제주도에 서식하는 Rattus 속의 형태학적 특성과 서식지 예측 및 관리방안

Abstract

이 연구는 제주도에서 채집된 Rattus 속 2종 R. norvegicus와 R. tanezumi의 형태학적 분류와 서식지 특성을 밝히기 위하여 R. tanezumi의 외부형태 및 두개골 형질에 대한 성적 크기이형, R. tanezumi와 R. norvegicus의 외부형태 및 두개골 형질의 차이, Maxent 분석을 통한 서식지 예측 연구를 수행하였다. R. tanezumi와 R. norvegicus 시료 및 자료는 제주도 내 Rattus 속이 서식할 것으로 예상되는 축사, 항구, 시내, 과수원, 쓰레기 매립장, 마을, 돈사 등에 트랩을 설치하여 포획하거나 관찰된 개체를 대상으로 하였다. 우리나라에서 R. tanezumi는 처음 R. rattus로 기록된 후 관용적으로 R. rattus로 쓰여온 것으로 추정된다. 하지만, 선행연구에서 형태학적, 유전적 검토, 문헌 검토를 통해 R. rattus의 R. tanezumi 정정을 주장한 바와 같이 이 연구에서도 R. rattus를 R. tanezumi로 정정하는 것이 타당할 것으로 판단된다. R. tanezumi의 암컷과 수컷의 외부형태 및 두개골 형질은 BW를 제외한 HBL, TL, EL, HFL 4가지 형질에서 SSDI가 더 크게 나타났으나, 통계적 유의성은 나타나지 않았다(p>0.05). 두개골 형질에서도 총 23가지 형질 중 Lm1-3을 제외한 22가지 형질이 수컷에서 더 큰 경향을 나타냈으며, 그 중 7가지 형질에서는 유의적인 차이가 나타났다(p<0.05). 성적 크기이형이 나타나는 것은 성선택, 운동능력, 균형감각 향상, 식이 및 환경적 압력의 제약 등으로 인하여 나타난 결과로 판단된다. R. tanezumi와 R. norvegicus 두 종간 외부형태와 두개골 형질을 비교하였을 때, 외부형태 형질에서는 R. tanezumi가 R. norvegicus보다 더 큰 결과를 나타냈으며, 통계적 유의성은 TL과 EL에서 나타났다(p<0.05). 두개골 형질에서는 23가지 형질 중 7가지 형질은 R. tanezumi가 크게 나타났으나, 나머지 16가지 형질에서는 R. norvegicus가 더 크게 나타났으며, 통계적 유의성은 7가지 형질에서 나타났다(p<0.05). 이러한 결과는 R. tanezumi는 곡식, 견과류, 과일 등 딱딱한 음식을 선호하는 반면, R. norvegicus의 경우 잡식성으로 서로 선호하는 음식이 다른 식습관의 차이에 의해 나타난 결과로 판단된다. 이 연구는 7가지 형질에서의 통계적 유의성이 나타나 R. norvegicus와 R. tanezumi의 분류에 있어 의미를 가질 수 있을 것으로 판단된다. Maxent 분석의 신뢰도인 AUC 값은 0.924로 분석되어 신뢰할 수 있는 자료로 판단되며, 서식지 예측에 기여한 환경변수는 18가지 모두 기여하였다. 기여도 순서 중 높게 나온 4가지 환경변수는 교통지역으로부터의 거리, 토지피복도, 임상도, 클린하우스로부터의 거리 등으로 나타났는데, 이는 Rattus 속 동물들은 운송수단에 의해 다른 지역으로 이동되고, 지하창고, 하수구 등 습윤한 지역과 작물 등을 저장하는 곡물창고 등을 선호하고, 음식은 과일, 곡물, 음식물 쓰레기 등을 주로 섭식하여 나타난 결과로 판단된다. 서식지 예측도에서 서식지로서 적합하게 예측된 지역의 토지이용을 살펴보면, 도로, 주거지, 상업지, 농경지, 골프장, 방목장, 묘지, 공원, 항구 등에서 서식확률이 높을 것으로 예측되었다. 서식지 적합도와 환경변수 기여도를 살펴보았을 때 인간의 활동 범위와 매우 밀접한 공간과 환경변수가 나타나 Rattus 속의 서식은 인간과의 관계가 매우 밀접한 것을 보여주는 결과로 해석할 수 있겠다. Rattus 속 동물 중 현재 우리나라에 서식하는 종들은 모두 인간의 선박기술 등이 발전하면서 전 세계적으로 퍼진 종이다. 따라서, 외래종의 추가 이입을 막기 위해서는 항구에서 관리가 필요하며, 항구에서의 관리는 외래종의 Biosecurity 및 감시를 통해 섬으로의 추가 이입을 막는 것이 우선시 되어야 할 것이다. 따라서, Rattus 속의 추가 이입을 막기 위하여 출입구가 될 수 있는 항만 및 포구에서 질병에 관한 감시체계와 함께 외래종의 이입에 대한 감시체계를 보다 강화하여야 할 것이다. 제주도는 구역이 한정적인 섬이라는 환경의 특성을 이용하여 구역을 나눠 전문가를 통한 개체수 추정, 확산 추이 등을 분석하고 축적하여 개체군이 포화단계로 진행되기 전 통제가 이루어져야 하므로 전문가의 집쥐 포획 및 관찰에 관한 상시 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. 또한, 자연생태계에 이입될 경우 인수공통 전염병의 매개체로 자연환경에 서식하는 토종 설치류에 영향을 미칠 수 있고, 서식영역 침범으로 제주도 개체군에 위협을 가할 수 있을 것으로 사료되므로 자연환경으로 확장된 Rattus 속 개체군은 확장 전 Rattus 속 동물이 확인된 자연환경을 중심으로 전문가를 통한 상시 모니터링 및 포획 등의 관리가 필요할 것이다. 본 연구의 결과들은 제주도 내에 서식하는 Rattus 속 관리방안의 기초자료로 이용될 수 있을 것이며, 제주도에 이입되었거나 앞으로 이입될 외래 소형포유류의 형태학적 특성과 서식지 예측의 모델로써 이용될 수 있을 것으로 기대된다.| This study compared and analyzed the sexual size dimorphism of Rattus tanezumi and the external morphology and skull differences between R. tanezumi and R. norvegicus. Additionally, this study predicted their habitats through Maxent analysis to identify the morphological classification of R. norvegicus and R. tanezumi, an alien species introduced to Jeju Island, and the characteristics of their habitat. This study used the data and specimens stored in the Zoological Laboratory of Jeju National University from April 2005 to December 2018. In addition, the collection and observation were carried out in Jeju-do by live-trapping and camera-scouting from Jan. 2019 to Jun. 2022. R. norvegicus was captured in a wide range of areas, including cattle sheds, ports, downtowns, orchards, landfills, and villages, at an altitude of approximately 0–360 m. R. tanezumi was captured or observed in pigsties and roads nearby. It is estimated that R. tanezumi has commonly been referred to as R. rattus in Korea since its first report. However, the reports described that R. rattus should be considered as R. tanezumi in genetic and literature reviews, it would be appropriate for R. rattus to be identified as R. tanezumi in this study. By comparing and analyzing the external morphology and skull differences of R. tanezumi in male and females, the males were larger than the females in HBL, TL, EL, and HFL, except BW; the sexual size dimorphism index was the same, and no statistical significance was observed (p>0.05). In the case of the skull characteristics, the sexual size dimorphism of the male skull was larger than that of the female skull because out of a total of 23 characteristics, 22 characteristics, except Lm1-3, showed negative values. Among them, there were significant differences in seven characteristics (p<0.05). Therefore, sexual size dysmorphism is caused by gender selection, exercise ability, improved sense of balance, and diet and environmental pressure restrictions. Comparing the external morphology and skull characteristics of R. tanezumi and R. norvegicus, the external morphology and skull characteristics of R. tanezumi were numerically greater than those of R. norvegicus; however, statistical significance was observed only in TL and EL (p<0.05). Among the 23 skull characteristics, seven characteristics, namely Lfi, Bfi, Lm1-3, Bm, Bcra, Hcra, and Li, were large in R. tanezumi, and the remaining 16 characteristics were large in R. norvegicus; statistical significance was observed for seven characteristics, namely Lm1-3, Lm1, BM1, D1, Bcra, Bi, and Ti (p<0.05). As statistical significance was observed in seven traits, this study could be significant in the classification of R. norvegicus and R. tanezumi. This study will be of greater value if these data are continuously accumulated and many analyses are performed in the future, as these data can show the differences between the external morphology and skull characteristics of the Rattus genus. For the Maxent analysis, the required environmental variables (18 variables) were obtained according to the R. tanezumi habitat characteristics: elevation, slope, aspect, hill shade, forest type map, age class, distance from coniferous, distance from hardwood forests, distance from mixed forest, distance from unstocked land/non-forest, distance from the stream, distance from the residential area, distance from artificial grassland, distance from inland-wetland, distance from traffic area, distance from the commercial area, and distance from clean house. In this study, the genus Rattus was primarily captured or observed in urban areas. The study set and analyzed environmental variables were closely related to the human environment, such as distance from the residential area, commercial area, and clean house. The AUC value, which represents the reliability of the Maxent analysis, was calculated as 0.924, which indicated that the data are reliable. All 18 environmental variables contributed to the habitat prediction. The environmental variables were analyzed in the following order with highest to lowest contribution: distance from traffic area, land cover map, forest type map, distance from clean house, distance from unstocked land/non-forest, age class, hill shade, distance from coniferous, distance from inland-wetland, slope, distance from artificial grassland, distance from the stream, distance from mixed forest, aspect, elevation, distance from hardwood forests, distance from the commercial area, and distance from the residential area. This order was followed because animals belonging to the genus Rattus move to other areas as they prefer moist areas and primarily feed grains, cultivated crops, and food waste. The areas are predicted to be suitable for the habitation of the Rattus genus based on the land use status and habitat prediction map; the genus would likely inhabit roads, residential areas, commercial areas, agricultural lands, golf courses, rangelands, cemeteries, parks, and ports. As these areas are very close to the human living environment, it can be concluded that the genus Rattus habitat is closely related to humans. In Korea, the rat eradication campaign was successfully conducted from 1950 to 1970; however, many rodents were found again in residential and commercial areas. Based on the environmental characteristics of Jeju Island, by dividing this region into several zones, estimating the population of each zone, analyzing the spread trend, and accumulating these data, complete control should be taken before the genus Rattus population is saturated. Among other animals in this genus, the species that currently live in Korea have spread worldwide owing to the development of human shipbuilding technology. Therefore, to prevent the additional introduction of alien species, management at the port is required, and additional introduction into the island should be prevented through biosecurity and monitoring of alien species. In addition, to prevent the introduction of the genus Rattus, the monitoring system for introducing alien species should be strengthened along with the monitoring system for diseases at the ports and harbors. In addition, the mice captured in the house should be monitored by experts. Alien species that have spread to the natural environment can be a biohazard. When the animals of the genus Rattus are introduced into the natural ecosystem, they can affect the native rodents living in the natural environment of Jeju Island as a medium for zoonoses and threaten the native population by invading their habitat. Therefore, the population of the genus Rattus that has spread to the natural environment must be needed management plan; when they are identified before they spread, continuous monitoring and capturing must be carried out via experts with abundant knowledge in this field. The results of this study can be used as a model for the morphological characteristics and habitat prediction of small mammals among alien species that have been or will be introduced to Jeju Island in the future.