KR20010047446A - 나비 사육 테라륨용 캡슐 화분 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자연탐구를 위한 나비류 곤충의 실내사육 장치에 관한 기술분야이다. 주요 목적은 나비 애벌레의 보호와 발육생리에 적절한 공간을 제공하면서 먹이식물의 확보 및 관리노력을 절감하여 고난도의 사육기술 없이도 나비사육과 생태관찰이 가능토록 함에 있다.

본 장치는 나비 애벌레 사육 및 관찰용 테라륨 용도의 캡슐형 화분(이하 "캡슐 화분"이라 칭함)으로서, 먹이식물을 심는 화분 및 식물을 먹고 자라는 애벌레의 서식공간을 보호하는 윗부분의 덮개로 구성된다. 캡슐 화분은 먹이식물을 화분에 심고 애벌레를 붙여준 다음 투명한 재질의 상부 덮개를 화분 태두리와 끼워서 간단하게 테라륨을 조립할 수 있다. 캡슐 상부는 천정에 통기공이 있고, 캡슐 하부의 화분 테두리에도 적정 수준의 통기공과 조화되어 호흡장해와 다습에 의한 질환 예방에 유리하며, 나비 애벌레의 사육 및 관찰에 편리한 구조이다.

테라륨용 캡슐 화분은 나비 애벌레 등 곤충과 먹이식물을 구비한 상태로 공급되기 때문에 일반인들이 입수하기 곤란한 생물재료가 확보되어 애로사항을 해결한다. 애벌레의 발육생리 및 보호 관찰에 유리한 공간을 제공하며, 캡슐 화분을 도입하면 주거환경에서 접하기 어려운 야생 곤충종을 실내에서 가깝게 관찰할 수 있어 자연학습 및 곤충생태 탐구에 유용하다.

Description

나비 사육 테라륨용 캡슐 화분 {Capsule pot type terrarium for butterfly larvae rearing}

본 발명은 자연탐구 및 생태관찰 기자재에 관한 분야로서, 야생 나비류 곤충의 실내 인공사육에서 야기되는 병리 생태적 문제를 해결하고 나비 애벌레를 안전하게 사육할 수 있는 장치의 개발이 핵심 기술이다. 자연탐구 및 생태관찰을 위한 나비류 곤충의 실내사육에 있어서 도시환경이나 일반 주거지역에서는 먹이 식물의 입수가 곤란하다. 나비 애벌레와 먹이를 갖추어도 사육에 성공하려면 고도의 전문기술과 번잡한 노력이 소요된다. 전문지식이 없으면 과습 환경에 의한 병원미생물 감염증이나 생리 이상 등의 질환 때문에 애벌레가 치사하기 쉬우므로 나비로 변태하는 단계까지 애벌레가 생존하기는 매우 어렵다. 천적의 피해를 막아야 한다는 상식적인 판단으로 덮개를 잘 씌워서 보호할 경우에는 애벌레의 생리를 더욱 해치게 된다. 그 결과, 통기불양에 의한 호흡부전으로 급성 세균성 질병 또는 바이러스성 질환이 유발되거나, 테라륨 내부의 과도한 습도 때문에 곰팡이병의 감염을 야기하는 등 사망율은 오히려 증대되기 쉽다. 그러나, 사육을 위하여 야생상태의 나비를 실내 환경으로 옮기는 경우 급격한 환경 변화에 순응하지 못하고 수명이 현저하게 단축된다.

훼손되는 자연환경에서 나비를 비롯한 일부 곤충종은 발생밀도가 현저하게 감소하고 있으며, 그 중 다수의 나비류는 희귀종으로 취급되는 위기에 처하였다. 생태환경 또는 정서 문화환경 보전에 유용한 자원으로서 나비 개체군의 회복은 생태환경의 필수적인 요소로 간주된다. 생물의 다양성 보존과 생태복원 차원에서 곤충이 환경자원으로서 중요한 이유는 먹이사슬에서 동물 중 하위그룹에 속하는 곤충은 가장 기초가 되는 생물군이므로 우선적으로 개체군의 증대가 필요한 동물종이다. 그 중에서도 특히 나비류는 환경복원에 유익한 곤충으로서 관심을 모으며, 자연탐구 및 생태관찰 재료로서도 나비의 유용성을 인정받고 있다. 이와 같은 시대적 배경에서, 나비 사육에 관련된 기술의 정립과 장치의 개발은 중시할 필요가 있다.

종래의 기술에서 곤충과 식물의 생리 생태적 특성은 별도의 연구대상이었으며, 곤충사육 테라륨이라는 인공적인 소규모 생태공간 내에서 두 생물종의 공존조건에 관하여는 종합적으로 검토된 바 없다. 지금까지는 나비 종류가 야외환경에서 매우 흔하게 관찰되는 평범한 생물종이였으며, 그렇기 때문에 곤충 고유의 존재가치는 물론 자연탐구 및 생태관찰 재료로서의 용도에 대한 인식도 역시 매우 낮았다. 그 뿐만 아니라, 현재와 같이 발생밀도가 격감되지 않은 상황에서는 곤충 사육 테라륨 개발의 필요성도 절실하지 않았음은 당연하다. 근래에 필요성이 제기된 자연탐구 및 생태관찰용 나비 사육 테라륨 개발에 관하여 곤충병리는 곤충의 사망 원인과 병적 경과의 해명에 관한 학술적 기초를 제공할 수 있다. 그러므로, 테라륨 내의 제한된 공간에서 나비 애벌레와 먹이식물이라는 두 생물종의 공존요건을 강구하기 위하여 병리학적 접근방식에 의한 기술적 문제가 해결되어야 한다.

자연탐구 및 곤충 생태 체험에 편리하게 이용할 수 있고, 정서 문화환경 조성에 기여하며, 소중한 나비자원의 복원에도 유익한 나비 사육기술은 새롭게 관심을 모으는 기술분야이다. 나비 사육을 위해 제공될 장치는 유치원생과 초등학생을 비롯하여 일반 사회인 또는 전문가에 이르기까지 곤충에 관심을 지닌 폭넓은 계층의 사람들이 쉽게 활용될 수 있어야 한다. 그러므로, 테라륨의 구성요소는 가능한 단순하면서 기능성을 지닌 방식이 유망하다. 이를 충족할 수 있는 구조와 형태 및 크기, 작동방식, 기능성 등을 고려한 시제품의 제작 및 나비 애벌레 시험사육을 통하여 해결을 시도한 기술적 과제는 다음과 같다.

첫째, 테라륨으로서 일정한 공간을 확보하는 동시에, 크기는 적정하며 누구나 간편하게 탈착 또는 조립할 수 있는 구조로서 복잡한 형태는 가능한 피해야 된다.

둘째, 나비사육 장치는 애벌레가 번데기 및 나비로의 환상적인 변태를 감상하는 수단이며 장식용으로 활용될 수 있으므로, 형태는 시각적 미의 요건을 갖추고 내부 관찰이 용이한 조건을 갖추어야 한다.

셋째, 구조적 단순성 및 미적 요건에 따라 제한되는 크기와 형태의 내부 공간에 발생하는 복잡한 미기상의 문제를 가능한 단순하며 에너지 절약 방식으로 해결하면서 곤충 생리와 조화시킬 필요가 있다.

제1도는 캡슐 화분(돔형)을 이용한 나비 사육 테라륨(terrarium) 예시도

제2도는 캡슐 화분(돔형)이 조립된 상태의 측면 절개도

제3도는 제1도의 캡슐 화분(돔형)에서 상부 캡슐의 평면도

제4도는 제1도의 캡슐 화분(돔형)에서 하부 캡슐의 평면도

제5도는 낮에 성립되는 캡슐 화분(돔형) 내부의 기류상태 예시도

제6도는 밤에 성립되는 캡슐 화분(돔형) 내부의 기류상태 예시도

제7도는 난형 캡슐 화분의 사시도

제8도는 장방형 캡슐 화분의 사시도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 상부 캡슐 2 : 하부 캡슐

3 : 캡슐 화분 내의 먹이식물 및 애벌레 4 : 상부 캡슐의 천정부 통기공

5 : 하부 캡슐의 통기공 6 : 하부 캡슐 기부의 배수구조

7 : 하부 캡슐의 배수공

본 장치는 나비 애벌레 사육 및 관찰용 테라륨 용도의 캡슐(capsule)형 화분이다(이하 "캡슐 화분"이라 칭함). 제1도의 돔(dome)형 캡슐 화분을 이용한 테라륨의 예시와 같이, 구성 단위는 애벌레의 서식공간을 보호하는 상부 캡슐(1)과 먹이식물을 심는 화분용 하부 캡슐(2)의 두 부분이다. 먼저, 먹이식물을 하부 캡슐(2)에 심고, 식물에 애벌레를 붙여준 다음 투명한 재질의 상부 캡슐(1)을 하부 캡슐(2) 태두리에 끼워서 간편하게 테라륨이 조립된다. 상부 및 하부 캡슐은 탈착이 용이한 구조이며, 캡슐 상부(1)는 PP(polypropylene) 또는 PMMA(polymethyl meth acrylate) 계통의 투명한 합성수지 재질로 제작하여 테라륨 내부를 쉽게 관찰할 수 있도록 하고, 하부 캡슐(2)은 먹이식물을 심는 화분이므로 불투명 PP재질로 제작할 수도 있다.

캡슐형 테라륨은 작을수록 간편하지만 공간의 확보에 무리가 있고, 커지면 운반 및 취급이 곤란하다. 따라서, 기능성과 간편성을 감안한 실용적인 테라륨의 크기는 원형 화분을 기준으로, 하부 캡슐의 직경이 500mm 이하인 규격이 바람직하였다. 상부 캡슐(1)의 직경은 조립하게 될 하부 캡슐(2)에 따라 직경이 결정되지만, 다양한 범위의 길이로 제작될 수 있다. 그러나, 시각적 미와 실용성을 함께 고려할 때 상부 캡슐(1)의 길이는 하부 캡슐(2)인 화분 높이를 기준으로 2배∼2.5배 범위로 규정할 수 있다. 돔형 캡슐화분(제1도, 제2도)과 난형(제7도) 및 이를 응용한 5각형 이상의 다각형 캡슐화분을 제작할 경우, 상부 캡슐의 길이는 직경의 1.2∼1.4배인 경우가 적당하다. 캡슐화분이 장방형(제8도)이면, 직경 대신 짧은 밑변의 길이를 기준으로 1.2∼1.4배 길이의 상부 캡슐이 적당하였다. 공간 확보와 취급의 간편함을 고려한 크기의 범주는 하부 캡슐(2) 상단의 직경(돔형, 난형, 다각형 캡슐 화분의 경우) 또는 어느 한 변의 길이(정방형 및 장방형 캡슐 화분의 경우)가 150∼450mm 에 포함되는 것이 적당하다. 캡슐 화분은 다양한 형태로 제작할 수 있으나, 실용성과 미관을 고려한 상부 캡슐의 길이는, 화분 높이의 2∼2.5배인 동시에 직경 또는 한 변에 대하여 1.2∼1.4배인 비례를 충족할 필요가 있다. 제1도∼제4도는 돔형 캡슐 화분에 있어서 각 부위의 구조적 특징을 나타내었으며, 화분의 기능을 발휘하는 하부 캡슐은 일반적인 화분에서와 같이 하부 캡슐 기부의 배수구조(6) 및 물빠짐을 위한 배수공(7)을 지닌다. 제1도∼제6도는 표준규격 돔형 캠슐 화분의 예시로서, 직경 250mm, 상부 캡슐의 길이 320mm, 하부 캡슐인 화분 높이 160mm이며, 상부 캡슐은 길이가 직경의 1.3배이며 화분 높이의 2배에 해당하는 비례를 보여준다.

캡슐 화분 내에서 낮에는 먹이식물의 광합성으로 산소가 발생되지만, 밤에는 협소한 공간에서 먹이식물과 곤충이 함께 호흡을 하여, 산소가 부족해지고 이산화탄소가 다량 발생하여 호흡장해를 초래하기 쉽다. 그러므로, 나비 사육 테라륨으로서 기능을 발휘하려면 캡슐화분 내부공간의 환경 제어가 중요하다. 캡슐화분 내부의 미기상을 개선하기 위한 구조로서 통기공이 크면 해충의 피해를 받기 쉬워 보호기능이 저하되고, 통기공이 작거나 부족하면 환기 불량으로 위생적 환경을 보장할 수 없다. 애벌레의 호흡을 위한 환기와 기생충의 침입 저지에 유용한 통기공 위치 및 크기는, 상부캡슐의 통기공(4)이 직경 2.5mm, 하부 캡슐의 통기공(5)은 직경 3.5mm 인 규격이 적당한 것으로 판단되었다. 돔형 캡슐화분인 경우(상부캡슐의 길이 320mm, 캡슐의 직경 250mm), 호랑나비 애벌레를 기준으로 일상적인 실내조건에서 적당한 통기공의 위치 및 수는 제2도 및 제3도와 같이 직경 2.5mm인 상부 캡슐의 천정부 통기공(4)은 64개로서, 단위면적(cm²) 당 1.2개 정도가 적당하였다. 따라서, 표준 규격은 상부 캡슐 중심에서 52% 이상의 면적에 분포하는 통기공의 연면적이 2% 이상인 조건으로 환산된다. 제2도와 같이 조립할 때, 하부 캡슐에는 제4도와 같이 상부 캡슐과의 접합부 내측에 화분 테두리를 따라 배열하는 직경 3.5mm 하부 캡슐의 통기공(5)은 64개 이상 필요하며, 이는 상부 캡슐 통기공 연면적의 2배 수준이다. 이러한 구조는 제5도 같이 하부 캡슐 또는 상부 캡슐 기부의 통기공을 통하여 야간에 발생하는 과도한 이산화탄소의 배출이 용이하며, 상부 캡슐 천정부 통기공에서 신선한 공기가 유입되기 쉽다. 낮에는 제6도와 같이 하부 통기공으로 공기가 유입되며 상부 통기공으로 공기가 배출되는 기류가 형성되어 양호한 환기상태가 유지된다.

제1도∼제6도의 캡슐 화분에서 각 부위별 특정 위치의 통기공 수는 임계조건 통기공 수의 2배로 설정한 표준규격으로서 양호한 환기상태가 보장된다. 임계조건은 통기공 수가 표준규격의 50% 이하인 경우, 또는 통기공이 분포하는 부위가 상부캡슐 천정부의 26%이하의 면적이거나, 통기공이 분포하는 부위에서 통기공이 차지하는 연면적이 1% 인 수준이다. 임계조건의 환기구조는 날씨가 맑은 여름날 낮에 실내환경에서 테라륨 내부에 특별한 장해가 관찰되지 않을 정도로 최저 수준의 통기공을 갖춘 상태로 규정하였다. 임계조건의 환기 수준에서는, 밤이나 저기압일 때 캡슐 내면에 수증기가 응집하는 현상이 관찰되며, 비올 때 환기불량 상태는 더욱 악화된다. 환기불량 때문에 습기가 증가하면 곰팡이병이 발생하거나 원충병 등을 비롯한 질병의 전염될 위험이 높아진다. 또한, 습도가 높으면 환기불량에 의한 호흡장해를 가중시키며 생리질환이나 세균 및 바이러스성 질환을 유발하고, 테라륨 외부로 탈출을 시도하는 애벌레도 발생한다. 밤중에는 이산화탄소(CO₂)의 생성량이 크게 증가하는데, 기상이 저기압인 날 밤에는 환기불량 상태가 중첩되어 호흡 장해가 악화된다. 임계조건의 2배 이상에 해당하는 통기공 수를 갖춘 표준 규격의 캡슐 화분에서는 저기압 및 야간 환경이 중복되는 상태에서도 피해를 경감할 수 있다. 나비류 애벌레 중에서 특별히 많은 호흡량이 요구되는 경우에는 상부 캡슐 하단의 1/6∼1/7 위치 및 천정부의 돔에 통기공을 추가하면, 관찰할 때 시야를 가리지 않으므로 가장 바람직하다.

캡슐 화분은 최소한도의 단순한 구조로서 나비 애벌레 사육용 테라륨으로서의 기능을 충족하며, 크기가 작고 형태는 단순하지만 미적 요건을 구비하며, 운반이 용이하고 조작이 간편한 특성을 지닌다. 대표도인 제1도의 돔형을 기본형으로 제7도의 난형(ovoid), 제8도의 장방형, 그 외에 정4각, 5각 6각 8각 다각형 등으로 다양하게 응용하여 제작할 수 있다. 그러나, 다각형은 관찰이 불편하고 성형이 어려우므로, 돔형으로 제작하는 것이 유리하다.

캡슐 화분을 이용한 나비 테라륨에 먹이식물을 식재하고 나비 애벌레를 붙여서 자연탐구용 소재로서 보급함으로, 나비 관찰을 위하여 먹이식물과 나비를 동시에 입수해야 되는 애로사항을 해결할 수 있다. 최소한도로 단순화된 구조와 형태 및 자연의 법칙을 이용한 저에너지 환경제어 방식의 캡슐 화분은 복잡한 조작을 요하지 않는다. 따라서, 초등학생에서 성인 애호가 및 전문가를 포함하는 폭넓은 계층에게 자연학습 및 생태체험의 수단을 제공할 수 있다. 캡슐 화분 테라륨은 천적곤충 및 전염성 질환의 피해를 경감하면서 나비 사육의 성공률을 증가시킬 수 있기 때문에, 자연과 격리된 실내 환경에서 편리하게 나비를 사육 관찰하며 감상하는데 유용하다.

Claims (1)

1. 곤충의 서식공간과 먹이식물의 지상부를 보호하는 투명질 덮개의 상부 캡슐(1) 및 먹이식물을 심는 화분용 하부 캡슐(2)의 두 구성단위로 조립되며, 하부 캡슐 상단의 직경(돔형, 난형, 다각형 캡슐 화분의 경우) 또는 어느 한 변의 길이(장방형 및 정방형 캡슐 화분의 경우)가 150∼450mm 에 속하고, 상부 캡슐 길이(높이)는 직경 또는 한 변에 대하여 1.2∼1.4배인 동시에 화분 높이의 2∼2.5배인 비례로서, 상부 캡슐 천정에 분포하는 통기공(4) 연면적이 1% 이상이며, 하부 캡슐(5) 상단 또는 상부 캡슐 하부에 통기공 구조를 갖춘 것을 특징으로 하는 나비 사육 테라륨용 캡슐 화분.