Reproductive isolation based on call characters in two tree frog species in Korea

Abstract

근연종 사이의 생식적 격리는 짝짓기 단계 이전에 나타난다고 한다. 근연종 사이의 생식적 격리를 곤충, 개구리, 새와 같이 소리 통신을 하는 동물에서는 수컷 신호의 차이와 암컷의 선호도 차이를 이용하여 연구한다. 한국에는 근연종인 청개구리와 수원 청개구리가 살고 있다. 청개구리는 한국 전 지역에 분포하고, 이에 반해 수원청개구리는 경기도 일대의 일부 지역에 제한적으로 분포하고 있다. 수컷 청개구리와 수원청개구리는 이 두 종은 형태적으로는 구분이 되지 않지만 종 특이적인 노래를 통해 이종간의 짝짓기를 막는다. 따라서 나는 이 연구를 통하여 두 근연종 사이의 노래 차이에 기초한 생식적 격리의 가능성에 대해 알아보고자 한다. 또한 청개구리의 노래에서 reproductive character displacement가 있는지 알아보기 위하여 청개구리만 서식하는 이소 지역의 청개구리의 노래와 수원청개구리와 청개구리가 함께 서식하는 동소 지역의 청개구리 노래를 모두 수집하였다. 연구 결과, 청개구리와 수원 청개구리의 노래에서 시간에 관련된 노래 특징인 note repetition rate (NRR), note duration (ND)과 pulse rate (PR)이 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 하지만 이 특징들은 그 분포가 조금씩 겹치고 있다. 이와는 달리 수원 청개구리와 청개구리의 노래의 구조는 확연히 다르다. 수원청개구리는 한 note 안에 낱개로 떨어진 pulse와 이 pulse들이 서로 연결된 구조로 구성된 반면, 청개구리는 한 note 안에는 낱개로 떨어진 pulse만 존재한다. 그리고 수원 청개구리의 노래를 기준으로 하여 비교하였을 때, 동소 지역의 청개구리 노래가 이소 지역에 비해 더 분화되는 양상은 나타나지 않았다. 따라서 청개구리 노래에서는 reproductive character displacement가 없었다. 이러한 결과를 통하여 두 근연종인 청개구리와 수원 청개구리 사이에는 노래 특징과 노래 구조를 기반으로 한 생식적 격리의 가능성이 있다는 것을 알 수 있다.;Reproductive isolation between closely related species often occurs at the stage before mating, rather than after the formation of zygotes. In acoustic animals such as orthopteran insects, frogs, and birds, differentiations in male advertisement signals and female preferences are often studied for reproductive isolation in closely related species. In Korea, there are two closely-related tree frog species: H. japonica that is widely spread throughout the country and H. suweonensis which lives sympatrically in a small area in central Korea. These two species are not distinguishable based on morphological characters. Males of H. japonica and H. suweonensis produce species-specific calls to avoid sterile offspring. Thus, I explored the possibility of reproductive isolation based on the call characters between these two species. I sampled advertisement calls of H. japonica and H. suweonensis in both sympatric and allopatric localities. Adjusting for body size, temperature and humidity, temporal characters such as note repetition rate (NRR), note duration (ND), and pulse rate (PR) were significantly different between two species, whereas the spectral characters were not. However, sympatric populations of H. japonica and H. suweonensis overlapped in distributions of all three temporal characters. There were clear differences in the envelopes of calls: that is, the note of H. japonica consisted of only pulses, whereas the note of H. suweonensis consisted of 5-6 pulses and a connected pulse. Syntopic and non-syntopic populations of H. japonica did not show the divergent in terms of distributions of all call character in relation to distributions of H. suweonensis. Thus, I found no evidence of reproductive character displacement in the call characters of H. japonica. In summary, reproductive isolation between two species may be possible using the note envelope, provided that females of these two species make mate choice based on this character.