제주도산 작은땃쥐 Crocidura shantungensis의 형태학적 특성 및 유전적 다양성에 관한 연구

Abstract

본 연구는 제주도에 서식하는 작은땃쥐 Crocidura shantungensis 의 형태학적 특성과 유전적 다양성을 밝히기 위하여 이루어졌다. 형태학적 분석은 제주도, 한반도, 울릉도에서 채집한 57개체, 분자유전학적 분석은 제주도에서 채집한 27개를 이용하였다.

1. 제주도에 서식하는 작은땃쥐의 형태학적 특성 암수 간 성적크기이형 현상을 분석하기 위하여 외부형태학적 형질 5개와 두개골 형태학적 형질 16개의 측정치를 비교하였다. 뒤통수뼈-앞니 사이의 길이(CIL)에서 암수 간 유의한 차이를 나타내었고, 나머지 형질에서 암수 간 유의한 차이는 나타나지 않았다(t-test, p>0.05). 제주도, 한반도 그리고 울릉도에서 채집한 개체의 두개골 및 하악골 측정치에 대하여 주성분분석(PCA)과 정준판별분석(CDA)한 결과, 제주도 개체군은 타지역 개체군과 명확히 구분되었으며, 두개골의 형태가 큰 것으로 나타났다.

2. 제주도에 서식하는 작은땃쥐의 유전적 다양성 분자유전학적 분석은 mtDNA CYTB 유전자 402bp 절편을 이용하였다. NJ(neighbor-joining) tree에서 제주도에 서식하는 작은땃쥐의 모계계열은 J1-J4, 4개의 cluster로 구성되어 있는 것으로 나타났다. J4 cluster의 경우 대륙(러시아, 몽골 그리고 한반도)집단과 100% 동일한 서열이었고, J1, J2 그리고 J3 cluster는 제주도에서 채집한 개체들로만 구성되었다.

제주도와 한반도 및 울릉도 작은땃쥐 사이의 두개골 형태학적인 차이는 지리적인 격리에 의한 것으로 판단되며, 섬 지역의 소형포유류는 형태가 커지게 되는 반면에 대형포유류는 소형화된다는 가설인 "Island Rule"을 뒷받침하는 것으로 볼 수 있다. 본 연구의 결과, 제주도에 서식하는 작은땃쥐는 아종 수준의 분류가 가능할 것으로 사료된다. 분자유전학적 분석 결과는 작은땃쥐가 여러 가지 경로로 제주도로 유입되었을 가능성을 제시하며, 이를 규명하기 위하여 동아시아 지역 작은땃쥐의 계통 유연관계에 대한 면밀한 검토가 필요하다.

This study was carried out to investigate the morphological characteristics and genetic diversity of Asian white-toothed shrew Crocidura shantungensis inhabit Jeju Island. Morphological analyses were performed based on fifty seven specimens collected from Jeju Island, Korean Peninsula and Ulleung Island. Molecular analyses were based on twenty seven specimens from Jeju Island.

1. Morphological characteristics of C. shantungensis from Jeju Island To investigate the sexual size dimorphism in Jeju population, five external body and sixteen skull characters were statistically compared. Results showed that it was only found in condylo-insicive length(CIL), and the other characters were not significantly different between sexes(t-test, p>0.05). Principle component analysis(PCA) and canonical discriminant analysis(CDA) were conducted on cranial and mandibular measurements of three regional specimens. Results showed a clear separation of specimens from Jeju Island, and the size of skull was significantly larger than those of other populations.

2. Genetic diversity of C. shantungensis from Jeju Island Molecular genetic analyses were conducted using 402-bp nucleotide sequences of mitochondrial DNA cytochrome b(CYTB) gene. Neighbor -joining(NJ) tree based on genetic divergence showed that the maternal lineage of C. shantungensis of Jeju Island population would be consisted of four distinct clusters, J1-J4. Especially, J4 cluster showing 100% identities with those previously reported from other localities including Korean Peninsula, Mongolia and Russia. But J1, J2 and J3 clusters had the CYTB sequences obtained from Jeju Island.

Morphological differences on skull among Jeju Island and other regions of Korea may due to the geographical isolation, and may supported "Island Rule", the hypothesis that small mammals evolve to be larger in island, whereas large insular mammals dwarf. Moreover, these results suggested that C. shantungensis inhabit Jeju Island could be classified as a subspecies. As a result of molecular genetic analyses, C. shantungensis may have introduced through several routes into Jeju Island from continent. These result indicated that detailed investigation on phylogeny of Asian white-toothed shrew across east Asia might be needed.