Native or introduced? Ecological and genetic study of the Reeves' turtle leech (Ozobranchus jantseanus) in South Korea

Abstract

The Reeves' turtle leech (Ozobranchus jantseanus) is an ectoparasite that primarily parasitizes the Reeves' turtle (Mauremys reevesii). This leech species is found in South Korea, China, and Japan. It was first discovered in Korea in 2021, later than in China (1912) and Japan (1916). However, the Reeves' turtle is thought to be native in Korea and China, suggesting that the leech may have been introduced from other countries or found recently. The Reeves' turtle is an endemic species in Korea, so it is of utmost importance to understand the ecological roles of leeches on the host. To identify the leech's ecological characteristics and whether the leech's late discovery was due to recent introduction or late detection, leech monitoring was conducted during sampling to confirm their parasitism based on the month and host characteristics for ecological surveys. Additionally, the mitochondrial gene diversity of leech and host populations in each country was analyzed. The results of the monitoring survey revealed that the leech prevalence increased between April and May. Moreover, the leech prevalence was higher in adult turtles than in juvenile turtles, while the leech intensity showed no difference. The leech intensity varied depending on the turtle's body parts and was more found on the hind and forelimbs of the turtles. There was no significant difference in the leech prevalence and intensity between male and female turtles, and no significant relationship was found between the body size of the turtle and the leech intensity. Genetic diversity analysis confirmed that the COI haplotype of the Korean population was one, matching one of the Japanese population's haplotypes. The genetic differentiation (Fst) showed significant values between Korea and China, and Korea and Japan, but was observed at a low level between Korea and Japan. The AMOVA analysis was performed as a group of three countries; the within populations variation accounted for the highest proportion. Genetic diversity analysis of the Reeves' turtle revealed the lowest diversity in the Japanese population and the highest diversity in the Korean population. In addition, the genetic differentiation (Fst) in the three countries showed a significant difference in all countries, with the highest value between China and Japan and the lowest value between Japan and Korea. The AMOVA analysis was performed on three countries; the within populations variation accounted for the highest proportion. This suggests that the turtle leech was introduced from other countries. It is possible that the leech was introduced from both China and Japan, where it has already been found, or it may have been introduced through the recently active introduction of foreign turtles. Further research is needed to determine the exact route of introduction.;한국 토종 민물 거북인 남생이에서 주로 기생하는 체외 기생충인 남생이 거머리(Ozobranchus jantseanus)는 한국, 중국 및 일본에 분포한다. 이 거머리는 중국, 일본보다 늦은 2021년에 한국에서 처음 발견되었는데, 주 숙주인 남생이의 경우, 한국과 중국 개체군만 토종으로 알려져 있다. 남생이는 국내 멸종위기종으로서 이에 기생하는 거머리가 줄 수 있는 영향을 파악하기 위한 기초 생태와 기원에 대해 연구가 필요하다. 따라서 남생이 거머리에 대한 모니터링을 진행하여 시기 및 숙주 특성에 따라 각 남생이에서 발견된 거머리 수를 확인했다. 또한, 거머리의 늦은 보고가 최근 유입 때문인지, 늦은 발견 때문인지를 확인하기 위해 국가별 개체군의 미토콘드리아 유전자의 다양성을 분석했다. 모니터링 결과, 개체 별 발견된 거머리 수의 평균이 4월과 5월 사이의 증가하는 경향을 보였다. 아성체보다는 성체 거북에게서 거머리가 많이 발견되었다. 또한, 거북이의 뒷다리 및 앞다리에서 발견되는 거머리 개체수가 많은 것으로 나타났다. 성별에 따른 거머리 수의 차이는 없었으며, 크기와 거머리 발견 빈도 사이의 상관관계는 없는 것으로 나타났다. 거머리의 유전적 다양성 분석 결과, 한국 개체군의 COI 하플로타입은 한가지로 매우 낮은 유전적 다양성을 보였으며, 이는 일본 개체군의 하플로타입 중 하나와 일치했다. 집단 간 유전분화도(Fst)는 한국과 일본 사이에서 가장 낮은 수치로 관찰되었다. AMOVA 분석은 집단 내 변이가 가장 높은 비율을 차지했다. 남생이의 유전적 다양성 분석 결과, 모든 국가에서 3-4개 범위의 Cytb 하플로타입을 확인했으며, 유전적 다양성은 한국에서 가장 높고 일본에서 가장 낮았다. 집단 간 유전분화도(Fst)는 일본과 중국의 차이가 가장 컸다. AMOVA 분석은 집단 간 변이가 가장 높은 비율을 차지했다. 이를 통해 국내 남생이 거머리는 외부에서 유입되었을 가능성이 높은 것으로 볼 수 있었다. 기존에 거머리가 발견되었던 중국과 일본에서 모두 유입 가능성이 있으며, 최근 활발하게 국내로 유입되고 있는 외래거북을 통해 들어왔을 수도 있다. 정확한 유입 경로에 대해서는 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.