Three species, Luciola unmunsana and L. papariensis, endemic to Korea and L. tsushimana, endemic to Japan, have been taxonomically controversial whether they are independent or a single species for a long time. Therefore, we examined genetic diversity and evolutionary history of these species as well as including the related congeners using COI gene sequences (DNA barcoding region). Interestingly, we found seven paraphyletic groups from three species: two paraphyletic groups from L. papariensis, three paraphyletic groups from L. unmunsana and two paraphyletic groups from L. tsushimana. Among them, the group III of L. unmunsana collected from Jeolla-do province has never been recognized in the previous studies. A molecular clock analysis indicated that the origin of the major lineages of L. unmunsana, L. papariensis and L. tsushimana occurred between ~5.62 to 3.16 Ma. The origin of the major lineages of the group II and III of L. unmunsana, the group II of L. papariensis and the three groups of L. tsushimana occurred in 3.49 Ma (4.45–2.51 Ma, 95% HPD), which is consistent with the final disconnection of Japan from Korean Peninsula. The subsequent divergences of these paraphyletic groups clearly showed they have undergone allopatric speciation associated with geologic events in Korea and the sea level changes between Korea and Japan.

반딧불이 성충의 개체군 조사방법은 크게 Mark-recapture method (MR)와 Flash counting method (FC)로 구분된다. 그러나 MR법은 오랜 시간과 노력이 요구되어 대부분의 조사는 FC법을 이용하고 있다. 본 연구는 두 조사방법의 차이와 상관성을 분석하여 각 조사방법의 효율성을 파악하고자 한다. 애반딧불이 성충의 조사는 경북 안동시 남선면 일대에서 2012년 6월부터 2013년 7월까지 총 33회 실시하였다. MR법을 이용한 결과 총 3,051개체가 조사되었으며, 비행하는 개체수의 암·수 비율은 약 1:9, 휴식하는 개체수의 암수 비율은 약 3:7로 나타났다. 비행 및 휴식하는 암·수 개체수의 상관성을 분석한 결과 2012년 조사 시 휴식하는 개체의 상관관계는 0.809, 비행하는 개체는 0.677로 상관성이 높은 것으로 나타났다(p<0.01). FC법으로 조사한 결과 비행시 관찰된 개체는 총 903개체, 휴식시 관찰된 개체는 총 1,166개체가 조사되었다. MR법 및 FC법의 상관관계 분석을 실시한 결과 2012년과 2013년 조사시 휴식하는 개체수의 상관관계는 각각 0.904, 0.831, 비행하는 개체수는 0.942, 0.960으로 상관관계가 높게 나타났다(P<0.01). 조사방법에 따른 휴식 및 비행하는 개체에 대한 회귀분석을 실시한 결과 2012년 및 2013년 휴식하는 개체는 결정계수(r2)가 각각 0.8180, 0.6910, 비행하는 개체는 각각 0.8882, 0.9221로 높게 나타났다(p<0.001). 따라서 약 2~3년간 MR법과 FC법을 병행하여 실시한 후 FC법으로 전환한다면, 애반딧불이 개체군 유지에 필요한 기본 정보를 파악할 수 있을 것으로 판단된다.

We studied the inhabited environment of aquatic lampylid species, Luciola lateralis, in Andong-si (rice paddy type), Bonghwa-gun (rice paddy type) and Cheongsong-gun (stream type) from 2010 to 2012. Totally, 5 species (Gabbia misella, Semisulcospira libertina, Radix auricularia, Physa acuta, and Hippeutis cantori) in rice paddy habitats, and 4 species (S. libertina, S. forticosta, R. auricularia, and H. cantori) in stream habitats can be edible by larval L. lateralis. We selected 2 species, S. libertina and P. acuta which can be the main food resources for larval L. lateralis in paddy and stream habitats, and individually reared the L. lateralis larvae with each other edible species. After the individual rearing, we analyzed the head sizes of each larval exuviae. There is no significant difference in the 1st instar larval size (P>0.05) between the kind of provided feed (S. libertina and P. acuta). In case of 2nd instar larvae, the head size was bigger when P. acuta was provided as the feed (P<0.05). In case of 3rd and 4th instar larvae, the head size was bigger when S. libertina was provided as the feed (P<0.05). In the analysis of size of L. larteralis adult according to inhabited environment, the adult size was found to be bigger at stream type environment than rice paddy type (P<0.01).

실험실 내에서 계절의 변화에 따른 애반딧불이(Luciola lateralis)의 계절적 특성을 조사하였다. 그 결과 산란 수는 겨울 162.0±8.67개, 봄 226.9±15.84개, 여름 166.6±9.3개였다. 산란 기간은 겨울 6.9±0.59일, 봄 16.1±1.10일, 여름 8.2±0.61일 이였다. 산란 간격은 겨울 2.5±0.22일, 봄 3.9±0.25일, 여름 2.3±0.14일 이였고, 산란 횟수는 겨울 3.1±0.17회, 봄 4.1±0.29회, 여름 3.9±0.23회 이였으며, 일회 산란 수 겨울 52.2±4.56개, 봄 55.9±4.38개, 여름 42.2±3.76개였다. 난기간은 겨울 25.3±0.13일, 봄 29.6±0.18일, 여름 26.8±0.09일 이였으며 부화하는데 걸리는 기간은 겨울 3.0±0.28일, 봄 6.4±0.50일, 여름 4.6±0.32일 이였다. 알의 부화율은 겨울 99.9%, 봄 99%, 여름 100%이였다. 계절별 성충 수명은 겨울 암컷 15.8±0.15일, 수컷 20.8±0.21일 이였으며, 봄 암컷 18.0±0.31, 수컷 21.4±0.37일 이였고, 여름 암컷 16.7±0.43일, 수컷 16.3±0.74일 이였다. 또한 성충의 평균 수명을 보면 겨울 17.9±0.14일, 봄 19.7±0.25일, 여름 16.5±0.43일 이였다.

This study was conducted to investigate the relationship between the climbing up event of Luciola lateralis larvae and water temperature. In the laboratory condition, the larvae did not come out of water at constant temperature condition of 19.3 ± 0.3℃ and tried to climb up at varying temperature condition of 20~22℃ (mean temperature 20.9 ± 0.9℃) without success. However, they climbed up at constant temperature condition of 20.8 ± 0.6℃. The frequency of the larval climbing up was highest as 63.6% at 20~21℃. The most larvae climbed up at approximately 21℃ of average daily water temperature, In the natural condition, the larvae climbed up at 19.8~21.7℃ and the frequency of the larval climbing up was high as 80.4% at 20~21℃. The larval climbing up was also little observed at 19~20℃ at which no larval climbing up was found in the laboratory experiment. No larvae attempted to climb up when water temperature was below 19℃ and above 22℃. It took 18 days from climbing up of larvae to appearance of adults. In its habitat, the range of water temperature required for larvae to climb up is assumed to be 19.6~21.8℃ and the most suitable water temperature may be 20.4 ± 2.3℃. Therefore, the range of water temperature required for larvae to climb up is assumed to be 19.8~21.7℃, and the suitable water temperature range for larvae may be 20~21℃, and the most suitable temperature is thought to be 21℃.

The Luciola lateralis larva took 5.3 days from climbing on the land to the pupal cocoon formation. It took 6.6 days for a larva to eventually transform to a pupa after building a pupal cocoon. The size of pupal cocoon was 10.1 ㎜ in length, 4.7 ㎜ in width and its wall thickness was 1.3 ㎜. The mean pupal period was 10.5 days. The adult stayed 6.8 days in the pupal cocoon before escaping the cocoon. The peak adult emergence appeared around 9 p.m., and decreased after 10 p.m. The optimal soil temperature for emergence was 23.4℃. The female adult of the natural population (Nat-type) lived shorter, laid fewer eggs, and the oviposition frequency was fewer than that of the Lab-type individuals. However, a few individuals from the natural population laid 200-400 eggs. The less number of oviposition in the natural population may be due to the fact that the female adults might lay eggs before the collection for the experiment.

Toxicity of 10 registered insecticides and 6 fertilizers were tested against 3<SUP>rd</SUP> larva and adults of Korean firefly, Luciola lateralis Motschulsky (Coleoptera: Lampyridae). All experiments were tested at the recommended concentration of each inescticides by producer. MEP, PAP, Acephate, Fenthion, and Diazinon, which were organophates, a mixtures combined with Burofezin fenobucarb, Cartap ･･ buprofezin, and Thiamethoxam (Neonicotinoids), Fipronil (Phenylpyrazoles) showed more 80.0% mortality on larva and adults of L. lateralis. However, tebufenozide (I.G.R) showed low mortality of 33.3%. LC₅₀ (ppm) value of Assit, Cartapㆍbuprofezin, Fenthion and PAP were showed 1.03 ppm, 1.90 ppm, 10.26 ppm, 0.98 ppm, respectively, against 3<SUP>rd</SUP> larva of L. lateralis. Effects against eggs showed very high toxicity. Otherwise, tebufenozide (I.G.R) was showed hatchability of 100%. Toxicity of Urea fertilizer, Ammonium sulfate, Potassium chloride, Fused phosphate, Complex fertilizer and Silicate fertilizer were showed the mortality with 27.3%, 56.7%, 73.3%, 0.0%, 0.0%, 0.0%, respectively, when exposed 72 hrs after treatment.

항온조건이 애반및불이(Luciolalateralig)의 발육과 생식에 미치는 영향을 조사하였다. 난, 유충, 용의 발육기간은 15-3의 범위에서는 온도가 높을수록 참았으며, 1와 35에서는 발육이 되지 많았다. 부화율은 23 93.3%, 91.8%로 23, 에서 부화율이 가장 높았으며, 유충기간은 15에서 341.5 23.2일, 2에서 265.5 17.5일, 에서 250.911.7일이었다. 용기간은 15에서 94.711.5일, 2에서 4179.1일, 에서 18.57.4일이었고, 우화을은 각각 23.3, 89.3, 80.7%이었다. 성충 암컷의 수명은 15에서 18.0일, 2에서 20.4일, 에서 10.7일, 3에서 5.8일이었다. 평균산란수는 다른 온도조건보다 2에서 가장 많았다. 각 태별발육영점온도는 난이 10.6, 유충 14. 그리고 용은 13.1이었고, 유효적산온도는 각각 214.8, 1,564.8, 229.2일도이었다. 세대당 순증식을은(R ) 23에서 177.19로써 가장 높았고, 내적자연증가율은(r )27에서 0.019로 가장 높았다. 이 결과로써 애반딧불이의 발육과 생식에 적합한 온도는 2에서 이었다.

본 연구는 파파리반딧불이 (Hotaria papcrinsis), 애반딧불이 (Luciola lateralis) 및 늦반딧 불이 (Pyrocoelia fufa)등 국내 주요 반딧불이 종의 유전적 분화 및 계통분류학적 관련을 파악하고자 하였다. 이를 위하여 mtDNA의 COI유전자 및 16S rRNA유전자 일부의 염기서열 (각 403bp 및 490bp~504bp)을 분석하였으며 아울러 GenBank에 등록된 일본 반딧불이 29종(반딧불이과 27종, 홍반딧과 1종 및 Rhagophthalmus과 1종)의 16S rRNA유전자의 동일부위 염기서열을 사용하였다. 국내 세 종간의 COI및 16S rRNA유전자의 염기서열 그리고 COI유전자의 아미노산 분화정도를 비교한 결과, 반딧불이아과(Lampyrinae)의 늦반딧불이는 애반딧불이아과(Luciolinae)에 공통적으로 속해있는 애반딧불이 및 파파리반딧불이와 다소 큰 유전적 차이를 나타냄으로 기존의 분류학적 위치를 확인하였다. 16S rRNA유전자의 염기서열을 이용, PAUP과 PHYLIP에 의한 계통분류학적 분석 결과, 우리 나라 애반딧불이는 일본 애반딧불이와 강력한 단일그룹을 형성하였으나 이들간 상당한 유전적 차이 (2.9%의 16S rRNA유전자 염기분화율)를 보였다. 국내 두 지역의 파파리반딧불이는 일본 대마도 고유종인 H. tsushimana와 같은 계통그룹을 형성하였으므로 Hotaria란 속명의 사용이 타당해 보이나 파파리반딧불이는 지역 개체간 자매분류군을 형성하지 않으므로 이에 대한 추가 연구가 요망되는 실정이다. 마지막으로, 국내 늦반딧불이 지역 개체가 일본 늦반딧불이와 강력한 단일 계통그룹을 형성한 점으로 미루어 Pyrocoelia란 속명의 사용은 타당해 보이나 다른 모든 늦반딧불이로부터 큰 유전적 거리론 보인 제주도 개체에 대한 추가적인 연구가 요망되는 실정이다. 결론적으로, 국내 반딧불이 종들은 일본에서 공통적으로 발생하는 반딧불이종 또는 속과 아주 강력한 계통그룹을 형성하였으므로 기존의 계통관련 연구를 지지하고 있는 실정이다.

애반닷불이 (Luciola lateraιs Mot.) 성충과 유충 발광기관의 현미경 관찰결과와 발광기관과 신경계의 관계는 다음파 같다. 유충의 발광기관은 복부 8번째 마디 좌우 등쪽 측면에 한 쌍이 존재하였으며 복부 8번째 신경 절로부터 나온 한쌍의 말초신경에 지배받는다. 발광기관의 모양은 구형 혹은 구형과 유사한 형태이며 발광기관 주변에는 과립들이 있었다. 이러한 과립들은 유충령기가 높아갈수록 많아져 용화하기 위하여 지상에 상륙한 유충의 경우, 하나의 층을 형성하고 있는 것처럼 보였다. 그리고 발광기관에는 근육이 존재하며 기관과 기관소지도 발견되었다. 성층의 발광기관은 수컷의 경우 복부 5, 6째 마디에 있으며 암컷의 경우는 5째마디에만 존재했다. 성충의 발광기관은 발광세포 충(약 70의 두께)과 반사충(약 40의 두께)으로 구성되어 있었다. 그리고 유충의 발광기관 에서는 볼 수 없었던 기관지소기관(tracheal end organ)이 존재하였다. 복부 5째 마디의 발광기관 은 복합신경절 (유층의 6째, 7째,8째 복부마디의 신경절들이 융합된) 앞쪽에서 나온 두 쌍의 말 초신경에 의해 지배되며, 복부 6째 마디(수컷)의 발광기관은 복합신경절의 뒤쪽에서 나온 한쌍 의 말초신경에 지배받는다.