시민과학풀씨 활동게시판

○ 팀 구성원 : 전종윤, 정대철
○ 팀 소개 :
서울대학교 수의과대학 수의과학연구소 산하의 한국야생동물유전자원은행, (사)천연기념물동물유전자원은행 연구팀으로, 국내 야생동물의 유전적 다양성 파악과 유전적 집단구조 연구를 수행하고 유전자원을 수집, 보관하는 데에 전문성을 가지고 있다.

 

Ⅰ. 연구 프로젝트 소개

도시화(Urbanization)가 야생동물에 미치는 악영향은 현재까지 오랜 기간 우려의 대상이 되어왔으나 충분한 연구가 진행되어 오지 못하였다. 이는 도시화를 주제로 한 연구가, 기초적인 생태나 집단유전학적 연구가 우선적으로 선행되어야 가능한 탓에 학계 전반의 우선순위에서 밀렸을 뿐만 아니라 그러한 선행 기초연구가 완료된 생물종 자체가 적었기 때문으로 파악된다. 그러나 도시화 이후 야생동물들이 받은 영향이 점차 드러나기 시작하고 도시화에 대한 인식이 높아지면서 최근에는 이에 대한 연구가 활발해지고 있는 추세이다.

 

1. 프로젝트 요약

• 도시화에 의해 야생동물들이 받는 영향으로는 서식지의 파편화(habitat fragmentation), 이동의 제한(limited migration)과 그에 따른 유전적 교류의 감소(reduced gene flow), 인간과의 충돌(conflict with human), 개체군 크기의 감소(population decline), 생물다양성의 감소 혹은 단순화(simplified biodiversity) 등이 지적되어왔다. 특히, 도시에 사는 양서류와 일본에 서식하고 있는 도롱뇽속(Hynobius)의 도롱뇽에서도 도시화에 의한 유전적 다양성의 감소, 유전적 교류의 감소가 확인된 바 있다. 이러한 도시화의 악영향을 고려할 때, 점차 야생동물들의 자연 서식지가 도시 지역으로 개발되어 사라지고 있는 최근 국내의 상황은 도시화의 실제 국내 사례에 대한 연구가 시급한 상황이다.

 

2. 연구목표

• 본 연구에서는 고리도롱뇽(Hynobius yangi)을 통해 도시화에 따른 유전적 다양성의 영향 여부를 확인해보고자 한다. 고리도롱뇽은 한국고유종이자 멸종위기 2급 야생생물로서 부산, 양산, 울산 울주군 등 일부 지역에만 제한적으로 서식하고 있어 높은 멸종 위험성에 놓여있는 종이다. 더욱이 서식 지역에 대한 개발 압력이 매우 높은 상황이어서 점차 서식 범위가 줄어들고 있는 실정이다. 따라서 도시화가 이 종에 미치는 영향에 대한 파악이 더욱 절실하다고 볼 수 있다.

 

3. 연구방법

• 비슷한 면적(약 57 ㎢, 구글맵 기준)과 둘레(32 ~ 33 km, 구글맵 기준)를 가지는 산림지역과 도시지역에서 확보한 각 6개 집단, 총 약 100 개체씩 (집단별 8 ~ 20개체)에 대하여 실험과 분석을 진행할 계획이다. 분석에서는 기본적인 유전적 다양성의 지표들(Allelic richness, heterozygosity 등) 뿐 아니라, 지역 내 혹은 집단 내 근친교배 계수인 FIS, 지역 내 집단간 이주 개체수(Nm)와 유효 개체수(Ne), 지역 전체 혹은 지역 내 집단 간 유전적 분화 정도의 지표인 RST와 FST, 집단구조의 뚜렷함 정도(Analysis of Molecular Variance), 각 집단의 병목현상(Bottleneck) 여부 테스트, 집단간 유전적 장벽(Genetic barrier)의 지리적 위치와 강도, 베이시안 분석 (Approximate Bayesian Computation) 기법을 활용한 고리도롱뇽의 개체군동태학적 분화 역사 등을 확인하여 산림지역과 도시지역의 차이를 비교해보고자 한다. 필요하다면 각 수치들에 대하여 기초 통계학적 분석을 통해 통계학적 유의성까지 확보하고자 한다.

 

4. 기대효과

• 도시화에 따라 고리도롱뇽이 집단유전학적으로 어떠한 구조적 차이를 보이는지, 유전적 다양성에 변화가 나타나는지 확인할 수 있다.
• 시민과학자들이 멸종위기 고리도롱뇽에 대해 익히고 데이터 수집, 문헌 조사 등 실질적인 연구과정에 참여할 수 있다.

 

 

Ⅱ. 경과보고

1. 연구 프로젝트 경과 (시기 별로 진행 경과 상세히 작성)

1) 시민과학자 대상 교육

• 2020년 7월 1일 - 집단유전학의 이론 및 고리도롱뇽의 생태에 관한 온라인 기초 강연
• 2020년 7월 5일 - 울산광역시 소재 묘림사 근처에서 도롱뇽류 유생 조사 및 관찰
• 2020년 8월 1일 - 부산광역시 소재 불광사 근처에서 도롱뇽류 유생 조사 (관찰은 실패)

 

2) 팀 연구회의

• 팀원 간에는 유전자 마커 개발과 관련해 상시 회의를 진행하고 있으며, 9월 초 현장 데이터 수집을 위해 시민과학자 두 팀과 데이터 수집 방법 등에 대해 논의하였다.

 

3) 팀 현장답사

• 2020년 7월 4일~5일 및 7월 31일~8월 2일 데이터 수집과 현장교육 사전 답사를 위해 연구자가 현장답사를 진행하였다.

 

2. 연구 성과

1) 시민과학자 주요 역할 (본 연구 프로젝트에서 수행하는 역할과 내용, 지금까지 수행한 결과 요약 등)

• 온라인 교육과 현장 교육을 통해 과학 연구의 진행 과정 및 본 연구의 주제인 집단유전학과 연구 대상인 고리도롱뇽에 대해 학습하였다.
• 매달 두 팀의 시민과학자들을 각각 산림지역과 도시지역으로 파견하여 각 3개의 서식지에 대한 수생환경 특성을 측정하고 추후 매달 측정된 데이터를 통계적으로 비교하여 산림지역과 도시지역의 서식지 특성 차이의 여부를 파악한다. 측정 장비로는 YK-2005WA(Lutron)를 활용할 것이며 측정 수치로는 수온, 수중 pH, 수중 용존산소량을 측정한다. 동시에, 각 조사 지점에서 유생을 찾아 확인하고 시기별 유생의 발달 정도 역시 함께 비교하여 유전적 분화의 차이뿐 아니라 생물계절학적인 차이도 확인하려 하였으나 코로나로 인해 일정이 밀리면서 유생들이 주변으로 이미 분산하였다.

 

2) 현재까지 성과 및 한계

• 7, 8월 현장 수질 데이터를 수집하였다(연구자).
• 당초 계획은 도시와 산림 지역 각각 6개 사이트에서 수질 데이터를 수집하는 것이었으나 시간적 제약을 고려할 때 각 3개씩의 수집이 가능하였다.
• 또한 코로나로 인하여 시민과학자들의 현장 연구 수행에 추후 차질이 불가피한 상황이다.

 

 

Ⅲ. 중간평가 및 보완사항

1. 중간평가

• 다른 프로젝트에서 병행하고 있는 유전자 마커 개발 과정이 약간 지체되고 있어 본 프로젝트에 활용할 수 있는 마커 수가 계획보다 적어질 우려가 있다.
• 대부분의 시민과학자팀이 수도권에 거주하는 데다, 코로나로 인한 일정 지연이 겹쳐 시민과학자에 의한 연구참여도(현장 교육 및 현장 조사)가 매우 줄어들 수밖에 없었다.

 

2. 보완사항

• 9월 현장 조사팀은 확정되었으나 10월 현장 조사팀을 확정해야 한다.

 

 

Ⅳ. 향후 계획

• 시민과학자팀이 직접 참여하여 9(아침우주네, 예리엘팸), 10월 현장 데이터를 수집할 계획이다.
• 유전자 마커 개발이 끝나는대로 개발된 유전자 마커를 활용하여 산림 지역과 도시 지역 각 6개 사이트에 대한 실험과 분석을 수행할 계획이다.