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R&E_ 메뚜기목 곤충의 접힘 구조 관찰

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by

석 민희

on 11 December 2012

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Transcript of R&E_ 메뚜기목 곤충의 접힘 구조 관찰

지도교사 : 박혜영 선생님

1209 김현준
1207 김영탁
1317 이종선
1408 석민희 메뚜기목 곤충의 뒷날개의 접힘구조 관찰 실험 결과 1. 종에 따른 개체별 날개의 특성 이론적 배경 및 사전조사 1) 곤충의 분류 결론 및 제언 메뚜기 목 곤충과 잠자리목 곤충을 대조하여 나타나는 특징은 접힘 구조물과 시맥의 두께차이이다.

1. 접힘 구조물(folding structure)


2. 긴 시맥은 짧은 시맥에 비하여 두껍다.

앞으로 연구 방안은 유충의 날개를 관찰하여 날개의
발달 과정 및, 연구 중 생긴 궁금중을 해결하고자
한다. 1. 접힘 구조물(folding structure)의 기능 다음 그림은 접힌 상태에서 관찰한 접힘구조물(folding structure)이다. 접힘구조물은 날개가 완전히 접히는 것이 아닌 휘어지게 한다.그렇기 때문에 짧은 시맥은 접힘 구조물에 의하여 휘어지게 된다. 사전 조사결과에서 날개는 펴질 때 체액이 시맥을 통해 들어가 날개가 펴지게 한다. 만약 시맥이 꺾여 있다면, 체액의 공급이 어려워 날개가 잘 펴지지 않을 것이다. 그렇기 떄문에, 접힘 구조물은 이것을 막아 시맥이 휘어지게 하여 체액 공급을 원할하게 한다. 2. 긴 시맥은 짧은 시맥에 비하여 두껍다. 깃동 잠자리의 시맥 방아깨비의 시맥 옆의 사진을 참고하면, 잠자리목 중 깃동 잠자리의 시맥의 두께는 거의 모두 일정하나, 메뚜기목 곤충 중 방아깨비의 시맥은 긴시맥과 짧은 시맥의 두께의 차이가 많이 난다.
이러한 차이가 나는 이유는 시맥 이 날개의 지지 기능을 하기 때문인데, 잠자리 목의 곤충은 날개의 접힘이 없어 모든 시맥이 지지의 기능을 하여 시맥의 두께는 일정하다. 하지만, 메뚜기목 곤충은 날개의 접힘이 있기 때문에 짧은 시맥은 지지의 기능을 제대로 하지 못한다. 이때문에 긴시맥은 지지의 기능이 많이 발달 되어 있는 것이 특징이다. 날베짱이의 시맥 대륙좀 잠자리의 시맥 1. 앞으로의 연구 방향과 목적 우리의 예상과 다른 털의 밀도에 대하여 그리고 옆의 사진을 보면, 접힌 부분에 비하여, 접힘 구조물(folding structure)가 길게 나타난다. 앞서 설명한 접힘 구조물의 기능을 생각하면 접힘 구조물은 관찰 자료와는 다르게 길 필요가 없다. 우리는 이런 결과가 나온 것에 의문을 가졌다.
이에 우리는 추가적으로 유충의 날개를
얻어 성체의 날개와 비교하여 날개의 접힘 구조물의 차이와 털의 분포도를 관찰 할 것이다. 이를 통해 접힘 구조물의 발달 과정이나, 털의 기능 등을 알아내고자 한다.
예상 결과로, 만약 유충에게서 발견된 접힘 구조물이 성체에서 발견한 접힘 구조물보다 덜 발달되어 있다면, 접힘 구조물은 날개가 접힌 후에 발달되는 것으로 판단 할수 있다. 그러면 접힘 구조물의 발달을 촉진하는 물질이 긴시맥을 통해 분비되어 짧은 시맥에 영향을 미친다는 것을 확인 할 수 있다. 연구 동기 및 목적 학교 연못가에서 자연 탐사 활동을 하던 중 여러 곤충들을 보았는데 그 중 메뚜기와 잠자리가 가장 많고 가장 눈에 띄었다. 관찰하던 중 잠자리의 날개는 항상 펴진 상태로 존재하는데 어떻게 메뚜기의 날개는 펴졌을 때 접힌 자국이나 구김이 없을 수 있을까? 라는 궁금증이 생겼고 그 원리가 궁금했다.
우리는 잠자리는 날개가 항상 펴져있지만, 메뚜기, 방아깨비 같은 곤충들은 뒷날개를 접고 있고 일정한 결을 따라 접는다는 차이점이 있다는 것을 확인하였다. 그래서 광학현미경과 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)을 통해 메뚜기목의 날개가 어떻게 접혀있으며, 메뚜기목의 뒷날개 구조와 잠자리의 날개 구조는 어떻게 다른지 밝혀내고자 했다.
또한 이 연구를 통해, 곤충의 종류에 따른 뒷날개의 접힘구조를 비교하고 분석하는 것을 목적으로 하고 있으며 접혀있음에도 불구하고 주름이 지지 않는 메뚜기목의 날개를 관찰하고 분석하여 자료가 없던 곤충 날개 접힘 구조에 좋은 자료 제공이 될 것이다. 목차 1. 연구 동기 및 목적

2. 이론적 배경 및 사전조사

3. 실험 과정 및 방법

4. 실험 결과

5. 결론 및 제언 연구 과정 8월 9월 10월 11월 12월 주제 선정
곤충 채집 곤충 채집
선행 연구
시료제작 선행 연구
광학 현미경 관찰
SEM 교육 선행 연구
SEM 관찰 발표 준비 추가 연구 실험 과정 1. 2012년 8월 말부터 9월 말까지 교내 연못 가에서 곤충 채집한다.
곤충 도감을 참고하여 보관 후 분류한다.
--깃동 잠자리, 대륙좀 잠자리, 날베짱이, 메뚜기, 방아깨비 2. 날개를 본체와 분리 후 시료를 제작한다.시료는 날개를 6조각으로 잘라 제작한다. 메뚜기, 방아깨비 그리고 날베짱이는 날개를 자를 때 으스러지기 쉬워 이를 고려하여 SEM을 통한 관찰 시에만 자른다. 3. 광학 현미경으로 관찰
광학 현미경 시료를 제작한다. 이때 날개가 물에 닿지 않도록 한다. 날개는 초 소수성으로 물에 닿으면, 제대로 된 상이 나타나지 않는다.
배율이 1000배이상으로 측정 시 뚜렷한 상이 나오기 힘드므로 1000배 이상은 SEM을 통해서 관찰한다. X100. 깃동 잠자리 X100. 날베짱이 광학 현미경 시료 X100. 대륙좀 잠자리 X100.메뚜기 X100. 방아깨비 4. 주사전자현미경(SEM)으로 관찰
SEM관찰을 위해 날개를 stub의 크기에 맞게 잘라야한다.
본래 관찰전 시료의 수분을 제거하는 전처리 과정이 필요하나, 날개는 수분이 없어 전처리 없이 바로 코팅후 관찰한다. X1000. 날베짱이 X1000. 메뚜기 X60. 깃동 잠자리 X90. 대륙좀 잠자리 2) 곤충의 기본 날개 구조 및 시맥 3) 채집한 곤충 곤충강 유시아강 무시아강 고시류 신시류 EX)잠자리목, 하루살이목 EX)메뚜기목, 딱정벌레목 날개의 유무 날개가 있다. 날개가 없다. 날개의 접힘 유무 접히는 날개 접히지 않는 날개 큐티클로 된 그물모양의 골격구조 날개를 지지하는 단단한 외골격 구조 시맥 :체액이 통과하거나 신경이 분포하는 관 :빈 가지 모양 구조 :날개를 기계적으로 지지 :날개 전체의 대사 기능 추진 :시맥을 통해 체액이 공급되어 날개가 펴지게 한다. 깃동 잠자리
(Sympetrum infuscatum)
유시아강 잠자리목 잠자리과
농수로, 논 주변, 경작지
6월 초순~11월에 활동 대륙좀 잠자리
(Sysmpetrum striolatum imitoides)
유시아강 잠자리목 잠자리과
늪, 하천 주변에 서식
8월 초순~12월 중순에 활동 메뚜기
(Oxya japonica Thunberg)
유시아강 메뚜기목
풀이 무성한 곳, 논, 밭 초원
5~6월에 부화, 가을에 활동 날베짱이
(Sinochlora longifissa Matsumura)
유시아강 메뚜기목 여치과
물가 계곡, 산길 주변 풀밭
7~10우러 활동 방아깨비
(Acrida cinerea(Thunberg))
유시아강 메뚜기목 메뚜기과
들, 풀밭 ,논밭, 하천가의 초원
7~11월 2. 메뚜기목 곤충과 잠자리목 곤충 시맥의 전체적인 구조 3. 메뚜기목 곤충 뒷날개의 접힘구조물(folding structure) 4. 접힘 구조물이 날개에 주는 영향 5. 메뚜기목 곤충의 뒷날개에 주름이 없는 이유 메뚜기 날개와 몸통의 길이 깃동 잠자리 날개와 몸통의 길이 대륙좀 잠자리와 방아깨비 날개와 몸통의 길이 잠자리목과 메뚜기목 곤충 날개 표면의 털 잠자리의 뒷날개에서 털은 시맥 상에만 분포한다.
메뚜기목 곤충의 경우 날개 전체에 고르게 퍼져 있다.
우리는 털의 밀도가 몸에 닿는 부분일 수록 많은 것이라 예상했으나, 관찰 결과는 이와는 다르다. 이러한 특성이 뒷날개의 접힘에 영향을 주지 않는다. 깃동 잠자리
시맥(약 0.03~0.04mm)이 이리저리 얽혀 있다. 메뚜기
긴 시맥(0.03~0.04mm)과 짧은 시맥(0.02mm)가 거의 수직하며 중심으로 부터 볼록한 형태
또한 긴 시맥은 짧은 시맥에 비하여 더 두껍게 나타난다. X100. 깃동 잠자리 X100. 메뚜기 Q&A End
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