Systematic Studies on the Sea Spiders (Arthropoda: Pycnogonida) from Korean waters

Abstract

Systematic studies on the Sea Spiders (Arthropoda: Chelicerata: Pycnogonida) from the Korean waters were conducted. Various sampling methods were used, including, SCUBA, grab, and light trap. A total of 43 species (1,321 individuals) were obtained. A systematic review of Korean pycnogonids was completed based on observed morphological and molecular characteristics. The following conclusions were obtained by reviewing the Korean pycnogonid, based on newly obtained specimens in Korean waters, type specimens, and each species original description. 1. Five species [Cilunculus armatus (Böhm, 1879), Decachela discata Hilton, 1939, Hedgpethia chitinosa (Hilton, 1943), Pallenopsis temperans Stock, 1953, Pycnogonum (Pycnogonum) tenue Slater, 1879] collected in the Korean Strait were included as Korean pycnogonids. Four species, except C. armatus, were excluded from the Korean pycnogonids since the collection coordinates of these four species are confirmed to be outside the Korean water boundaries according to the Korea-Japan continental shelf boundary treaty. 2. Achelia latifrons (Cole, 1904) was newly reported in Korean waters in 1954. Since it was a juvenile specimen, its identification was uncertain. Moreover, Achelia orpax Nakamura & Child, 1983, the most similar species to A. latifrons, was reported as a new species. Research was needed to distinguish A. latifrons from its congener, A. orpax and it was necessary to ensure identification from the juvenile specimen. Based on morphological and molecular analysis, the author confirms that its identification is correct. 3. There were errors in the morphology descriptions and classifications of 8 species [Ammothea hedgpethi (Utinomi, 1959), A. hilgendorfi (Böhm, 1879), Paranymphon magnidigitum Hong & Kim, 1987, Callipallene amaxana, (Ohshima, 1933), C. sagamiensis Nakamura & Child, 1983, Endeis nodosa Hilton, 1942, Anoplodactylus crassus Nakamura & Child, 1988, A. erectus Cole, 1904, A. velamellus Nakamura & Child, 1991] in Korean pycnogonids. Based on the examined material and the original descriptions, the morphological characteristics were reviewed to correct any error in the previous literature. In addition, newly discovered classification methods were applied to these species. 4. Additional variations of 13 species species [Achelia alaskensis (Cole, 1904), A. orpax Nakamura & Child, 1983, Ammothella indica Stock, 1954, Paranymphon spinosum Caullery, 1896, Tanystylum scrutator Stock, 1954, T. ulreungum Kim, 1983, Ascorhynchus glaberrimus Schimkewitsch, 1913, A. ramipes (Böhm, 1879), Nymphonella tapetis Ohshima, 1927, Nymphon japonicum Ortmann, 1891, N. kodanii Hedgpeth, 1949, N. longitarse Krøyer, 1844, N. striatum Losina-Losinsky, 1929] were recorded. 5. Achelia ohshimai Utinomi, 1951 was reported as a new species in Japan that was synonymized with A. bituberculata Hedgpeth, 1949. Based on comparison of mtCOI DNA barcode, A. ohshimai has been returned to species level instead of a synonym of A. bituberculata. Six previously unrecorded in Korean pycnogonids were found during field surveys, and described in detail. 1. A candidate of new species was found in Jejudo Island and identified to Pycnogonum (Nulloviger) sp. nov. 2. Five species [Achelia spatula Nakamura & Child, 1983, Pallenopsis sibogae Loman, 1911, Anoplodactylus stellatus Nakamura & Child, 1983, A. tubiferus (Haswell, 1884), Pycnogonum (Pycnogonum) tenue Slater, 1879] are newly discovered in Korean waters. Among them, A. spatula and A. stellatus are only the second specimens to be collected since the holotype was first reported, and a female specimen of A. stellatus was newly discovered in the present study. In addition, Cilunculus armatus was collected in Korean waters. It is the first time that actual specimens have been observed, so its morphology is described in detail. Previous studies on Korean pycnogonids have been conducted based on morphology. In this study, a total of 36 mtCOI DNA barcodes from 36 species were analyzed. The morphological characteristics of each specimen were also analyzed, and intra- and interspecific variations were presented for the first time.

한국 해역에 서식하는 협각아문 바다거미강에 대한 분류학적 연구를 수행하였다. 스쿠버다이빙, 그랩, 라이트 트랩 등 다양한 채집 방법으로 국내·외에 서식하는 43종 1,321개체의 바다거미류 표본을 확보하였고, 형태학적 형질과 분자생물학적 형질을 바탕으로 한국산 바다거미류에 대해 분류학적 재검토를 시행하였다. 한국 해역에서 새롭게 채집된 표본과 재검토 대상 분류군의 모식표본, 원기재 문헌을 중심으로 한국산 바다거미류를 재검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 대한해협에서 발견된 5종[Cilunculus armatus (Böhm, 1879), Decachela discata Hilton, 1939, Hedgpethia chitinosa (Hilton, 1943), Pallenopsis temperans Stock, 1953, Pycnogonum (Pycnogonum) tenue Slater, 1879]이 한국산 바다거미류로 보고되었으나, C. armatus를 제외한 나머지 4종의 채집기록은 한·일 대륙붕 경계선 조약에 근거한 한국 해역의 경계선 밖에서 확인되기 때문에 한국산 바다거미류에서 제외함. 2. Achelia latifrons (Cole, 1904)는 1954년에 한국산 바다거미류로 확인되었지만 유생 단계 표본만 확보되었고, 형태가 유사한 Achelia orpax Nakamura & Child, 1983이 뒤에 신종으로 보고되었기 때문에 동정이 모호했음. 해당 표본을 대여하여 관찰하고 성체와 유생 단계 표본의 형태적 형질과 분자생물학적 형질을 함께 비교하여 기존의 동정을 확증하였음. 3. 기존 한국산 바다거미류의 형태 기재 및 분류 방법에 오류가 있었던 8종[Ammothea hedgpethi (Utinomi, 1959), A. hilgendorfi (Böhm, 1879), Paranymphon magnidigitum Hong & Kim, 1987, Callipallene amaxana, (Ohshima, 1933), C. sagamiensis Nakamura & Child, 1983, Endeis nodosa Hilton, 1942, Anoplodactylus crassus Nakamura & Child, 1988, A. erectus Cole, 1904, A. velamellus Nakamura & Child, 1991]의 형태적 형질을, 확보된 표본 및 원기재 문헌을 중심으로 재검토하여 기재 오류를 수정하고 새롭게 발견된 분류 방법을 적용함. 4. 13종[Achelia alaskensis (Cole, 1904), A. orpax Nakamura & Child, 1983, Ammothella indica Stock, 1954, Paranymphon spinosum Caullery, 1896, Tanystylum scrutator Stock, 1954, T. ulreungum Kim, 1983, Ascorhynchus glaberrimus Schimkewitsch, 1913, A. ramipes (Böhm, 1879), Nymphonella tapetis Ohshima, 1927, Nymphon japonicum Ortmann, 1891, N. kodanii Hedgpeth, 1949, N. longitarse Krøyer, 1844, N. striatum Losina-Losinsky, 1929]에 대해 새롭게 발견된 형태변이를 추가 기록함. 5. 일본에서 신종으로 보고되었된 Achelia ohshimai Utinomi, 1951은 Achelia bituberculata Hedgpeth, 1949의 synonym으로 여겨졌으나 한국 해역에서 채집된 표본의 DNA 바코드 분석을 통해 A. bituberculata 와는 별개의 종임을 확인하고 A. ohshimai를 적합명칭으로 되돌림. 본 연구를 위한 표본확보 중 6종의 미발굴 바다거미류 표본을 확보하여 다음과 같이 동정하고 기재하였다. 1. 제주해역에서 한 종의 송장바다거미류 신종후보종 표본이 채집되어 Pycnogonum (Nulloviger) sp. nov. 로 기재하였음. 2. 제주와 남해, 동해해역에서 미기록종 5종[Achelia spatula Nakamura & Child, 1983, Pallenopsis sibogae Loman, 1911, Anoplodactylus stellatus Nakamura & Child, 1983, A. tubiferus (Haswell, 1884), Pycnogonum (Pycnogonum) tenue Slater, 1879]이 발견되어 기재하였으며, 이중 A. spatula와 A. stellatus는 원기재 이후 두 번째로 발견된 표본이며 A. stellatus 암컷 표본이 최초로 발견되어 암수 형태 차이를 기재함. 또한 한국산 기록으로 인정되었으나 국내에 표본이 존재하지 않아 형태관찰이 불가능했던 C. armatus 표본이 남해해역에서 확보되어 형태를 자세히 관찰하고 형태변이 포함하여 재기재하였다. 기존의 한국산 바다거미류의 분류학적 연구는 형태 분석에 기반한 연구가 수행되었으나 본 연구에서는 형태 분석을 통한 연구와 함께 총 36종의 한국산 바다거미류의 mtCOI DNA 염기서열을 분석하였으며 한국산 바다거미류의 종내변이율과 종간변이율을 비교하여 처음으로 제시하였다.