용존산소의 변화에 따른 바지락 (Ruditapes philippinarum)의 생리적 반응 Effects of the Dissolved Oxygen Concentration on the Physiology of the Manila clam, Ruditapes philippinarum원문보기
바지락의 용존산소 농도에 따른 SFG (Scope for growth)의 변화를 알아보기 위하여 수온 $23\pm0.5^{\circ}C$와 일반해수에서 반수치사농도, 여수율, 호흡률, 암모니아 질소배설률 및 동화효율 등을 측정하였다. 바지락의 용존산소 농도의 감소에 따른 $LC_{50}$은 2.4mgDO$L^{-1}$였다. 여수율과 호흡률은 실험용액의 용존산소의 감소에 따라 대체로 감소하는 경향을 보인 반면, 암모니아 질소 배설률은 용존산소의 감소에 따라 증가하였다. 동화효율은 6.5mgDO $L^{-1}$에서는 $68.2\%$였으며, 3.5 mgDO $L^{-1}$ 이하의 농도에서는$29.8\~39.3\%$로 차이를 나타내지 않았다. 용존산소의 농도에 따른 SFG는 2.5mgDO $L^{-1}$ 이상에서는 양의 값을 나타내어 생존 및 성장이 가능한 것으로 나타났다.
바지락의 용존산소 농도에 따른 SFG (Scope for growth)의 변화를 알아보기 위하여 수온 $23\pm0.5^{\circ}C$와 일반해수에서 반수치사농도, 여수율, 호흡률, 암모니아 질소배설률 및 동화효율 등을 측정하였다. 바지락의 용존산소 농도의 감소에 따른 $LC_{50}$은 2.4mgDO$L^{-1}$였다. 여수율과 호흡률은 실험용액의 용존산소의 감소에 따라 대체로 감소하는 경향을 보인 반면, 암모니아 질소 배설률은 용존산소의 감소에 따라 증가하였다. 동화효율은 6.5mgDO $L^{-1}$에서는 $68.2\%$였으며, 3.5 mgDO $L^{-1}$ 이하의 농도에서는$29.8\~39.3\%$로 차이를 나타내지 않았다. 용존산소의 농도에 따른 SFG는 2.5mgDO $L^{-1}$ 이상에서는 양의 값을 나타내어 생존 및 성장이 가능한 것으로 나타났다.
To investigate the effects of the dissolved oxygen concentration (DO) on Scope for growth (SFG) of the manila clam, Ruditapes philippinarum, we measured $LC_{50}$, filtration, respiration, ammonia excretion, and assimilation rates under $23\pm0.5^{\circ}C$ as a function of DO. ...
To investigate the effects of the dissolved oxygen concentration (DO) on Scope for growth (SFG) of the manila clam, Ruditapes philippinarum, we measured $LC_{50}$, filtration, respiration, ammonia excretion, and assimilation rates under $23\pm0.5^{\circ}C$ as a function of DO. The $LC_{50}$ of DO for R. philippinarum, was 2.4 mgDO $L^{-1}$. With decreasing DO, filtration and respiration rates of R. philippinarum decreased, while ammonia excretion rate increased, The assimilation rate was $68.2\%$ at 6.5 mgDO $L^{-1}$, decreased to $29.8\~39.3\%$ at 3.5 mgDO $L^{-1}$. R. philippinarum had positive SFG's at the $DO{\geq}2.5mgDO\;L^{-1}$.
To investigate the effects of the dissolved oxygen concentration (DO) on Scope for growth (SFG) of the manila clam, Ruditapes philippinarum, we measured $LC_{50}$, filtration, respiration, ammonia excretion, and assimilation rates under $23\pm0.5^{\circ}C$ as a function of DO. The $LC_{50}$ of DO for R. philippinarum, was 2.4 mgDO $L^{-1}$. With decreasing DO, filtration and respiration rates of R. philippinarum decreased, while ammonia excretion rate increased, The assimilation rate was $68.2\%$ at 6.5 mgDO $L^{-1}$, decreased to $29.8\~39.3\%$ at 3.5 mgDO $L^{-1}$. R. philippinarum had positive SFG's at the $DO{\geq}2.5mgDO\;L^{-1}$.
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문제 정의
많은 조간대 생물들은 조석주기 중에 규칙적으로 수온변화와 저산소에 노출되어, 결국 먹이를 이용할 수 있는 시간에 제한을 받게 된다. 따라서 본 연구는 바지락을 대상으로 용존산소의 저하에 따른 대사변화를 조사하여 저산소상태에서 인내할 수 있는 바지락의 생태생리학적 특성을 알아보았다.
제안 방법
SFG (Scope for growth)은 용존산소의 각 실험농도에 4일 동안 노출시킨 후 측정한 여수율, 호흡률, 암모니아질소배설률 및 동화 효율로부터 에너지 값으로 전환하여 산출하였다. 섭취율은 4종 혼합규조류 (Thalassiosira preudonana, Skeletonema sp.
바지 락의 용존산소 농도에 따른 SFG (Scope for growth)의 변화를 알아보기 위하여 수온 23±0.5℃와 일반해수에서 반수치사농도, 여수율, 호흡률 암모니아 질소배설률 및 동화효율 등을 측정하였다. 바지락의 용존산소 농도의 감소에 따른 LC50은 2.
실험방법은 실험해수는 각각의 용존산소의 농도하에서 지수식으로 하였으며, 수질악화를 고려하여 12시간 간격으로 실험용액을 교환하였고, 사망률, 여수율, 산소소비율, 암모니아 질소배설률 및 동화효율 등을 측정하였다.
실험을 마친 후 건조중량은 바지락의 패각을 열어 육질만을 선별하여 증류수로 헹군 후 80℃에서 24시간 건조시킨 후 측정하여 이용하였다. 자료분석에 사용한 통계처리 방법은 SPSS-통계패키지를 이용한 ANOVA 및 Duncan's multiple range test였다.
실험해수는 수온 23±0.5℃, 염분 32±0.5‰, 에서 용존산소 농도6.5±0.2, 3.5±0.2, 2.5±0.2, 1.5±0.2 및 0.5±0.2mgDO L-1로 설정하였으며, 실험해수의 용존산소 농도는 N2 가스와 공기를 주입시키면서 산소검량기 (YSI 5000)를 사용하여 설정된 실험 농도를 조절하였다.
대상 데이터
SFG (Scope for growth)은 용존산소의 각 실험농도에 4일 동안 노출시킨 후 측정한 여수율, 호흡률, 암모니아질소배설률 및 동화 효율로부터 에너지 값으로 전환하여 산출하였다. 섭취율은 4종 혼합규조류 (Thalassiosira preudonana, Skeletonema sp., Chaetoceros calcitrans, Isochtysis galbana)를 이용하였으며, 에너지량은 5516.8cal/g(23×108 개체)였으며, 호흡률의 에너지 전환계수는 1 mL O2=19.9J (EUiott and Davison, 1975), 암모니아 질소배설률은 1mg NH4-N=24.8J (EUiott and Davison, 1975)을 사용하였다.
실험동물인 바지락, Ruditapes philippinarum (크기, 23~26 mm)은 전북 부안의 곰소만에서 채집하여 실험실로 옮긴 후 0.5 t 수조에서 실내 사육하면서 실험에 사용하였다. 이때 먹이는 시판되고 있는 혼합 규조류를 제공하였으며, 수온은 23±0.
데이터처리
실험을 마친 후 건조중량은 바지락의 패각을 열어 육질만을 선별하여 증류수로 헹군 후 80℃에서 24시간 건조시킨 후 측정하여 이용하였다. 자료분석에 사용한 통계처리 방법은 SPSS-통계패키지를 이용한 ANOVA 및 Duncan's multiple range test였다.
이론/모형
사망률은 12시간 간격으로 점검하여 사망개체를 선별하여 구하였으며, 6일 동안의 반수치사농도는 probit분석 (Finney, 1971)에 의하여 산출하였다. 바지락의 산소소비율은 산소검량기(YSI 5000형)를 사용하여, 실험전 · 후의 용존산소값의 차이로 계산하였으며, 암모니아 질소배설률은 Solorzano (1969)의 phenolhypochlo-ride법, 여수율은 Cole and Hepper (1954)의 방법 그리고 동화효율은 Conover (1966)의 방법을 이용하였다.
사망률은 12시간 간격으로 점검하여 사망개체를 선별하여 구하였으며, 6일 동안의 반수치사농도는 probit분석 (Finney, 1971)에 의하여 산출하였다. 바지락의 산소소비율은 산소검량기(YSI 5000형)를 사용하여, 실험전 · 후의 용존산소값의 차이로 계산하였으며, 암모니아 질소배설률은 Solorzano (1969)의 phenolhypochlo-ride법, 여수율은 Cole and Hepper (1954)의 방법 그리고 동화효율은 Conover (1966)의 방법을 이용하였다.
성능/효과
Table 2는 각 용존산소의 농도하에서 4일 동안 노출시킨 후 생존한개체를 선별하여 호흡률, 암모니아질소배설률 및 동화효율로부터 측정한 값들을 이용하여 구한 바지락의 에너지수지를 나타낸 것으로 동화효율은 용존산소농도 0.5~3.5mgDO L-1에서 29.8~39.3%를 차지하여 3.5mgDO L-1 이하에서는 각 농도간 유의한 차이를 보이지 않았으며 (P>0.05), 6.5mgDO L-1에서는 68.2%로서 높게 나타났다. 또한 각 용존산소 농도별 SFG는 1.
따라서 본 연구를 종합하여보면, 전북 곰소만에서 서식하는 바지락은 반수치사농도가 2.4mgDO L-1이며, 2.5 mgDO L-1에서 SFG 값이 positive한 값을 나타내고 있어 바지락의 용존산소에 대한 임계농도는 2.5 mgDO L-1일 것으로 추정되며, 임계농도이하 에서는 생리적저하 및 체내에너지 보유물의 고갈로 인해 생존 및 성장에 치명적인 영향을 미치는 것으로 여겨진다.
바지락, R. philippinarum의 6일 동안의 용존산소에 대한 LC50은 2.4 mgDO L-1으로 복족류인 Theora fragilis는 1.3~1.4 mgDO L-1에서 4일간 대부분 생존하여 바지락에 비해 다소 내성이 강한 반면, Ruditapes decussatus (Sobral and Widdows, 1997)의 임계신 소농도는 7~12kPa으로 본 실험종인 바지락보다는 임계산소 농도가 높았으며, 부드러운 뺄지역에 서식하는 coot clam, Mulitu lateralis (Shumway and Scott, 1983)은 2~11일 동안 무산소 상태에서도 생존하여 생물의 서식지에 따라 내성 농도가 다르게 나타났다.
SFG는 생물의 에너지 분배를 알 수 있는 것으로 생물의 모든 생활을 수행하는데 스트레스나 혹은 환경적 영향을 측정하는데 이용 가능한 생리학적 지표이다 (Widdows, 1985). 바지락의 SFG는 2.5 mg DO L-1 이상에서 양의 값을 나타낸 반면 1.5 mgDO L-1 이하에서는 섭이율이 적고 호흡과 배설에 의해 소모되는 에너지의 양이 높아 음의 SFG값을 나타내어 용존산소의 감소에 영향을 받는 것으로 나타났다. 이러한 것은 Ruditapes decussatus (Sobral and Widdows, 1997)의 경우 1.
바지락의 산소소비율과 질소배설률로부터 구한 O : N 원자값은 수중내 용존산소의 저하에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 2.5 mgDO L-1 이상의 산소농도에서는 30 이상의 값을 나타내었으며, 1.5mgDO L-1 이하에서는 20 이하의 값을 나타내어 체내 에너지 원이 사용되는 것으로 나타났다 (Fig. 4).
바지락의 생존에 미치는 수중내 용존산소의 영향을 알아보기 위하여 각 실험농도에 6일간 노출시켰을 경우, 1.5mgDO L-1 이하의 농도에서는 모두 폐사하였고 2.5mgDO L-1에서는 72%의 생존율을 보여, 6일동안의 반수치사농도(LC50)는 2.40 mgDO L-1를 나타내었다 (Table 1).
바지락의 호흡률과 여수율은 0.5~6.5mgDO L-1에 노출되어 있는 동안 3.5mgDO L'1 이상에서는 일정하게 유지되었으나, 이하에서는 용존산소의 감소에 따라 감소하였으며, 특히 호흡률의 경우에는 대조구에 비해 1.5 mgDO L-1의 농도에서 67.3%가 감소하여 현저히 낮게 유지된 후 모두 사망하였다. 이는 반수치사농도 이하에서는외부농도에 의존한 후 호흡조절 능력이 없이 일시생존 후 사망할 것으로 추정된다.
7L/g Dw/h.였으며, 2.5mgDO L-1에서는 다소 증가한 후 용존 산소의 감소에 따라 현저히 감소하는 경향을 나타내었다 (Fig. 1).
용존산소 농도의 감소에 따른 바지락의 암모니아 질소배설률의 변화는 호흡률의 양상과는 달리, 용존산소의 감소에 따라 증가하여 0.5mgDO L-1의 저산소 상태에서 가장 높은 배설률을 나타내었으며, 용존산소 농도 3.5 mgDO L-1 이상에서는 거의 유사한 암모니아 질소배설률을 나타내었다 (Fig. 3).
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