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문제 정의
- 홍합은 산업적으로 매우 중요한 종이나 무분별한 남획과 연안 오염 등으로 자원량이 점차 감소되고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 홍합의 자원 증식 및 양식 기술개발을 위한 기초자료를 얻기 위하여, 생식소지수 (GI), 생식소중량지수 (GSI) 및 비만도지수 (CI) 를 조사하여 간접적으로 산란기를 추정하고, 조직학적 조사에 의해 생식주기와 정확한 산란기를 확인하며, 또한 군성숙도 50% (생물학적 최소형) 에 해당되는 개체군의 크기를 조직학적으로 조사하여 자원관리를 위한 기초자료를 제공하는데 있다.
- 암, 수의 성비 조사는 개체군의 자원량이 장차 증가될 것인지 또는 감소될 것인지 개체군의 생식잠재력을 판단하기 위해 조사한다. 암, 수 성비가 균일하지 않을 때 특히, 암컷이 적은 경우는 장차의 자원량은 감소될 수 있는 요인이 되므로 자원량 예측을 위해서는 개체군의 암, 수 성비 조사는 아주 중요하다.
제안 방법
- 고정된 생식소는 paraffin 절편법으로 5-7 μm로 연속절편을 만들어 Hansen's hematoxylin과 0.5% Eosin으로 염색하고 비교하였다.
- 정성분석은 생식소 내 생식세포크기, 분화 과정에 형태적 특징, 생식세포 발달과 관련하여 세포들의 출현 및 생식소 주변에 결체조직 배열 등의 조직학적 관찰을 토대로 하여 암수 생식소 발달단계를 Mann (1979) 과 Eversole (1997) 의 분류를 일부 변경하여 사용하였다. 그 단계 용어들 중 일부를 변경하여 연속적인 단계로 분류하여 정성분석을 하였다. 즉, 초기 활성기 (early active stage), 후기활성기 (late active stage), 완숙기 (ripe stage), 부분산란기 (partially spawned stage), 퇴화기 (degenerative stage), 휴지기(resting stage)의 연속적인 6 단계로 구분하였다.
- Kang and Choi (1999) 는 홍합의 비만도지수를 산정하는 경우에는 패각 내 부피를 이용하는 것이 더 적절한 방법이라고 보고 하였다. 따라서 패각의 부피를 구하기 위하여 각장, 각고, 각폭을 곱하여 부피를 구하였고, 패각 부피에 대한 육질 중량비를 구하여 비만도지수를 구하였다. 본 연구에서 산출된 홍합의 월별 비만도지수 (CI) 변화는 암, 수 모두 2월에 최대값에 이른 후, 감소되기 시작하여 4월에 최저값을 나타내었으며, 5-8월까지 서서히 증가한 다음 9월에 일시 감소되었다가 다시 증가되는 경향을 보다.
- 산란기를 간접적으로 추정하기 위해 생식소지수를 구하였다. 생식소지수 (GI) 는 아래와 같이 Mann (1979) 과 Eversole(1997) 의 방법을 일부 변경하여 사용하였다.
- 생식소를 조사하기 위하여 생식소 일부를 절취하여 Bouin액에 24 시간 고정하였다. 고정된 생식소는 paraffin 절편법으로 5-7 μm로 연속절편을 만들어 Hansen's hematoxylin과 0.
- 산란기를 간접적으로 추정하기 위해 생식소지수를 구하였다. 생식소지수 (GI) 는 아래와 같이 Mann (1979) 과 Eversole(1997) 의 방법을 일부 변경하여 사용하였다. 조직표본 관찰 결과 생식소 발달단계를 초기활성기 (EA: early active stsge), 후기활성기 (LA: late active stage), 완숙기 (RP: ripe stage), 부분산란기 (PS: partially spawned stage), 퇴화기 (DG: degenerative stage), 휴지기 (RE: resting stage) 의 6 단계로 나누었고 매월 각 개체에 대하여 단계별로 상수 (EA = 2, LA = 3, RP = 5, PS = 3, DG = 2, RE = 1) 를 곱한 전체의 합을 개체수로 나누었다.
- 성비 조사시, 암컷: 수컷의 성비가 1:1이라는 가정아래 χ2(chi squared) 로 검증하여 유의한 차가 있는지 유, 무를 확인하였다.
- 정성분석은 생식소 내 생식세포크기, 분화 과정에 형태적 특징, 생식세포 발달과 관련하여 세포들의 출현 및 생식소 주변에 결체조직 배열 등의 조직학적 관찰을 토대로 하여 암수 생식소 발달단계를 Mann (1979) 과 Eversole (1997) 의 분류를 일부 변경하여 사용하였다. 그 단계 용어들 중 일부를 변경하여 연속적인 단계로 분류하여 정성분석을 하였다.
- 생식소지수 (GI) 는 아래와 같이 Mann (1979) 과 Eversole(1997) 의 방법을 일부 변경하여 사용하였다. 조직표본 관찰 결과 생식소 발달단계를 초기활성기 (EA: early active stsge), 후기활성기 (LA: late active stage), 완숙기 (RP: ripe stage), 부분산란기 (PS: partially spawned stage), 퇴화기 (DG: degenerative stage), 휴지기 (RE: resting stage) 의 6 단계로 나누었고 매월 각 개체에 대하여 단계별로 상수 (EA = 2, LA = 3, RP = 5, PS = 3, DG = 2, RE = 1) 를 곱한 전체의 합을 개체수로 나누었다.
- 그 단계 용어들 중 일부를 변경하여 연속적인 단계로 분류하여 정성분석을 하였다. 즉, 초기 활성기 (early active stage), 후기활성기 (late active stage), 완숙기 (ripe stage), 부분산란기 (partially spawned stage), 퇴화기 (degenerative stage), 휴지기(resting stage)의 연속적인 6 단계로 구분하였다. 생식소 발달단계 판정은 한 개체 내에서 복수의 발달단계가 나타날 경우에는 조직상의 면적이 넓은 쪽의 생식소 발달 단계를 택하였다.
- 채집한 개체는 각장, 각고, 각폭을 1 mm 까지, 무게는 전자 저울을 이용하여 0.1 g까지 측정을 하였다.
- 암, 수 개체가 어느 크기부터 성숙에 도달하여, 재생산 (생식) 에 가담하는지 알기 위해 개체들의 크기 (또는 연령) 별로 개체군의 군성숙도 (%) 를 나타낸다. 홍합의 군성숙도는 편의상 채집된 개체들을 각고 10.0 mm 단위로 구분하여, 조직 표본에서 초기활성기, 후기활성기, 완숙기, 부분산란기, 퇴화기, 휴지기의 조직상으로 관찰되는 개체수를 조사 전체 개체수에 대한 백분율 (%) 로 나타내었다. 번식시기임에도 불구하고 초기 활성기의 조직상을 그대로 나타내고 있는 어린 개체들인 경우는, 번식기가 지나기 바로 전에 생식소가 성숙하여 재생산에 가담할 수 없는 개체로 판정하였다.
대상 데이터
- 2006년 1월부터 12월까지 전북 부안군 격포리에서 월별로 채집된 홍합, Mytilus coruscus를 대상으로 생식주기를 조사하였다. 홍합은 자웅이체이며, 난소는 수많은 난소소낭으로 이루어 져 있으며, 정소는 다수의 정소소낭으로 구성되어 있다.
- 암, 수 성비가 균일하지 않을 때 특히, 암컷이 적은 경우는 장차의 자원량은 감소될 수 있는 요인이 되므로 자원량 예측을 위해서는 개체군의 암, 수 성비 조사는 아주 중요하다. 따라서 본 연구에서는 2006년 1월부터 12월까지 채집된 총 318 개체를 대상으로 성비를 조사하였다. 성비 조사시, 암컷: 수컷의 성비가 1:1이라는 가정아래 χ2(chi squared) 로 검증하여 유의한 차가 있는지 유, 무를 확인하였다.
- 본 연구의 시료는 2006년 1월부터 2006년 12월까지 전북 부안군 격포리에서 (Fig. 1) 매달 70-80 개체씩 채집하여 사용하였으며, 채집한 시료를 개체별로 각장, 각고, 각폭 및 생식소 중량, 육중량, 전중량을 측정하였다.
성능/효과
- 12개월간 채집한 총 개체들의 성비를 검증한 결과, 암수 성비는 1:1로 유의한 차이를 보이지 않았다 (χ2 = 0.63, p > 0.05).
- 각고에 따라 홍합의 군성숙도를 조사한 결과, 각고 40.1-50.0 mm인 개체들은 군성숙도 50% 이상 (암컷 71.4%, 수컷 78.9%) 이었고, 각고 50.1 mm 이상인 개체들은 군성숙도 100%이었다. 따라서 각고 40.
- 각고에 따라 홍합의 군성숙도를 조사한 결과, 각고 40.1-50.0 mm인 개체들은 군성숙도 50% 이상 (암컷 71.4%, 수컷 78.9%) 이었고, 각고 50.1 mm 이상인 개체들은 군성숙도 100%이었다. 따라서 각고 40.
- 각고에 따른 홍합의 군성숙도를 조사한 결과, 각고 40.1-50.0 mm인 개체들은 군성숙도 50% 이상 (암컷 71.4%, 수컷 78.9%) 이었고, 각고 50.1 mm 이상인 개체들은 군성숙도 100%이었다. 본 조사에서 조사된 군성숙도 50% (생물학적 최소형) 의 결과를 통영 한산만산 홍합의 군성숙도와 비교하여 보면, 50.
- 비만도지수의 월별 변화를 조직학적 조사 결과와 비교하여 보면, 생식소 발달 단계 및 생식주기와 매우 밀접한 연관성을 나타내며 변하였다. 따라서 생식소지수, 생식소중량지수, 비만도지수의 변화 양상은 세 가지 모두 유사하게 변하는 양상을 보였으며 그 결과 산란기는 2-4월로 추정되었다. Wi et al.
- 따라서 패각의 부피를 구하기 위하여 각장, 각고, 각폭을 곱하여 부피를 구하였고, 패각 부피에 대한 육질 중량비를 구하여 비만도지수를 구하였다. 본 연구에서 산출된 홍합의 월별 비만도지수 (CI) 변화는 암, 수 모두 2월에 최대값에 이른 후, 감소되기 시작하여 4월에 최저값을 나타내었으며, 5-8월까지 서서히 증가한 다음 9월에 일시 감소되었다가 다시 증가되는 경향을 보다. 비만도지수의 월별 변화를 조직학적 조사 결과와 비교하여 보면, 생식소 발달 단계 및 생식주기와 매우 밀접한 연관성을 나타내며 변하였다.
- 본 연구에서 서해산 격포에서 채집한 홍합의 생식주기는 생식소지수의 월별 변화와 생식소의 조직학적 발달단계를 기준으로 초기활성기 (11-1월), 후기활성기 (11-2월), 완숙기 (12-4월), 부분산란기 (2-4월), 퇴화기 (4-10월), 휴지기 (6-12월)로 구분 할 수 있었으며, 생식소 조직표본에서 부분산란기는 2월에서 4월까지 관찰되었고 주 산란기는 2-3월로 판단되었다. 따라서 홍합은 동계산란형으로 판단되었다.
- 본 조사에서 암, 수의 성비는 12개월 전 기간을 대상으로 암, 수의 성비를 검증한 결과, 암수 성비는 1:1로 유의한 차를 보이지 않았다 (χ2 = 0.63, p > 0.05).
- 1 mm 이상인 개체들은 군성숙도 100%이었다. 본 조사에서 조사된 군성숙도 50% (생물학적 최소형) 의 결과를 통영 한산만산 홍합의 군성숙도와 비교하여 보면, 50.0 mm인 개체들은 군성숙도 100%로 보고하여 서해안산과 남해안산 사이에 약간의 차이를 보였다. 그러나 이 정도 군성숙도의 차이는 비록 같은 종일지라도 지역개체군간 약간의 차이를 보일 수 있는 것으로 보고되어 있다 (Chung et al.
- 본 조사와 통영 한산만산 홍합의 성비 (χ2 = 0.29, p > 0.05) 를 별도로 구하여 비교하여 보면, 통영산의 경우, 암수 성비가 1:1로 유의한 차를 보이지 않았으므로 서해안산 홍합과 남해안산 홍합의 성비는 거의 일치하는 결과를 보였다.
- 생식소 내 생식세포의 분화, 발달 정도와 형태적 특징, 조직학적 관찰 등을 근거로 생식소 발달 단계는 초기활성기, 후기활성기, 완숙기, 부분산란기, 퇴화기, 휴지기의 연속적인 6 단계로 구분되었으며 (Fig. 2), 이들 발달단계는 주기성을 나타내었다. 이들 발달단계의 기준은 다음과 같다.
- 생식소 중량지수 (GSI) 는 암, 수의 생식소지수 (GI) 와 약간의 차이를 보였으나 대체로 유사한 경향을 나타내었다. 암컷의 경우는 2월에 최고값 (10.
- 홍합은 자웅이체이며, 난소는 수많은 난소소낭으로 이루어 져 있으며, 정소는 다수의 정소소낭으로 구성되어 있다. 생식소지수 (GI) 와 생식소중량지수 (GSI) 의 월별 변화는 2월에 최고값에 도달한 이후, 4월까지 점차 감소하였으며 GI 값과 GSI 값의 월별 변화는 서로 유사한 경향을 보였다. 비만도지수 (CI) 의 월별 변화는 생식소지수와 생식소중량지수의 변화양상과 유사한 경향을 나타내었다.
- 암컷과 수컷 개체들의 성비는 12개월 전체를 보았을 때 암컷:수컷의 성비가 1:1이라는 가정아래 χ2 로 검증한 결과, 암컷:수컷의 성비는 1:1로 유의한 차가 없는 것으로 나타났다(χ2 = 0.63, p > 0.05) (Table 2).
- 퇴화 후, 소낭과 소낭 사이에는 망상결체조직들로 가득 채워지고, 소낭들의 크기와 그 수가 작아져, 광학현미경 하에서도 난소소낭과 정소소낭을 이루는 조직의 구분이 어려웠다. 그러나 난소소낭 내에서 암컷 생식세포들의 흔적이 있을 경우에는 구분이 가능하였다.
- 홍합은 생식소가 별도로 구분되므로 간접적으로 산란기를 추정하기위해, 생식소지수 (GI) 와 생식소중량지수 (GSI) 의 월별 변화를 조사하여 이들의 변화 양상을 상호 비교하여 본 결과, 이들 2 가지 지수는 암, 수 모두 2월에 최고값을 보인후, 계속 감소하여 4월 (최소값) 까지 감소하고 있어 홍합 암, 수의 GI 변화는 생식소중량지수의 월별 변화와 유사한 양상을 보였으며, 이들 지수의 월별 변화 양상은 조직학적으로 조사된 생식소 발달 단계와 일치하는 경향을 보였다.
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