멸종위기어류 여울마자의 Microphysogobio rapidus (Cyprinidae)의 보전생물학적 연구 Studies of the conservation biology of an endangered freshwater fish, microphysogobio rapidus (Cyprinidae)원문보기
여울마자 Microphysogobio rapidus는 환경부 지정 멸종위기 야생생물 Ⅰ급으로 지정하여 보호하고 있는 한국고유종이다. 본 종은 소형 잉어과 담수어류로 낙동강 수계에만 제한적으로 서식하며 주로 잔자갈이 깔린 여울에 서식한다. 그러나 최근 인간의 활동에 의한 서식지 교란 및 수질오염 등으로 본 종의 서식지가 파괴되어 개체수가 감소하고 있다. 본 연구의 목적은 여울마자의 보전생물학적 연구를 위하여 Ⅰ. 분포현황 및 서식지 특성 분석, Ⅱ. ...
여울마자 Microphysogobio rapidus는 환경부 지정 멸종위기 야생생물 Ⅰ급으로 지정하여 보호하고 있는 한국고유종이다. 본 종은 소형 잉어과 담수어류로 낙동강 수계에만 제한적으로 서식하며 주로 잔자갈이 깔린 여울에 서식한다. 그러나 최근 인간의 활동에 의한 서식지 교란 및 수질오염 등으로 본 종의 서식지가 파괴되어 개체수가 감소하고 있다. 본 연구의 목적은 여울마자의 보전생물학적 연구를 위하여 Ⅰ. 분포현황 및 서식지 특성 분석, Ⅱ. 개체군 생태 조사, Ⅲ. 인공증식에 대한 연구 및 Ⅳ. 집단유전학적 연구를 실시하여 본 종의 보전을 위한 기초자료를 제시하고자 한다. Ⅰ. 분포현황 및 서식지 특성 분석 분포조사 결과 여울마자는 현재 함양군, 산청군 남강 일원 및 진주시의 덕천강 일부 지역에서만 제한적으로 서식하였으며 과거에 비하여 분포역이 크게 감소하였다. 가장 많은 개체가 채집된 생초면에서 다중표지-재포획법(Jolly-Sever method)을 적용하여 개체군 크기를 추정한 결과 여울마자의 평균 서식개체수는 11,543개체였다. 멸종위협 원인 도출을 위한 서식지 특성 분석결과, 여울마자의 서식지는 수질이 양호하고 동소어류 종수는 많으며 평균 하상입자의 크기는 더 큰 특성을 보여주었다. 여울마자의 분포양상을 세계자연보전연맹(IUCN) 적색목록 기준 지침서에 따라 평가한 결과 위기(Endangered, EN) B2ab(i, ii, iii, iv, v)로 평가되었다. Ⅱ. 개체군 생태조사 본 종의 서식지는 하천 중·하류의 잔자갈이 깔린 여울에 서식하였다. 성장단계 및 활동시기에 따른 미소서식지 분석결과 성어는 수심 10∼32 cm (19.4±7.3), 유속은 13∼56 cm/s (41.0±10.0)이었고, 하상입자는 잔자갈(95%)이 대부분을 차지한 곳에서 출현한 반면 치어는 수심 12∼25 cm (19.1±4.5), 유속은 1∼2 cm/s (1.1±0.3)인 돌이나 큰돌 주변에 모래가 깔린 수변부에서 출현하여 차이를 보였다. 월동기에는 수심 16∼65 cm (40.2±13.9), 유속은 2∼60 cm/s (31.5±11.3), 하상입자 크기는 9∼15 cm (11.9±1.3)인 큰 돌 아래에서 주로 독립적으로 월동하였다. 주요 동소어종인 돌마자와의 자원분할을 알아 보기위해 물리적 환경변수인 수심, 유속, 하상입자에 대한 Shoener’s Overlap Index를 분석한 결과 유속은 두 종의 미소서식지를 구분하는 중요한 물리적 환경변수로 나타났다. 3월 개체군의 체장분포를 보면 만 1년생은 체장 38∼59 mm, 만 2년생 이상은 60 mm 이상으로 추정되었다. 산란기간 동안 채집한 개체의 성비(♂/♀)는 1.92로 나타났고, 산란기는 수온이 17∼24℃인 4월 말∼5월로 추정되었다. 산란기 수컷은 가슴지느러미 연조에 작은 돌기가 발달하였으며 가슴지느러미와 배지느러미의 붉은색이 진해졌고, 암컷은 수컷에 비해 체장에 대한 체고는 높고 체폭은 넓게 나타나 차이를 보였다. 포란수는 평균 3,827±1,225 (2,850∼5,916)개였으며, 성숙난의 크기는 0.63±0.02 (0.59∼0.66, n=20) mm로 약한 점착성을 가지며 밝은 청록색을 띤 구형의 분리 침성난이었다. 수온 21±1℃에서 72시간 뒤에 부화하였으며, 부화 직후 전기 자어 크기는 전장 2.79±0.04 mm (n=10)였다. 부화 후 5일에는 전장 4.1±0.07 mm (n=10)로 난황을 모두 흡수하여 후기자어로 이행하였고 부화 30일째에는 전장 9.74±0.24 mm (n=10)로 모든 지느러미의 기조가 정수가 되어 치어기로 이행하였다. 호르몬 처리에 의한 실험실 내 산란행동을 분석한 결과 산란 전 행동, 산란 행동, 산란 후 행동으로 구분되었으며, 산란행동은 수조 바닥에서 솟구치며 수중에서 수컷이 암컷의 몸을 감싸며 암·수 1:1로 2∼3회 산란하였다. 산란 후 특별한 난 보호행동은 보이지 않았으며, 수컷들에 의해 일부 난이 섭식되었다. 주요 먹이생물은 식물성플랑크톤인 조류로 나타났다. Ⅲ. 인공증식 인공증식을 위한 친어관리 시 유속을 처리해 주고 저질은 처리하지 않는 조건에서 초기먹이 생물로는 로티퍼를 공급하다가 알테미아와 배합사료를 함께 공급하여 사육 시 생존율과 성장률이 가장 효율적이었다. 호르몬 처리에 의한 산란유도 시 hCG는 10 IU/g 농도, Ovaprim은 0.1과 0.5 mL/kg 농도에서 100% 산란이 유도되었다. Ⅳ. 집단유전학적 연구 10개 microsatellite 마커를 이용하여 생초, 단성, 덕천강 집단에 대한 집단유전학적 분석결과 평균 대립 유전자 수는 11.8∼18.4개, 평균 관찰치 및 기대치 이형접합율은 각각 0.748∼0.766, 0.775∼0.809의 범위로 조사되었다. 최근의 병목현상 추정결과 단성과 덕천강 집단에서 통계적으로 유의하게 나타났고, 덕천강 집단은 61의 낮은 유효 집단 크기가 추정되었다. 유전적 분화도와 유전적 거리는 덕천강 집단이 남강 두 집단과 먼 유전적 거리를 보여주었고, 유전자 흐름도 원활하지 않았다. 유전적 구조 분석 결과 남강과 덕천강 집단은 한 집단으로 나타났다. 덕천강 집단은 낮은 유전자형과 유전다양성 뿐만 아니라 낮은 유효집단 크기가 나타남에 따라 집단의 보전을 위해서는 타 집단 개체와의 인위적인 이주가 필요하였다.
여울마자 Microphysogobio rapidus는 환경부 지정 멸종위기 야생생물 Ⅰ급으로 지정하여 보호하고 있는 한국고유종이다. 본 종은 소형 잉어과 담수어류로 낙동강 수계에만 제한적으로 서식하며 주로 잔자갈이 깔린 여울에 서식한다. 그러나 최근 인간의 활동에 의한 서식지 교란 및 수질오염 등으로 본 종의 서식지가 파괴되어 개체수가 감소하고 있다. 본 연구의 목적은 여울마자의 보전생물학적 연구를 위하여 Ⅰ. 분포현황 및 서식지 특성 분석, Ⅱ. 개체군 생태 조사, Ⅲ. 인공증식에 대한 연구 및 Ⅳ. 집단유전학적 연구를 실시하여 본 종의 보전을 위한 기초자료를 제시하고자 한다. Ⅰ. 분포현황 및 서식지 특성 분석 분포조사 결과 여울마자는 현재 함양군, 산청군 남강 일원 및 진주시의 덕천강 일부 지역에서만 제한적으로 서식하였으며 과거에 비하여 분포역이 크게 감소하였다. 가장 많은 개체가 채집된 생초면에서 다중표지-재포획법(Jolly-Sever method)을 적용하여 개체군 크기를 추정한 결과 여울마자의 평균 서식개체수는 11,543개체였다. 멸종위협 원인 도출을 위한 서식지 특성 분석결과, 여울마자의 서식지는 수질이 양호하고 동소어류 종수는 많으며 평균 하상입자의 크기는 더 큰 특성을 보여주었다. 여울마자의 분포양상을 세계자연보전연맹(IUCN) 적색목록 기준 지침서에 따라 평가한 결과 위기(Endangered, EN) B2ab(i, ii, iii, iv, v)로 평가되었다. Ⅱ. 개체군 생태조사 본 종의 서식지는 하천 중·하류의 잔자갈이 깔린 여울에 서식하였다. 성장단계 및 활동시기에 따른 미소서식지 분석결과 성어는 수심 10∼32 cm (19.4±7.3), 유속은 13∼56 cm/s (41.0±10.0)이었고, 하상입자는 잔자갈(95%)이 대부분을 차지한 곳에서 출현한 반면 치어는 수심 12∼25 cm (19.1±4.5), 유속은 1∼2 cm/s (1.1±0.3)인 돌이나 큰돌 주변에 모래가 깔린 수변부에서 출현하여 차이를 보였다. 월동기에는 수심 16∼65 cm (40.2±13.9), 유속은 2∼60 cm/s (31.5±11.3), 하상입자 크기는 9∼15 cm (11.9±1.3)인 큰 돌 아래에서 주로 독립적으로 월동하였다. 주요 동소어종인 돌마자와의 자원분할을 알아 보기위해 물리적 환경변수인 수심, 유속, 하상입자에 대한 Shoener’s Overlap Index를 분석한 결과 유속은 두 종의 미소서식지를 구분하는 중요한 물리적 환경변수로 나타났다. 3월 개체군의 체장분포를 보면 만 1년생은 체장 38∼59 mm, 만 2년생 이상은 60 mm 이상으로 추정되었다. 산란기간 동안 채집한 개체의 성비(♂/♀)는 1.92로 나타났고, 산란기는 수온이 17∼24℃인 4월 말∼5월로 추정되었다. 산란기 수컷은 가슴지느러미 연조에 작은 돌기가 발달하였으며 가슴지느러미와 배지느러미의 붉은색이 진해졌고, 암컷은 수컷에 비해 체장에 대한 체고는 높고 체폭은 넓게 나타나 차이를 보였다. 포란수는 평균 3,827±1,225 (2,850∼5,916)개였으며, 성숙난의 크기는 0.63±0.02 (0.59∼0.66, n=20) mm로 약한 점착성을 가지며 밝은 청록색을 띤 구형의 분리 침성난이었다. 수온 21±1℃에서 72시간 뒤에 부화하였으며, 부화 직후 전기 자어 크기는 전장 2.79±0.04 mm (n=10)였다. 부화 후 5일에는 전장 4.1±0.07 mm (n=10)로 난황을 모두 흡수하여 후기자어로 이행하였고 부화 30일째에는 전장 9.74±0.24 mm (n=10)로 모든 지느러미의 기조가 정수가 되어 치어기로 이행하였다. 호르몬 처리에 의한 실험실 내 산란행동을 분석한 결과 산란 전 행동, 산란 행동, 산란 후 행동으로 구분되었으며, 산란행동은 수조 바닥에서 솟구치며 수중에서 수컷이 암컷의 몸을 감싸며 암·수 1:1로 2∼3회 산란하였다. 산란 후 특별한 난 보호행동은 보이지 않았으며, 수컷들에 의해 일부 난이 섭식되었다. 주요 먹이생물은 식물성플랑크톤인 조류로 나타났다. Ⅲ. 인공증식 인공증식을 위한 친어관리 시 유속을 처리해 주고 저질은 처리하지 않는 조건에서 초기먹이 생물로는 로티퍼를 공급하다가 알테미아와 배합사료를 함께 공급하여 사육 시 생존율과 성장률이 가장 효율적이었다. 호르몬 처리에 의한 산란유도 시 hCG는 10 IU/g 농도, Ovaprim은 0.1과 0.5 mL/kg 농도에서 100% 산란이 유도되었다. Ⅳ. 집단유전학적 연구 10개 microsatellite 마커를 이용하여 생초, 단성, 덕천강 집단에 대한 집단유전학적 분석결과 평균 대립 유전자 수는 11.8∼18.4개, 평균 관찰치 및 기대치 이형접합율은 각각 0.748∼0.766, 0.775∼0.809의 범위로 조사되었다. 최근의 병목현상 추정결과 단성과 덕천강 집단에서 통계적으로 유의하게 나타났고, 덕천강 집단은 61의 낮은 유효 집단 크기가 추정되었다. 유전적 분화도와 유전적 거리는 덕천강 집단이 남강 두 집단과 먼 유전적 거리를 보여주었고, 유전자 흐름도 원활하지 않았다. 유전적 구조 분석 결과 남강과 덕천강 집단은 한 집단으로 나타났다. 덕천강 집단은 낮은 유전자형과 유전다양성 뿐만 아니라 낮은 유효집단 크기가 나타남에 따라 집단의 보전을 위해서는 타 집단 개체와의 인위적인 이주가 필요하였다.
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