국내서식 물벼룩종을 이용한 표준생태독성시험법 개발을 위한 기초연구로서 국내환경에서의 대표성, 실내사육가능성 및 독성시험에 적합한 크기 등을 고려하여 선발된 4종의 한국산 물벼룩 Daphnia sp., Daphnia obtusa, Moina macrocopa, S.imocephalus vetulus과 Daphnia magna에 대한 실내사육조건에서의 life cycle을 조사하였다. 국내산 물벼룩 4종과 D. magna에 대한 실내사육조건에서의 전 생애에 걸친 생육특성을 조사한 결과 D. magna가 어미 1마리당 평균 358마리의 새끼를 출산하였고 국내산 물벼룩 중에는 Daphnia sp.가 297마리의 새끼를 출산하여 가장 출산새끼수가 많았으며 그 다음으로는 M. macrocopa, S. vetulus, D. obtusa 순이었다. 평균수명은 D. magna가 50일로 가장 길었으며 국내산 물벼룩 중에는 Daphnia sp.가 39일로 조사되었으며 그 다음으로는 S. vetulus, D. obtusa M. macrocopa, 순이었다. 특히 M. macrocopa의 경우 번식력이 우수하면서도 세대기간이 짧아 기존의 번식독성시험법에서 제시하는 21일보다 짧은 10일 정도의 단기간에 번식영향을 평가할 수 있을 것으로 판단된다.
국내서식 물벼룩종을 이용한 표준생태독성시험법 개발을 위한 기초연구로서 국내환경에서의 대표성, 실내사육가능성 및 독성시험에 적합한 크기 등을 고려하여 선발된 4종의 한국산 물벼룩 Daphnia sp., Daphnia obtusa, Moina macrocopa, S.imocephalus vetulus과 Daphnia magna에 대한 실내사육조건에서의 life cycle을 조사하였다. 국내산 물벼룩 4종과 D. magna에 대한 실내사육조건에서의 전 생애에 걸친 생육특성을 조사한 결과 D. magna가 어미 1마리당 평균 358마리의 새끼를 출산하였고 국내산 물벼룩 중에는 Daphnia sp.가 297마리의 새끼를 출산하여 가장 출산새끼수가 많았으며 그 다음으로는 M. macrocopa, S. vetulus, D. obtusa 순이었다. 평균수명은 D. magna가 50일로 가장 길었으며 국내산 물벼룩 중에는 Daphnia sp.가 39일로 조사되었으며 그 다음으로는 S. vetulus, D. obtusa M. macrocopa, 순이었다. 특히 M. macrocopa의 경우 번식력이 우수하면서도 세대기간이 짧아 기존의 번식독성시험법에서 제시하는 21일보다 짧은 10일 정도의 단기간에 번식영향을 평가할 수 있을 것으로 판단된다.
In this study we investigated fecundity and survivorship of four staple Korean freshwater cladocerans for their whole life to develop a new standard method used for ecological risk assessment of pesticide. The tested Korean freshwater cladocerans were Daphnia obtusa, Daphnia sp., Moina macrocopa and...
In this study we investigated fecundity and survivorship of four staple Korean freshwater cladocerans for their whole life to develop a new standard method used for ecological risk assessment of pesticide. The tested Korean freshwater cladocerans were Daphnia obtusa, Daphnia sp., Moina macrocopa and Simocephalus vetulus. In addition, standard test species, Daphnia magna endorsed formally by the major international organizations was tested together in order to compare with the reproductive characteristics of Korean cladocerans. A total of 358 young was produced by D. magna, whereas, 297 young was reduced by Daphnia sp. throughout the entire life. The average life span of Daphnia magna was 50 days much longer than any other Korean species. Nevertheless all of the Korean water flea tested showed good fecundity, produced over 60 young for 21 days as the validation criterion for reproduction toxicity test in Ecological Effects Test Guidelines published by USEPA. Especially Moina macrocopa produced their first brood in 4 days. Therefore 10 day reproduction test with Moina macrocopa may be an alternative good method to save cost and time to elucidating the effects of hazardous substances on the reproduction of aquatic invertebrates.
In this study we investigated fecundity and survivorship of four staple Korean freshwater cladocerans for their whole life to develop a new standard method used for ecological risk assessment of pesticide. The tested Korean freshwater cladocerans were Daphnia obtusa, Daphnia sp., Moina macrocopa and Simocephalus vetulus. In addition, standard test species, Daphnia magna endorsed formally by the major international organizations was tested together in order to compare with the reproductive characteristics of Korean cladocerans. A total of 358 young was produced by D. magna, whereas, 297 young was reduced by Daphnia sp. throughout the entire life. The average life span of Daphnia magna was 50 days much longer than any other Korean species. Nevertheless all of the Korean water flea tested showed good fecundity, produced over 60 young for 21 days as the validation criterion for reproduction toxicity test in Ecological Effects Test Guidelines published by USEPA. Especially Moina macrocopa produced their first brood in 4 days. Therefore 10 day reproduction test with Moina macrocopa may be an alternative good method to save cost and time to elucidating the effects of hazardous substances on the reproduction of aquatic invertebrates.
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제안 방법
따라서 본 연구는 국내서식 물벼룩 종을 이용한 표준생태독성시험법 개발을 위한 기초연구로서 4종의 한국산 물벼룩 Daphnia sp., Daphnia obtusa, Moina macrocopa, Simocephalus vetulus)(김, 1988; 윤, 1993)에 대한 실내사육조건에서의 life cycle을 조사하였다.
실험을 수행하였다. Simocephalus vetulus는 20℃에서 사육이 용이하지 않아 24℃로 고정된 항온수조에서 실험을 수행하였다. 사육수는 일주일에 2번씩 교체하였으며 시험기간은 각 물벼룩이 전부 사망할 때까지 조사하였다.
물벼룩의 전 생육기간에 걸친 번식특성 및 수명을 조사하기 위해 125 mL 유리비이커에 100 mL의 배양액을 채우고 태어난 지 24시간이 되지 않은 어린 물벼룩 1마리씩을 10반복으로 투입하고 20℃로 고정된 항온수조에서 실험을 수행하였다. Simocephalus vetulus는 20℃에서 사육이 용이하지 않아 24℃로 고정된 항온수조에서 실험을 수행하였다.
Simocephalus vetulus는 20℃에서 사육이 용이하지 않아 24℃로 고정된 항온수조에서 실험을 수행하였다. 사육수는 일주일에 2번씩 교체하였으며 시험기간은 각 물벼룩이 전부 사망할 때까지 조사하였다. 주요 조사내용은 전 생육기간 동안의 시험물벼룩의 탈피회수, 출산한 새끼 물벼룩의 수, 어미의 치사유무, 평균수명, 이상증상 등을 관찰하였다.
사육온도는 20±l℃, 광조건 16시간(500 ~ 800 Lux), 암조건 8시간으로 하였고 먹이로는 Chlorella vulgaris를 매일 2.5xl05 ~5x10^ cells 의 농도로 투여하였는데 어린 개체사육에는 먹이의 농도를 낮게 하고 자랄수록 그 양을 증가시켜 최대성장을 유지하도록 하였다.
사육수는 일주일에 2번씩 교체하였으며 시험기간은 각 물벼룩이 전부 사망할 때까지 조사하였다. 주요 조사내용은 전 생육기간 동안의 시험물벼룩의 탈피회수, 출산한 새끼 물벼룩의 수, 어미의 치사유무, 평균수명, 이상증상 등을 관찰하였다.
대상 데이터
Daphnia sp., Daphnia obtusa, Moina macrocopa(모이나물벼룩), Simocephalus vetulus(긴눈시모물벼룩)으로 모두 조선대학교에서 분양을 받았으며, 국내산 물벼룩의 사육조건과 국제적으로 공인된 시험법과의 비교를 위해 국제표준종인 Daphnia magna를 한국화학연구소에서 분양받아 실험에 사용하였다.
시험 물벼룩의 사육수는 표 1의 방법에 따라 4종의 한국산물벼룩(Daphnia sp., Daphnia obtusa, Moina macrocopa, Simocephalus vetulus) 은 moderately hard water(80~100 ppm CaCCfe)를 조제하여 사용하였고 D.magna는 미국 EPA의 독성시험법에서 제시하는 사육 수인 경도 160~180 ppm(CaCC)3)인 hard water를 사용하였다(USEPA 1992a; USEPA 1992b).
성능/효과
D. obtusa는 평균수명이 26.1 일, 최고 34일로 D. magna의 평균수명 50.1 일에 비해 절반정도이며 어린 물벼룩이 성장하여 첫 출산할 때까지 걸린 시간은 평균 8.4일이었다. 일생동안 출산하는 횟수는 평균 6.
M. macrocopa는 평균수명이 149일, 최고수명은 17일로 국내산 물벼룩 중에 가장 짧으며 어린 물벼룩이 성장하여 첫 출산할 때까지 걸리는 시간도 가장 짧은 평균 4일이었다. 일생동안 출산하는 횟수는 평균 8회, 한번 출산시 생산하는 새끼 물벼룩의 수는 평균 22.
magna가 평균 50일, 최장 63일까지 생존이 가능하였으며 국내산 물벼룩의 경우 Daphnia sp.가 가장 수명이 길어 평균 39 일, 최장 &)일까지 생존하여 국제표준종인 D. magna와 가장 유사한 성장패턴을 가진 것으로 나타났다. 그 다음으로는 S.
magna와 가장 유사한 성장패턴을 가진 것으로 나타났다. 그 다음으로는 S. vetulus가 평균 34일, D. obtusa는 26일이었고 M. macrocopa는 평균 15일로 본 실험에 사용한 물벼룩 중 가장 수명이 짧았다(그림 1).
8일이었다. 일생동안 출산하는 회수는 평균 13.6회, 한번 출산시 생산하는 새끼 물벼룩의 수는 평균 2L7마리이었고, 한 마리가 일생동안 출산한 총 개체 수는 평균 296.6마리로 나타났다.
4일이었다. 일생동안 출산하는 횟수는 평균 6.8 회, 한번 출산시 생산하는 새끼 물벼룩의 수는 평균 12.2마리이었고, 한 마리가 일생동안 출산한 총 개체 수는 평균 83.4마리이었으나 그 표준편차가 31.1로 개체 간의 변이가 심한 것으로 나타났다. 첫 출산에서의 새끼 수는 17.
macrocopa는 평균수명이 149일, 최고수명은 17일로 국내산 물벼룩 중에 가장 짧으며 어린 물벼룩이 성장하여 첫 출산할 때까지 걸리는 시간도 가장 짧은 평균 4일이었다. 일생동안 출산하는 횟수는 평균 8회, 한번 출산시 생산하는 새끼 물벼룩의 수는 평균 22.2마리이었고, 한 마리가 일생동안 출산한 총 개체 수는 평균 218마리로 나타났다. 첫 출산에서의 새끼수는 17.
1로 개체 간의 변이가 심한 것으로 나타났다. 첫 출산에서의 새끼 수는 17.2마리이었고 두번째와 세번째의 출산에서는 각각 12.6, 26.1 마리의 새끼가 나와서 첫 출산 때와 두 번째 출산에서의 새끼 물벼룩수가 세 번째 출산에 비해 적으며 그 편차도 세 번째 출산에 비해 큰 것으로 나타났다.
5마리로 나타났다. 첫 출산에서의 새끼수는 4.7마리이었고 두번째와 세번째 출산에서는 각각 8.7, 10.6마리의 새끼가 나와서 첫 출산때의 새끼 물벼룩 수가 두 번째와 세 번째 출산에 비해 적은 것으로 나타났다.
3일이었다. 평생동안 출산하는 횟수는 평균 13.5회, 한번 출산시 생산하는 새끼 물벼룩의 수는 평균 15마리이었고, 한 마리가 일생동안 출산한 총 개체수는 평균 199.5마리로 나타났다. 첫 출산에서의 새끼수는 4.
후속연구
조사한 결과 국내산 물벼룩 중 Daphnia sp.가 가장 생육이 잘되면서도 D. magnu와 유사한 수명과 번식 특성을 가지는 것으로 조사되었으며, S. vetulus의 경우는 일반적인 물벼룩의 유영과는 다른 표면 부착성의 특이한 유영패턴을 가지고 있으면서도 번식도 용이하게 나타나 향후 물벼룩 종간 독성반응 비교연구에 좋은 재료가 될 것으로 판단되며, M. macrocopa처럼 세대기간이 짧은 경우 번식독성시험의 기간을 10일 정도로 단축시킬 수 있어 시간과 노력을 절감할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서 밝혀진 국내산 물벼룩의 수명과 세대기간, 번식률 등의 life cycle 자료는 앞으로 국내산 물벼룩을 이용한 생태독성시험을 위한 기초자료로서 활용도가 높을 것으로 판단되며 앞으로도 광주기, 밀도, 먹이섭취율 등의 환경적요인에 의한 성 결정기작이나 농약 등 화학물질에 대한 독성반응의 생물종간차이나 번식에 미치는 영향 등도 구명해볼 필요가 있을 것이다.
참고문헌 (13)
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Mark, U. and J. Solbe (1998) Analysis of the ECETOC AQUATIC TOXICITY(EAT) Database, V -The relevance of Daphnia magna as a representative test species. Chemosphere 36(1):155-166
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