단파 및 장파 복사 량과 복사관측자료를 이용하여 산출한 알베도와 방출률을 분석하였다. 월별 자료에 따르면, 도시에 위치한 중랑지점에 서 알베도는 낮고 방출률은 높은 특성을 나타냈고 교외지역인 부천지점에서는 반대의 특성이 나타났다. 자연적인 지표 상태에서는 태양복사에너지를 효과적으로 반사하여 대부분 중랑지점보다 알베도가 높게 나타났다. 연 평균 기온이 비교 적 높게 나타난 지점들은 서울 도심에 위치하고 있었으며, 알베도가 대체적으로 낮게 분포되었다. 가좌지점과 뚝섬지점은 관측 기온이 높았지만, 관측소 주변 유리벽 건물 및 한강으로 둘러싸인 환경으로 알베도가 비교적 높게 나타났다. 교외지역에 위치하고, 기온이 낮았던 지점들은 대체로 낮은 방출률을 나타냈다. 그 중 부천지점에서는 다소 높은 방출 률이 나타났는데, 이는 관측지점 주변이 논과 밭으로 구성되어 있어 교외지역의 관측지점보다 지표면 온도가 상대적으 로 낮게 관측되었기 때문이다. 결과적으로 도심지일수록 알베도는 감소하고, 방출률은 증가하는 경향을 확인할 수 있다. 또한, 서울 지역의 순 복사량이 100Wm−2 이하로 나타나 에너지가 대기 중에 흡수된 것으로 볼 수 있다.

최근 이온 교환 고분자 전해질 막을 활용한 고효율 에너지 전환 및 저장 장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 고분자 전해질 연료전지, 레독스 흐름전지 및 역전기투석 등 다양한 에너지 시스템에서 에너지 효율 향상을 위해 이온 교환 전해질 막의 양/음이온의 선택적 수송 거동이 중요시되고 있다. 본 총설은 각각의 고효율 전해질 전지 시스템에 따라 요 구되는 다양한 이온 교환막의 선택적 양/음이온 투과 거동의 한계점을 고찰하고, 한계를 극복하기 위한 다양한 구조의 고분 자 이온 교환 복합막의 장점 및 단점을 정리하였다. 고분자 가교법 및 다공성 지지체 복합막 이외에 다양한 구조의 신규다공 성 무기 나노입자를 유-무기 이온교환 복합막에 도입하는 시도가 이루어지고 있는 동시에, 이온 선택도 향상을 위한 다양한 형태의 표면 개질 방법이 개발되고 있으며, 이를 통해 이온 교환 복합막의 선택적 양/음이온 거동의 한계를 극복하는 전략을 제시하고 있다.

Seagrasses, sea flowering plants, comprise approximately 60 species globally and are often called ‘ecosystem engineers’ because they create their own habitats by modifying the surrounding environments, which provide coastal zones with a number of crucial ecosystem services. Zostera marina (the common name ‘eelgrass’) is one of the seagrass beds-forming species distributed widely in northern hemisphere including the Korean coast, which plays a pivotal role in ecosystem as a primary producer and a nursery habitat or refuge for other marine organisms. However, due to global climate change and anthropogenic activities such as reclamation and dredging, there has recently been a drastic decline in population sizes of Z. marina in Korea. In order to develop effective conservation and restoration management programs of Z. marina populations, it would be helpful to consider all biological aspects of this species such as genetic characteristics as well as ecological and physiological features. This study first provides information on genetic diversity and genetic structure of Jeju Island and Namhae populations of Z. marina, which will contribute to the establishment of appropriate conservation and restoration management plans for future persistence of this species. Using six microsatellite markers, we investigated the level of genetic diversity and genetic structure among 10 geographic populations of Z. marina inhabiting Jeju Island (Hamdeok, Tokki-seom, Sungsan, Woljeong, Ojo) and Namhae (Gamak bay, Jindong bay, Nampo, Anggang bay, Geoje) on the southern coast of Korea. The level of genetic diversity within Jeju populations (mean allelic richness [AR]: 1.57 ~ 3.09) was found to be significantly lower than Namhae populations (AR: 3.09 ~ 4.29) (Mann-Whitney U-test, P < 0.05). These findings suggest that effective population sizes (Ne) of Jeju populations are generally smaller than those of Namehae populations. Within Jeju Island, Hamdeok population had the smallest population size (coverage: 138 m2) and the lowest genetic diversity (AR: 1.57), while Ojo population had the largest population size (coverage: 275,736 m2) and the greatest level of genetic diversity (AR: 3.09). Hamdeok population showed evidence of genetic bottleneck. These results again suggest that Ne of Jeju populations is generally low (except Ojo population). Among Jeju populations, all pair-wise comparisons of FST values (i.e., degree of genetic differentiation) were highly significant (FST = 0.0612 ~ 0.7168, P < 0.001) despite Jeju populations that were geographically closely located, indicating that these local populations are genetically divergent, probably due to a lack of gene flow among the populations. The observed strong population structure was substantiated by evidence that five genetic clusters are most likely, based on population assignment test (STRUCTURE). The Mantel test showed a positive relationship between genetic distance (FST) and geographic distance (km) across all the populations sampled (R2 = 0.4118, P < 0.05), suggesting that our data follow Isolation By Distance (IBD) model. Woljeong population revealed the highest level of FST values compared to other populations within Jeju Island in IBD. STRUCTURE and factorial correspondence analysis (FCA) further showed that some Woljeong individuals included genotypes of Namhae populations. Population size of Woljeong (coverage: 310m2) was approximately 50 % smaller than that of Sungsan (coverage: 841m2); however, extent of its genetic diversity (AR: 2.39) was even higher than that of Sungsan population (AR: 1.77). We speculated that Woljeong population underwent a transplantation from Namhae populations with relatively higher level of genetic diversity. FST values within Namhae populations were relatively lower (compared to within Jeju Island) despite the populations that were geographically more distant. It means that level of gene flow is higher among Namhae populations than among Jeju populations. Z. marina is known to have different life histories by water depth. In subtidal zone (deep water depth) populations predominantly undertake sexual reproduction through seeds such as annual life history, whereas those of intertidal zone (shallow water depth) undertake both sexual and asexual reproductions through horizontal rhizomes i.e., perennial life history. STRUCTURE analysis showed no clear differences between shallow and deep populations at Namhae, but some FST values were statistically significantly different despite their low values. For Geoje population sampled in 2005, intertidal and subtidal populations were not significantly different (FST = 0.0045, P = 0.033), but these populations sampled in 2015 showed a significant difference (FST = 0.0328, P < 0.001). It means that genetic structure of Geoje has been changed over the 10 year period between shallow and deep populations. Overall, the Jeju and Namehae populations analyzed in the current study have relatively low levels of genetic diversity and distinct genetic compositions, which warns the message that this ecologically important species should be conserved separately in the local populations and with high priority. We propose that future conservation and restoration plans for seagrasses should consider genetic characteristics particularly because a close relationship between genetic diversity and ecological performance in marine species has been well documented.

In this study, we investigated the effect of geographical variations on Sargassum thunbergii morphology to make a taxonomic reconsideration about infraspecific taxa in this species. In order to examine the morphological characteristics of S. thunbergii, total 27 matured and morphologically intact thalli were collected from the east, west and south coast in spring 2011. Interestingly, it was observed that the species populations on the west coast were characterized by short, thin and coarse thallus, and soft texture. However, the populations on the east coast showed thicker thallus, larger leaf and vesicle, and tougher texture. Thallus height of S. thunbergii was found to be similar at both east and west coast. Further, the height of the thallus and lateral branch of the species populations residing south coast were highest whereas the size of leaf and vesicle are shortest, in comparison with east and west coast species. Although morphological characteristics of the north east coast populations corresponded to the original description of S. thunbergii f. latifolium, we could not find exact morphological features and diagnostic characters to distinguish form in S. thunbergii. These results indicated that it is not the optimal characteristics to identify infraspecific form in this species. In contrast, morphological variations may signify the adaptation of this species to local environmental factors. Thus, we recommend that intraspecific morphological variation of S. thunbergii should be carefully used to identify infraspecific taxa.