Diel rhythm of oxygen consumption (OC) of the starry flounder Platichthys stellatus was measured at different water temperatures in a closed recirculating seawater system with a respiratory chamber. The fish consumed 70.5, 79.7, and 90.6 mg $O_2/kg/hr$ at 15, 20, and $25^{\circ}C$
Diel rhythm of oxygen consumption (OC) of the starry flounder Platichthys stellatus was measured at different water temperatures in a closed recirculating seawater system with a respiratory chamber. The fish consumed 70.5, 79.7, and 90.6 mg $O_2/kg/hr$ at 15, 20, and $25^{\circ}C$, respectively, showing a linear increase in OC with water temperature. The OC of fish showed a clear diel rhythm, with lower values during the day and higher values at night, in accordance with the light (09:00-21:00) and dark (21:00-09:00) phases of the diel cycle (12L:12D) in water at 15 and $20^{\circ}C$. However, the OC of the fish showed an unclear diel rhythm with the light and dark phases of the diel cycle at $25^{\circ}C$. The respective OC at 15, 20 and $25^{\circ}C$ was 63.8, 72.4, and 88.4 mg $O_2/kg/hr$ during the light phases and 77.2, 87.1, and 92.8 mg $O_2/kg/hr$ during the dark phase. The starry flounder is thought to be a nocturnal fish with a higher OC at night, while it rests during the day. Its OC was the most stable in the light, when it did not feed. Consequently, the night-time OC is the active OC and the day-time OC is the resting OC in the starry flounder.
Diel rhythm of oxygen consumption (OC) of the starry flounder Platichthys stellatus was measured at different water temperatures in a closed recirculating seawater system with a respiratory chamber. The fish consumed 70.5, 79.7, and 90.6 mg $O_2/kg/hr$ at 15, 20, and $25^{\circ}C$, respectively, showing a linear increase in OC with water temperature. The OC of fish showed a clear diel rhythm, with lower values during the day and higher values at night, in accordance with the light (09:00-21:00) and dark (21:00-09:00) phases of the diel cycle (12L:12D) in water at 15 and $20^{\circ}C$. However, the OC of the fish showed an unclear diel rhythm with the light and dark phases of the diel cycle at $25^{\circ}C$. The respective OC at 15, 20 and $25^{\circ}C$ was 63.8, 72.4, and 88.4 mg $O_2/kg/hr$ during the light phases and 77.2, 87.1, and 92.8 mg $O_2/kg/hr$ during the dark phase. The starry flounder is thought to be a nocturnal fish with a higher OC at night, while it rests during the day. Its OC was the most stable in the light, when it did not feed. Consequently, the night-time OC is the active OC and the day-time OC is the resting OC in the starry flounder.
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문제 정의
따라서, 본 연구에서는 새로운 양식대상종으로 부상하고 있는 강도다리의 명암기별 수온에 따른 산소 소비 특성과 산소 소비 리듬을 파악하여, 이 종의 양식 시 원활한 산소수급 및 사료공급 방법에 대한 기초자료를 얻고자 한다.
제안 방법
산소 소비 측정 장치 및 산소소비량 계산
산소 소비 측정 장치 내의 호홉실 (RC) 은 실험 중 어체의 행동과 호흡수를 측정할 수 있도록 투명 아크릴제로 하였다. 실험용수는 계속 순환하도록 하였으며, 저수조 I (WR I) 에서순환되는 실험용수가 일정 수위에서 넘쳐 나가도록 하여 (횐색 화살표) 수압을 균일하게 유지함으로써, 실험기간 동안 호흡 실로의 유입 수량이 일정해지도록 조절하였다.
호흡 실에서 실험어는 12시간 이상 안정시킨 후, 수온 (15, 20, 25°C) 과광주기 (12L:12D)를 조절하면서 산소 소비를 측정하였다. 수온은 항온수조를 이용하여 수온을 15°C부터 25°C까지 5°C씩 수온을 점차적으로 올렸으며, 광주기는 명기동안에는 형광등을 사용하여 조도를 1, 032 lux로 유지하고, 암기동안에는 차광막을 설치하여 빛을 완전히 차단하였다. 실험 기간 동안 호흡 실로 유입되는 수량은 일정하게 유지하였으며, 실험어의 호흡수는 각각의 실험 수온에서 실험 어의 아가미 개폐 횟수를 1분간 10회 측정 후, 평균값으로 하였다.
수온은 항온수조를 이용하여 수온을 15°C부터 25°C까지 5°C씩 수온을 점차적으로 올렸으며, 광주기는 명기동안에는 형광등을 사용하여 조도를 1, 032 lux로 유지하고, 암기동안에는 차광막을 설치하여 빛을 완전히 차단하였다. 실험 기간 동안 호흡 실로 유입되는 수량은 일정하게 유지하였으며, 실험어의 호흡수는 각각의 실험 수온에서 실험 어의 아가미 개폐 횟수를 1분간 10회 측정 후, 평균값으로 하였다.
하였다. 실험용수는 계속 순환하도록 하였으며, 저수조 I (WR I) 에서순환되는 실험용수가 일정 수위에서 넘쳐 나가도록 하여 (횐색 화살표) 수압을 균일하게 유지함으로써, 실험기간 동안 호흡 실로의 유입 수량이 일정해지도록 조절하였다. 호흡 실에서 유출된 실험용수는 저수조 II (WR H)에서 에어 레이션을 충분하게 하여 실험 어에 의해 소비된 용존산소를 보충해 준 후, 항온수조 (WR & FU)에서 정밀여과와 수온조절을 하여 다시 호흡실에 유입되도록 하였다.
2g의 어류를 실험에 사용하였다. 실험은 해수 순화 여과 사육수조에서 사육하고 있는 강도다리 3마리를 실험개시 전 24시간 동안 절식시킨 후, 밀폐순환유수식 산소 소비 측정장치 (Fig. 1) 내의 호흡 실로 신속히 옮겼다. 호흡 실에서 실험어는 12시간 이상 안정시킨 후, 수온 (15, 20, 25°C) 과광주기 (12L:12D)를 조절하면서 산소 소비를 측정하였다.
1) 내의 호흡 실로 신속히 옮겼다. 호흡 실에서 실험어는 12시간 이상 안정시킨 후, 수온 (15, 20, 25°C) 과광주기 (12L:12D)를 조절하면서 산소 소비를 측정하였다. 수온은 항온수조를 이용하여 수온을 15°C부터 25°C까지 5°C씩 수온을 점차적으로 올렸으며, 광주기는 명기동안에는 형광등을 사용하여 조도를 1, 032 lux로 유지하고, 암기동안에는 차광막을 설치하여 빛을 완전히 차단하였다.
실험용수는 계속 순환하도록 하였으며, 저수조 I (WR I) 에서순환되는 실험용수가 일정 수위에서 넘쳐 나가도록 하여 (횐색 화살표) 수압을 균일하게 유지함으로써, 실험기간 동안 호흡 실로의 유입 수량이 일정해지도록 조절하였다. 호흡 실에서 유출된 실험용수는 저수조 II (WR H)에서 에어 레이션을 충분하게 하여 실험 어에 의해 소비된 용존산소를 보충해 준 후, 항온수조 (WR & FU)에서 정밀여과와 수온조절을 하여 다시 호흡실에 유입되도록 하였다. 산소소비량 측정은 다채널 용존산소 측정시스템 인 Oxyguard 6 프로그램 (Oxyguard International A/S, Birkerd, Denmark)을 사용하였으며, 용존산소량은 유입수 (IW) 실과 유출수 (OW) 실에 각각 부착되어 있는 용존산소 센서 (OS) 에서 10분 간격으로 자동 측정된 유입수와 유출수의 용존산소량을 토대로 계산된 단위체중당 산소 소비 량 (mg Ch/kg/hr)과호흡 당 산소소비량 (mg Oa/kg/breath) 의 평균값으로 나타냈다.
대상 데이터
실험어 는 국립수산과학원 동해 특성화연구센터 실내 수조에서 사육중인 강도다리를 부경대학교 양식생리학연구실 실내수조로 옮겨, 3개월간 안정시킨 평균 전장 25.0±0.6cm, 평균 체중 230.1±12.2g의 어류를 실험에 사용하였다. 실험은 해수 순화 여과 사육수조에서 사육하고 있는 강도다리 3마리를 실험개시 전 24시간 동안 절식시킨 후, 밀폐순환유수식 산소 소비 측정장치 (Fig.
데이터처리
모든 측정값은 평균土표준편차로 나타냈으며, 유의차는 SPSS-통계패키지 (version 10.0)를 이용하여 ktest와 one-way ANOVA-test# 실시 한 후 Duncaifs multiple range test를 이용하여 검정하였다 (PV0.05).
호흡 실에서 유출된 실험용수는 저수조 II (WR H)에서 에어 레이션을 충분하게 하여 실험 어에 의해 소비된 용존산소를 보충해 준 후, 항온수조 (WR & FU)에서 정밀여과와 수온조절을 하여 다시 호흡실에 유입되도록 하였다. 산소소비량 측정은 다채널 용존산소 측정시스템 인 Oxyguard 6 프로그램 (Oxyguard International A/S, Birkerd, Denmark)을 사용하였으며, 용존산소량은 유입수 (IW) 실과 유출수 (OW) 실에 각각 부착되어 있는 용존산소 센서 (OS) 에서 10분 간격으로 자동 측정된 유입수와 유출수의 용존산소량을 토대로 계산된 단위체중당 산소 소비 량 (mg Ch/kg/hr)과호흡 당 산소소비량 (mg Oa/kg/breath) 의 평균값으로 나타냈다. 호홉당 산소소비량은 각각의 실험에서 실험어의 호흡수를 측정할 수 있었던 명기동안에만 계산하였다.
성능/효과
그러나 수온이 25°C로 상승하였을 때 명기와 암기의 산소 소비 리듬은 사라지고, 일정하지 않은 산소 소비 경향을 보였다. 각 설정 수온으로 5°C씩 상승시키는 수온 적응기간의 산소 소비가 실험 기간의 산소소비에 비해 높게 나타나는 경향을 보였다. 또한 수온 적응 기간 및 실험 기간 모두 명기에서 암기로 바뀐 뒤 1시간 뒤에 산소 소비가 가장 높게 나타났다.
3과 같다. 강도다리의 호흡수는 각각의 수온에서 34, 41, 50회로 수온상승과 비례해서 증가한 반면, 호흡 당 산소소비량은 0.0378, 0.0354, 0.0309 mg Ch/kg/breath로 감소하였다. 호흡수와 호흡당 산소소비량의 产값은 각각 0.
019로 암기보다 명기에서 산소소비 증가량이 높았다. 또한 /은 명기에서 0.625, 암기에서 0.207로 명기의 산소 소비는 급격히 증가한 반면, 암기의 산소소비는 완만하게 증가하는 경향을 보였다.
소비경향을 보여, 암기 동안에 활성이 높은 야간활동형 어종으로 판단된다. 또한 강도다리가 야간활동형 어종으로 밝혀짐에 따라 주간보다 야간에 섭식 활동이 왕성할 것으로 생각되므로 강도다리의 양식에서는 주간보다 야간에 산소공급을 원활히 해주고, 사료를 일몰 직후에 공급하거나, 주간이라 하더라도 수조 내 밝기를 어둡게 하여 공급하는 것이 효과적이라 할 수 있다. 본 연구에서 강도다리의 호흡수는 수온 상승과 비례하여 증가한 반면, 호홉당 산소소비량은 감소하는 경향을 보였다.
본 연구에서 수온을 20°C에서 25°C로 상승했을 때, 강도다리는 광주기에 따른 산소소비 리듬이 사라지고 산소소비량이 불규칙적으로 나타나 고수온으로 인한 스트레스가 증가하여 어체의 대사리듬이 흐트러진 것으로 판단된다. 또한 본 연구에 사용한 강도다리에 대한 저자들의 사육 경험에 의하면 성장과 활력이 좋았던 入1육수온은 18°C 전후였으며, 22°C 이상의 수온에서는 섭식활동이 감소하고, 26°C 이상의 수온에는 폐사 개체가 나타났다. 따라 서강도 다리 성공적인 양식을 위해서는 수온을 20°C 이하로 유지하는 것이 중요하다고 판단되며, 본 연구조건과 달리 연속적인 저수온 및 고수온 자극, 장기간의 수온 자극을 주었을 때 나타나는 결과는 미지수이므로 강도다리 산소소비 경향에 대한 심도 있는 연구가 더욱 필요할 것으로 사료된다.
각 설정 수온으로 5°C씩 상승시키는 수온 적응기간의 산소 소비가 실험 기간의 산소소비에 비해 높게 나타나는 경향을 보였다. 또한 수온 적응 기간 및 실험 기간 모두 명기에서 암기로 바뀐 뒤 1시간 뒤에 산소 소비가 가장 높게 나타났다.
또한 강도다리가 야간활동형 어종으로 밝혀짐에 따라 주간보다 야간에 섭식 활동이 왕성할 것으로 생각되므로 강도다리의 양식에서는 주간보다 야간에 산소공급을 원활히 해주고, 사료를 일몰 직후에 공급하거나, 주간이라 하더라도 수조 내 밝기를 어둡게 하여 공급하는 것이 효과적이라 할 수 있다. 본 연구에서 강도다리의 호흡수는 수온 상승과 비례하여 증가한 반면, 호홉당 산소소비량은 감소하는 경향을 보였다. 감성돔의 경우 Chang et al.
또한, Homing and Pearson (1973)은 어체가 수온 변화에 적응할 때 중요한 요인은 광주기와 적웅온도로서, 고수온에 적응된 어류는 저수온에 약하고, 저수온에 적응된 어류는 고수온에 약하다고 보고하였다. 본 연구에서 수온을 20°C에서 25°C로 상승했을 때, 강도다리는 광주기에 따른 산소소비 리듬이 사라지고 산소소비량이 불규칙적으로 나타나 고수온으로 인한 스트레스가 증가하여 어체의 대사리듬이 흐트러진 것으로 판단된다. 또한 본 연구에 사용한 강도다리에 대한 저자들의 사육 경험에 의하면 성장과 활력이 좋았던 入1육수온은 18°C 전후였으며, 22°C 이상의 수온에서는 섭식활동이 감소하고, 26°C 이상의 수온에는 폐사 개체가 나타났다.
많은 연구자들은 어류의 산소소비에 결정적인 영향을 주는 요인으로 수온을 들었고, 수온상승과 비례해서 산소소비량은 증가한다고 보고하였다 (Xie and Sum, 1990; Cai and Summerfelt, 1992). 본연구에서도 강도다리는 수온 상승과 비례하여 산소소비가 증가하는 경향을 보였으며, 수온 20°C 이하에서는 명기 동안에는 산소 소비가 적고 규칙적인 산소 소비 리듬을, 암기 동안에는 산소 소비가 많은 불규칙적인 산소 소비 리듬을 나타냈다. 하지만 수온을 25°C로 상승시켰을 때, 명기와 암기의 뚜렷했던 산소 소비 리듬이 사라졌을 뿐만 아니라, 산소소비도 불규칙적인 경향을 보였다.
후속연구
또한 본 연구에 사용한 강도다리에 대한 저자들의 사육 경험에 의하면 성장과 활력이 좋았던 入1육수온은 18°C 전후였으며, 22°C 이상의 수온에서는 섭식활동이 감소하고, 26°C 이상의 수온에는 폐사 개체가 나타났다. 따라 서강도 다리 성공적인 양식을 위해서는 수온을 20°C 이하로 유지하는 것이 중요하다고 판단되며, 본 연구조건과 달리 연속적인 저수온 및 고수온 자극, 장기간의 수온 자극을 주었을 때 나타나는 결과는 미지수이므로 강도다리 산소소비 경향에 대한 심도 있는 연구가 더욱 필요할 것으로 사료된다.
(1997)은 호흡수와 산소소비량의 관계에서 호흡수가 산소소비량에 유의한 영향을 미치는 것이 아니며, 혈액의 산소분압을 함께 측정하지 않으면 해명하기 어렵다고 하였다. 따라서 앞으로 호흡수와 산소소비량과의 관계에 대한 연구가 더 필요할 것으로 생각된다. 한편, 수온 20°C에서 강도다리의 호흡수는 41회인데 버】해, Chang et al.
이는 감성돔은 온수성 어류로서 20 °C 이상의 수온에서 활성이 높아지는 반면, 강도다리는 냉수성 어류로서 20 °C 이상의 수온에서는 체내.외 산소결합 및 체내 산소 운반 능력이 감소하여 활성이 낮아지는 것에 기인한 결과라 생각되나 이에 대한 많은 연구가 필요할 것으로 생각된다. 또한, Iwama et al.
참고문헌 (31)
Barton, B.A. and C.B. Schreck. 1987. Metabolic cost of acute physical stress in juvenile steelhead. Trans. Am. Fish. Soc., 116, 257-263
Buentello, J.A., W.H. Neill and D.M. Gatlin III. 2000. Effects of water temperature and dissolved oxygen on daily feed consumption, feed utilization and growth of channel catfish (Ictalurus punctatus). Aquaculture, 182, 339-352
Burleson, M.L., D.R. Wilhelm and N.J. Smatresk. 2001. The influence of fish size on the avoidance of hypoxia and oxygen selection by largemouth bass. J. Fish Biol., 59, 1336-1349
Cai, T. and R.C. Summerfelt. 1992. Effects of temperature and size on oxygen consumption and ammonia excretion by walleye. Aquaculture, 104, 127-138
Chang, Y.J., M.H. Jeong, B.H. Min, W.H. Neill and L.P. Fontaine. 2005. Effects of photoperiod, temperature, and fish size on oxygen consumption in the black porgy (Acanthopagrus schlegeli). J. Fish. Sci. Tech., 8, 142-150
De La Gandara, F., A. Garcia-Gomez and M. Jover. 2002. Effect of feeding frequency on the daily oxygen con- sumption rhythms in young Mediterranean yellowtails (Seriola dumerili). Aquacult. Eng., 26, 27-39
Forsberg, O.I. 1994. Modelling oxygen consumption rates of post-smolt Atlantic salmon in commercial-scale land-based farms. Aquacult. Int., 2, 180-196
Forsberg, O.I. 1997. The impact of varying feeding regimes on oxygen consumption and excretion of carbon dioxide and nitrogen in post-smolt Atlantic salmon Salmo salar L. Aquacult. Res., 28, 29-41
Iwama, G.K., A. Takemura and K. Takano. 1997. Oxygen consumption rates of tilapia in fresh water, sea water, and hypersaline sea water. J. Fish Biol., 51, 886-894
Jeong, M.H., Y.S. Kim., B.H. Min and Y.J. Chang. 2007. Effect of fish number in respiratory chamber on routine oxygen consumption of Black porgy Acanthopagrus schlegeli reared in seawater or freshwater. J. Aquacult., 20, 121-126
Jo, J.Y. and Y.H. Kim. 1999. Oxygen consumption of far eastern catfish Silurus asotus, on the different water temperatures and photoperiods. J. Kor. Fish. Soc., 32, 56-61
Kang, H.W., D.Y. Kang, K.C. Cho, J.H. Lee, K.J. Park and J.H. Kim. 2004. Effect of food and salinity on larval growth and survival of the river puffer, Takifugu obscurus. J. Aquacult., 17, 221-227
Kawamoto, N. 1977. Fish Physiology. Koseisha- Koseikaku, Tokyo, Japan, 1-605
Kim, B.H., K.M. Kim, Y.D. Lee, C.B. Song and S. Rho. 1997. Reproductive biology of the sevenband grouper, Epinephelus septemfasciatus. I. The effect of HCG on ovulation induction. J. Aquacult., 10, 55-61
Kim, Y.U., J.G. Myoung, Y.S. Kim, K.H. Han, C.B. Kang and J.G. Kim. 2001. The Marine Fishes of Korea. Seo, J.B., ed. Hanguel, Pusan, Korea, 1-308
Ko, Y.S., Y.J. Chang and J.Y. Kwon. 1995. Changes of dissolved oxygen concentrations during the trans- portation of the olive flounder (Paralichthys olivaceus) seedlings. J. Aquacult., 8, 251-260
Lee, S.J., Y.B. Go and Y.C. Choi. 2000. Egg development and morphological changes of larvae of the file fish, Thamnaconus modestus. Kor. J. Ichthyol., 12, 208- 214
Lim, H.K., C.M. An, M.H. Son, M.W. Park, E.O. Kim and S.G. Byun. 2006. Effect of diluents and tem- perature on sperm storage in starry flounder (Platichthys stellatus). J. Aquacult., 19, 47-51
Lim, H.K., M.H. Jeong, H.K. Han., J.H. Lee and Y.J. Chang. 2004. Oxygen consumption of hybrid striped bass (Morone chrysops female $\times$ M. saxatilis male) exposed to different temperature, salinity and photoperiod. J. Aquacult., 17, 258-261
Lund, S.G. and B.L. Tufts. 2003. The physiological effects of heat stress and the role of heat shock proteins in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) red blood cells. Fish Physiol. Biochem., 20, 279-292
Niu, C., D. Lee, S. Goshima and S. Nakao. 2003. Effects of temperature on food consumption, growth and oxygen consumption of freshwater prawn Macro- brachium rosenbergii (de Man 1879) postlarvae. Aquacult. Res., 34, 501-506
Requena, A., J. Fernandez-Borras and J. Planas. 1997. The effects of a temperature rise on oxygen con- sumption and energy budget in gilthead sea bream. Aquacult. Int., 5, 415-426
So, S.Y. 2007. Oxygen consumption of rainbow trout, Oncorhynchus mykiss Walbaum by the water temperature change and acclimation. Master Thesis, Kunsan National University, Korea, 1-45
Spencer, W.P. 1939. Diurnal activity rhythms in freshwater fishes. Ohio J. Sci., 39, 119-132
Spoor, W.A. 1946. A quantitative study of the relationship between the activity and oxygen consumption of the goldfish, and its application to the measurement of respiratory metabolism in fishes. Biol. Bull., 91, 312-325
Via, J.D., V. Paolo, G. Edumund and N. Harald. 1998. Oxygen consumption in sea bass fingerling Dicentrarchus labrax exposed to acute salinity and temperature changes: metabolic basis for maximum stocking density estimations. Aquaculture, 169, 303-313
Wagner, E.J., S.A. Miller and T. Bosakowski. 1995. Ammonia excretion by rainbow trout over a 24-hour peroid at two densities during oxygen injection. Prog. Fish-Cult., 57, 199-205
Wi, J.H. and Y.J. Chang. 1976. A basic study on transport of live fish (I). Bull. Fish. Res. Dev. Inst., Kor., 15, 91-108
Xie, X. and R. Sun. 1990. The bioenergetics of the southern catfish (Silurus meridionslia Chen): I. Resting metabolic rate as a function of body weight and temperature. Physiol. Zool., 63, 1181-1195
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