수서곤충이란?

 

 

수서곤충이란?

수서곤충은생활사의 전부 또는 일부를 수중에서 생활하는 곤충류를 총칭하는 것으로 이들을 대상으로 하는 학문을 수서곤충학(Aquatic Entomology)이라 한다. 수서곤충은 바다에서 발견되는 몇 종을 제외하고는 모두 하천이나 호소 등 내륙의 수역에서 서식한다. 수서곤충류는 곤충강(Insecta)에 속하며 하루살이목(Ephemeroptera), 잠자리목(Odonata), 강도래목(Plecoptera), 뱀잠자리목(Megaloptera), 날도래목(Trichoptera)과 같이 그 분류군의 모든 종이 수서생활을 하는 1차적응군과 노린재목(Hemiptera), 딱정벌레목(Colecoptera), 파리목(Diptera), 나비목(Lepidoptera), 풀잠자리목(Neuroptera)과 같이 그 분류군의 일부 종류만이 수서생활을 하는 2차적응군으로 구분할 수 있다. 한편 톡토기목(Collembola), 메뚜기목(Orthroptera), 벌목(Hymenoptera) 등은 그 분류군의 극히 일부 종류만이 수서 또는 반수서 생활을 한다.

수서곤충학의 발달

수서곤충학의 발달사를 살펴보면, 그 기원은 중세의 박물학자들에게로 거슬러 올라갈 수 있겠다.구미에서는 스포츠낙시(Sport fishing)가 유행하여 왔는데, 17세기 말 Izaak Walton 은 The Compleat Angler"라는 글에서 여울낙시(Fly fishing)의 즐거움을 수서곤충의 생태를 곁들여 아름다운 산문으로 읊어 아직까지 많은 사람들에 의해 읽히고 있다. 미국에서는 J. G. Needham (1868-1957)에 의하여 수서곤충류가 체계적으로 분류되기 시작하여 수서곤충학의 기틀이 잡히기 시작하였다. 금세기 후반에 들어 수서곤충학은 장족의 발전을 거듭하여 북미의 경우Pennak (1953, 1978), Usinger (1956), Edmondson (1959), Merritt & Cummins (1978, 1984), McCafferty (1981), Brigham et al. (1982) 등 수서곤충의 분류, 생태서 및 강의를 위한 교과서가 출판되었고, 일본의 경우에도 이미 津田 (1962, 1972), 川合 (1985), 柴谷과 谷田 (1989) 등 수서곤충의 분류, 생태서가 출판되었다. 수서곤충의 주요 분류군의 Monograph도 출판되어 강도래목 (Claasen 1931), 하루살이목 (Needham et al. 1935, Edmunds et al. 1976), 잠자리목 (Fraser 1957), 날도래목 (Wiggins 1977), 수서노린재목 (Menke 1980), 파리목 (MacAlpine et al. 1981), 깔다구과 (Wiederholm 1983, 1986, 1989) 등이 정리 되었다.또한 최근 Borror et al. (1989)과 Stehr (1987, 1991)에 의하여 수서곤충을 포함하는 곤충류 전반의 성충 및 유충의 검색표가 각각 과(Family) 수준에서 정리되어 널리 이용되고 있다.수서곤충류의 계통(Phylogeny)에 관한 연구로는 잠자리목 (Fraser 1957), 강도래목 (Illies 1965), 날도래목 (Ross 1967), 하루살이목 (Edmunds 1972, McCafferty & Edmunds 1979, McCafferty 1991), 깔다구과 (Brundin 1967) 등이 비교적 자세히 연구되었다. 수서곤충의 Biology에 관한 연구도 종합, 정리되어Annual Review of Entomology 에 실렸는데, 깔다구과 (Oliver 1971), 강도래목 (Hynes 1976), 날도래목 (Mackay & Wiggins 1979), 잠자리목 (Corbet 1980), 하루살이목 (Brittan 1982), 각다귀과 (Pitchard 1983) 등이 정리되었다.수서곤충생태를 포함하는 담수생태학 전반을 다룬 교과서로는Wiesenberg-Lund (1943), Hynes (1970), Macan (1974), Barnes & Minshall (1983) 등을 들 수 있으며, Higgins & Thiel (1988)은 특히 담수생태학의 실험적 방법에 대하여 자세히 소개해 놓았다.Resh & Rosenberg (1984)에 의하여 수서곤충 생태학의 주요 관심분야가 집약되어 소개되었다. 미국의 경우 1970년대 말 이미 70여개 대학이 수서곤충학 Program을 가지고 있는 것으로 집계되고 있는데 (Morse 1979), 수서곤충학자들의 주요 활동무대는 북미저서생물학회(North American Benthological Society = NABS)라 할 수 있다.NABS는 생태학 분야에 더욱 치중하여 있다고 할 수 있는데, 회원의 60% 이상이 직접, 간접적으로 수서곤충과 관계를 가지고 있고, 매년 발표되는 400여편의 논문 중 대다수가 수서곤충과 관계된 것 들이다.1953년 발족한 NABS의 전신인 중서부저서생물학회(Midwest Benthological Society)의 회원수가 13명이던 것이 1970년대 후반에 들어 회원수가 급증하여 1991년 현재 1546명의 회원을 가진 것을 비교하여 볼 때 (HerLong 1991) 이 분야의 괄목할 만 한 성장을 알 수 있다.또한 미국곤충학회(Entomological Society of America)에 수서곤충 Subsection이 고정적으로 설치되어 있어서 (Stewart 1977) 매년 Symposium을 개최하고 있다. 수서곤충학의 전문잡지로는 Aquatic Insects 가 1979년 창간되어 발간되고 있으며,Mosquito News,Odonatologica등 더욱 세분된 분야의 잡지도 발간되고 있다.그 외에 수서곤충에 관한 논문은 논문의 성격에 따라 분류학, 생태학, 담수생태학 등의 관련 잡지에 매우 다양하게 발표되고 있다 (Resh 1988 참조). 수서곤충의 각 분류군의 국제적인 Conference도 정기적으로 개최되어 잠자리목 (10회), 하루살이목 (6회), 강도래목 (5회), 날도래목 (5회), 깔다구과 (11회)가 1991년 현재 이미 개최되어 매회 Proceedings를 발간하여 왔다.각 분류군의 Newsletter도 발간되어 잠자리목 (Selysia), 강도래목 (Perla), 하루살이목 (Eatonia, The Mayfly Newsletter), 날도래목 (The Trichoptera Newsletter), 깔다구과 (Chironomus) 등이 출판되고 있다.NABS에서 매년 나오고 있는 Current and Selected Bibliographies on Benthic Biology 는 저서생물학, 특히 수서곤충학에 관한 최근의 문헌목록을 분류군별로 모아 놓은 것으로 이 분야의 학자들에게 긴요히 이용된다. 수서곤충학의 또다른 관심사는 응용곤충학으로서의 분야이다.수서곤충은 담수생태계에서 어류와같은 경제적 가치가 높은 고등척추동물에게 풍부한 동물성 단백질을 공급해 줌으로써 수산학적 측면에서도 중요시되며, 수생잡초(Aquatic weed)를 방제하기위하여 수서곤충류가 이용되기도 한다 (McCafferty 1981).또한 모기류, 먹파리류, 등애류, 등애모기류 등과 같이 많은 수의 수서곤충류가 인간과 가축에게 병원균을 매개하는 위생곤충인데, 이들을 방제하기 위한 이화학적, 생물학적 방법들이 고안되어 왔고, 최근 미생물을 이용한 방제, 특히 유전공학을 이용한 B.T.I.의 이용이 심도있게 연구되어 실제에 사용되고 있다.근래의 인구의 폭증과 산업시설의 발달은 담수생태계의 파괴를 가져왔으며, 담수자원의 보전적 차원에서의 수서곤충을 이용한 생물학적 수질평가는 수서곤충학을 가속화 시키는 계기가 되었다.예를 들면, 담수생태계의 환경을 평가하는 방법으로서 담수생태계에 서식하고 있는 수서곤충류의 수리적 군집분석을 통하여 평가하는 방법과 (다양도지수, 우점도지수 등), 생물의 각 종, 또는 각 개체군의 내성의 한계를 조사하여 이것을 평가의 기준으로 삼는 방법이 (생물지수 등) 있다. 우리나라에서 지금까지 주로 실시하여온 수서곤충학의 연구는 분류 및 곤충상 조사와 생태학적 연구로 나눌 수 있다.1945년 이전에는 일본학자들에 의하여 주로 소수의 수서곤충의 성충이 단편적으로 기록되었다 (尹 1984 참조).특히 1940년 關東州 및 滿洲國陸水生物調査報告書 에서 우리나라에 분포하는 수서곤충류의 성충 또는 유충의 일부가 기록되었다.1945년 이후에는 주로 우리나라 학자들에 의하여 수서곤충의 유충 및 성충이 기록되었는데, 하루살이목 (Allen 1971, 尹과 金 1981, Yoon & Bae 1984, 1985, 1988), 강도래목 (Yoon & Aw 1985, 1986, Ra et al. 1991a, 1991b), 날도래목 (金 1974, Yoon & Kim 1989a, 1989b), 잠자리목 (Cho 1958, Yoon & Kong 1990), 딱정벌래목 (趙 1969, Yoon & Ahn 1986, 1988a, 1988b), 노린재목 (全 1961, 李 1971), 파리목의 먹파리과 (Yoon & Song 1989, 1990)와 등애과 (Chung & Yoon 1990) 등이 주로 1980년대 이후 집중적으로 기록되었고, 이에 힘입어 윤 (1988, 1995)에 의하여 한국동식물도감 제30권 (수서곤충류)과 수서곤충검색도설의 출간을 보게 되었다. 우리나라 수서곤충학의 생태학적 연구는 1960년대 말부터 수서곤충의 현존량 또는 군집구조를 밝히는 연구가 주종을 이루어 왔는데, 김재원, 윤일병, 위인선 등의 주도로 제주도를 포함한 남한의 주요 수계의 대부분이 조사되었다.특히 수서곤충의 군집분석을 통한 생물학적 수질평가가 널리 이용되어 왔고, 최근 수서곤충을 이용한 수질오염의 지표종에 관한 연구가 시도되고 있다.그러나 순수생태학적 측면에서의 수서곤충학의 연구는 아직 미비한 실정이어서 최근 하루살이류의 생활사, 날도래류의 개체군 변동 등 단편적인 연구가 이루어져 이제 시작하는 단계라 할 수 있다

수서곤충의 생태

호흡 수서곤충은 물속에서 생활하기 위하여 다양한 적응을 보여준다. 먼저 호흡 방법에 있어서는 대기중의 산소를 이용하는 것과, 물에 녹아있는 용존산소를 이용하는 것으로 크게 나눌 수 있다. 먼저 대기중의 산소를 이용하는 경우 딱정벌레목의 성충, 노린재목, 파리목의 일부 등이 이에 속하는데, 이들은 가끔 물 표면으로 떠올라 육상곤충과 같이 기문으로 호흡하거나, 긴 호흡관을 물 바깥으로 내어 이를 통하여 호흡하기도 한다. 물방개(Dytiscidae)와 같은 종류는 물 표면에서 공기방울을 얻어서 이를 달고 다니며 호흡하기도 하며, 여울벌레(Elmidae)와 같은 종류는 몸 표면에 모반(plasrton)이라는 미세한 털로 된 기관을 가짐으로써 물속의 작은 공기방울을 포착 할 수 있다. 이에 반하여 용존산소를 이용하는 후자의 경우는 일부 파리목 유충과 같이 피부로 직접 용존산소를 흡수하기도 하지만, 용존산소를 보다 효율적으로 받아들일 수 있는 기관아가미(tracheal gill)라는 기관을 가지고 있다. 예를 들어, 하루살이 유충과 같이 판모양이나 실모양의 기관아가미를 배마디에 갖는 종류가 있고, 강도래 유충과 같이 실모양의 기관아가미를 가슴마디에 갖는 종류도 있다. 잠자리 유충의 경우 직장의 벽으로 용존산소를 호흡하기도 한다. 서식처 적응 수서곤충은담수생태계의 다양한 서식처에 적응되어 있다. 담수생태계는 먼저 하천, 강과 같은 유수생태계(lotic ecosystem)와 연못, 호수와 같은 정수생태계(lentic ecosystem)로 나눌 수 있는데, 하루살이. 강도래, 날도래 등이 대표적인 유수성 곤충이라 할 수 있고, 잠자리, 노린재 등이 대표적인 정수성 곤충이라 할 수 있다. 딱정벌레, 파리류 등은 정수 및 유수생태계에 골고루 적응하여 왔지만, 다른 목의 수서곤충도 이들 생태계에서 모두 발견된다. 수서곤충은 서식 양식에 따라 기는무리(sprawlers), 붙는무리(clingers), 굴파는무리(burrowers), 헤엄치는무리(swimmers) 등으로 구분한다. 생활사 수서곤충은생활사의 전 단계를 물속에서 생활하는 종류도 있지만, 대부분의 경우 알, 유충, 번데기 및 성충의 어느 일부분만을 물속에서 생활하게 된다. 우리나라와 같은 온대지방에서는 물속에서 알이나 유충단계로 겨울을 나게 되고, 봄, 여름에 걸쳐 성충으로 우화하게 된다. 생활사는 대개 연 1세대이지만, 연 반세대(2년 1세대), 연 2세대, 연 다세대인 경우도 많다. 모기류와 같이 여름 한 철 짧은 기간에 여러세대를 거치는 종류도 있고, 하루살이와 같이 성충으로서 극히 짧은 기간만을 생활하는 종류도 있다. 영양단계 수서곤충은 종류가 많고, 개체수가 풍부하므로 담수생태계의 영양단계에서도 중요한 위치에 있는 생물군이다. 수서곤충은 먹이를 먹는 종류에 따라서 식물먹는무리(herbivore), 동물먹는무리(carnivore), 부식질먹는무리(detritivore)로 대별 할 수 있고, 먹이를 먹는 습성에 따라서 써는무리(shredders), 긁는무리(scrapers), 줍는무리(collector-gatherers), 거르는무리(predaters), 기생하는무리(parasites) 등으로 구분할 수 있다. 하루살이나 날도래와 같이 주로 조류, 식물조각, 부식질 등을 먹음으로써 주로 담수생태계의 1차 소비자인 경우와, 잠자리나 강도래와 같이 포식성이므로 주로 담수생태계의 2차 소비자인 경우가 있다. 그러나 수서곤충은 잡식성도 많으며, 종류에 따라서 먹이 습성이 다양하다. 또한 수서곤충은 어류와 같은 대형육식동물의 먹이가 되기 때문에 담수생태계의 먹이사슬에 중요시 된다. 내성범위 수서곤충은 다양한 담수생태계의 환경에 오랜 기간 적응하여 왔으므로 수질에 대한 종 특유의 내성의 범위를 가진다. 수서곤충은 이러한 특성 때문에 담수생태계의 수질환경을 평가하는 지표생물로 많이 연구되어 왔으며, 우리나라에서도 하천의 수질평가에 수서곤충이 널리 이용되고 있는 실정이다.   출처; 한국의 담수생물 home http://www.waterinsect.org/sub/catalog.php?CatNo=1