[스크랩] 나비와 식물과의 관계

▶▶ 나비와 식물과의 관계

출처: http://www.bcck.org/gyosaengsikgwan.htm      곤충과 식물의 관계는 초식자로서 뿐만이 아니라 공생관계에 있는 것으로 알려져 있다. 더욱이 식물군집의 집단방어능력이 밝혀지고 있는 가운데 초식곤충의 먹이식물 섭식행동은 생존에 관한 중요한 문제이다. 특히 나비목 유충의 최대목표는 먹기를 통한 몸집 키우기와 다음세대를 위한 에너지 충만 단계로 매우 중요한 시기이다. 이러한 유충은 먹이식물 섭식과정을 마치면 번데기를 거쳐 성충에 이른다. 성충기 나비목 곤충은 식물 수분에 중요한 역할을 하고 있음은 널리 알려진 사실이다. 최근 초식곤충과 먹이식물간의 다양한 관계 속에서 이론상이나 경험상으로 공진화가 주목받고 있는 가운데 식물과 초식자와 경쟁, 식물의 재생산과 재생전략 등이 곤충의 성장 다양성에서 뒷받침되고 있으나 그 연구는 아직 미약한 편이다.(Hulme 1996)    곤충과 식물의 관계는 식물이 갖고있는 화학성분과 관계가 있으며 나비는 때로는 분류학적으로 관계가 먼 식물이지만 화학적 성분이 비슷한 식물을 먹기도 한다. 따라서 식물의 화학성분은 초식곤충의 먹이 선택에 중요한 역할을 한다(Jaenike 1990). 초식성 곤충은 육상식물의 진화와 군집구조에 많은 영향을 주는 것으로 주장되었다. 일반적으로 초식성 곤충은 먹이식물의 잎과 줄기를 섭식함에 따라서 식물의 성장을 저해함은 물론 열매의 결실도 적어지는 것으로 나타나고 있다. 또한 초식성 곤충의 먹이식물의 선택은 다음을 따르는데[표. 1], 한 시즌 내에서 협식성 곤충이 다양한 식물 중에서 성장과 생존에 알맞은 식물을 선택한다. 나비의 먹이식물 선택은 식물화학성분뿐만이 아니라 부위별 선호현상, 먹이식물의 크기, 촉감, 색 등에 의해서 선택된다.

[표. 1] 곤충 밀도 의존·독립의 생태학적 선택요인(Jaenike 1990) 좁은의미 넓은의미 Density-indenpendent 먹이식물의 특성에 적응, 유전적 배경에 의해서, 종간 먹이경쟁 또는 천적안전공간, 포식자에 대한 저항, 먹이식물과는 비슷하지만 적합하지는 않음, 먹이식물이 풍부함, 먹이식물의 희귀성, 예측 할 수 없는, 유충의 습성에 맞는 작은 목초지, 위험의 분산, 개미와 공생관계     Density-dependent 배우자를 찾기 위하여 먹이식물의 확보를 위하여   종간 경쟁 포식자에 방어반응 병원균에 수적반응

식물의 성장 습성은 나비의 각 단계별 즉 알, 애벌레, 번데기, 성충의 성장과 휴면에 영향을 준다. 봄은 식물의 성장이 시작하는 계절인 동시에 나비가 우화(성충으로 탈바꿈)하는 계절이기도 하다. 이는 곧 성충의 나비가 산란을 하는데 있어서 필요한 식물의 새잎이 나오는 것을 감지하고 있는 것이 분명하다. 야외에서 관찰된 결과 유충의 발생 최고 종 수는 비옆면적이 최대치에 도달하는 시기와 거의 일치하는 것으로 나타나 이는 비옆면적의 값이 크면 초식성 곤충의 식이식물로 이용할 수 있는 연질의 잎이 확보됨을 의미하며(민. 1997) 계절별 다양한 먹이식물은 초식성 곤충의 활동력을 증대시켜준다(Hare 1983). [그림 1]은 나비의 성장곡선과 식물의 성장곡선이 비슷하여 나비가 성장함에 따라서 먹이식물인 기린초도 함께 성장함으로 유충의 먹이부족현상을 극복하였을 뿐만이 아니라 유충은 어린 잎을 선호하여 식물의 위 부분을 먼저 갉아먹는다. 이로 인해 먹이식물은 새로운 측지를 많이 생성하도록 한다. 이는 먹이식물에게 많은 꽃을 피우게 하여 재생을 촉진하는 전략으로 보여진다(김 등 1999). 나비의 먹이식물의 선택은 크게 광식성(여러 가지 식물을 먹는)과 협식성(한 종류의 식물만을 먹는)이 있다. 광식성의 나비는 흰나비과의 배추흰나비, 풀흰나비, 큰줄흰나비는 십자화과 대부분의 식물을 먹는다. 협식성의 나비는 꼬리명주나비로 쥐방울덩굴을 먹이식물로 삼고 있다. 그리고 광식성의 나비가 할지라도 같은 속의 식물을 먹는 경우가 대부분이다. 이는 비슷한 화학적 성분 때문으로 보여진다.   따라서 나비의 섭식식물 선택은 먹[그림 1] 붉은점모시나비와 식물과의 성장관계(김 등 1999)          이식물의 화학적 성분에 의해서 선택되어지고 같은 속의 식물일지라도 각각의 종에 따라서 산란을 유도하거나 억제하는 것으로 나타나 이는 결국 유충의 성장률과 생존율에도 영향을 주는 것으로 나타났다.  (Honda & Hauashi 1995). [표. 2]에서 호랑나비는 F. ailanthoides의 식물에서 생존율이 가장 높게 나타났으며 남방제비나비는 황벽나무에서 가장 높은 것으로 나타났다. [표. 3]에서 역시 먹이식물 종에 따라서 유충의 성장률과 성장기간과 번데기 크기의 차이를 보여주고 있다. [표. 4]의 일본산 애기세줄나비(Neptis sappho intermedia W. B. Pryer)는 서로 다른 3종의 먹이식물에 따라서 유충의 성장속도와 무게의 변화를 보여 먹이식물의 특성에 따라서 유충의 에너지 전환율이 다른 것으로 나타났다(Banno 1984).

[표. 2] 남방제비나비와 호랑나비의 먹이식물 4종에 관한 유충생존율(Honda & Hauashi 1995). 식물명 생존율(%) 남방제비나비 호랑나비 1sta 5sta 1st 5th 귤나무 C. unshiu F. ailanthoides 황벽나무 P. amurnse 상산 O. Japonica 95.8(24)b   96.0(25) 100.0(20) 4.0(20)c 92.3(13) 85.7(14) 100.0(12)   0.0(15) 96.0(25) 95.8(24) 92.3(26)   0.0(25) 93.3(15) 100.0(14)   93.3(15) 11.8(17)d                  a 유충의 령수 b 실험에 사용된 유충수                 c 한 마리의 유충의 2령까지 살았으나 곧 죽었다.                 d 번데기까지 살았으나 번데기는 매우 적었으며 한 마리의 암컷은 매우 적었다.

[표. 3] 배추흰나비 유충의 서로다른 먹이식물 3종에 따른 성장특성. (Ohsaki & Sato 1994) N   Larval survival Males Females   N Duration of larval stage (d) Pupal mass (mg)   N Duration of larval stage (d) Pupal mass (mg) Brassica oleracea Brassica pekinensis Raphanus sativus Rorippa indica Cardamine appendiculata Wasabia japinica Arabis gemmifera Cardamine leucantha* Arabis flagellosa* Arabis hirsuta* 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30   100   100   100   100     83.3     46.7    73.3   100    20.0    66.7 18 18 16 15 12 8 9 22 4 16 11.8±0.9 10.4±0.6 10.7±0.6 10.8±0.8 12.9±1.1 15.0±0.8 23.3±3.7 12.9±1.0 20.1±0.0 13.1±0.8 197.5±22.4 189.4±14.4 189.3±16.4 200.1±18.3 170.9±17.3 129.5±13.0 112.2±18.0 183.5±13.4 136.5±12.1 144.6±19.8 12 12 14 15 13 6 3 8 4 4 11.5±1.0 10.3±0.5 10.6±0.5 11.3±0.9 12.5±0.7 15.7±1.4 22.5±5.9 13.3±0.9 20.0±0.0 14.0±1.4 192.9±21.0 163.2±16.3 168.0±11.8 179.5±12.6 165.2±11.4 122.2±7.3 97.9±15.2 179.0±9.1 126.0±11.6 117.5±11.7 Supplemental plants growing at the other places. Data are means±1 SD.              [표. 4] 애기세줄나비의 건조무게와 에너지량(Banno 1984). 먹이식물 소비량 배설량 소화량 유충의 크기 Wistaria (mg) (cal) 836.4±101.7 (4203.1) 601.0±71.2 (2999.0) 235.3±55.8 (1208.1) 51.0±6.9 (287.1) Pueraria (mg) (cal) 413.6±62.4 (1865.3) 246.6±35.5 (1045.6) 167.0±45.6 (819.7) 55.0±5.2 (309.7) Robinia (mg) (cal) 4.6.6±55.9 (1724.0) 268.9±26.6 (1011.1) 137±52.5 (712.9) 57.6±5.0 (324.3)     그러나 미국산 호랑나비(Battus philenor)는 같은 속 먹이식물간의 유충 성장률이나 질병에 의한 사망률에는 별 차이가 없었으나 분산에 따른 유충의 크기와 생존율의 차이를 보이는 것으로 나타났다(Rausher & Papaj 1983). 애호랑나비는 먹이식물인 족도리 잎면적에 따라서 산란수가 조절되고 주변의 족도리 분포에 따라서 산란횟수가 변화되는 것으로 연구되었다(김 2000). 미국의 호랑나비(Battus philenir)는 먹이식물이 질기고 잎에 영양이 적고 주변에 꽃과 과일이 있으며 키가 큰 초목지를 선호하였다(Rausher & Reeny 1980). 노랑나비 유충의 생활영역 선택은 곤충을 유인하는 물질과 정착물질이 중요한 역할을 하는 것으로 먹이식물의 색과 화학적 냄새에 의해서 선택되어지는 것으로 나타났다(Numata et al 1985). 이렇듯 각각의 나비 종은 종의 특성에 따라서 다른 결과를 보여주고 있음 알 수 있다. 나비와 식물과의 다양한 관계에서 나타난 바와 같이 각각의 종에 따라서 다른 습성을 보여 식물의 생장패턴은 곤충의 생활습성을 결정하는 중요한 요소로 작용한다. 이는 곤충의 산란습성에서부터 나타나 유충과 성충의 생활습성을 결정한다.   참고문헌 김도성 (2000) 애호랑나비(L. puziloi)의 산란습성과 섭식식물 엽량과의 상관관계에 관한 연구. 경산대          학교 대학원 석사학위논문. 김도성, 조영복, 고재기 (1999) 옥천군 지역의 붉은점모시나비(Parnassius bremeri)의 소멸원인과 복          원방안. 한국환경생물학회지. 17(4):467-497. 민병미 (1997) 초식성 곤충유충과 선호 식이식물의 관계. 한국생태학회지. 20(3):163-168. Banno H. (1984) The effect of various plants on the growth and food utilization of the larvae of          Neptis sappho  intermedia W. B. Pryer(Lepidoptera: Nymphalidae). Jap. J. Ecol. 34: 9-14. Hare JD. (1983) Seasonal variation in plant-insect associations: utilization of Solanum dulcamara            by Leptinotarsa decemlineata. Ecological Society of America. 64(2): 345-361. Honda K. & N. Hauashi (1995) Chimical factors in rutaceous plants regulating host selection by            tow swallowtail butterflies, Papilio priteror and p. xuthus (Lepidoptera: Papilionidae). Appl.            Entomol. Zool. 30 (2): 327-334. Hulme PE. (1996) Herbivory, plant regeneration, and species coexistence. British Ecological            Society. Journal of Ecology. 84:609-615. Jaenike J. (1990) Host specialization in phytophagous insects. Annu. Rev. Ecol. Syst. 21:243-273. Numata A., H. Yamaguchi, K. Hokimoto, M. Othani & K. Takaishi (1985) Host-Plant selection by             the yellow butterfly larvae, Eurema hecabe mandarina (Lepidoptera: Pieridae): attractants             and arrestants. Appl. Ent. Zool. 20(3): 314-321. Ohsaki N. & Y. Sato (1994) Food plant choice of Pieris butterflies as a trade-off beween parasitoid             avidance and quality of plants. Ecological Society of America. Ecology. 75(1): 59-68. Rausher MD. & P. Feeny (1980) Herbivory, plant density, and plant reproductive success: The             effect of Battus  philenor on Aristolochia reticulata. Ecological Society of America. 6(4):             905-917. Rausher MD. & DR. Papaj (1983) Demoraphic consequences of discrimination among conspecific              host plants by Battus philenor butterflies. Ecological Socitey of America. Ecology. 64(6):              1402-1410.

출처 : 중국 주마간산기(走馬看山記) 2008

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