[논문]북서태평양에서 종속영양 원생생물 군집 및 섭식압의 해역별 비교

양은진; 주세종; 김웅서

doi:10.4217/opr.2008.30.3.289

북서태평양에서 종속영양 원생생물 군집 및 섭식압의 해역별 비교
Regional Comparisons of Heterotrophic Protists Grazing Impacts and Community in Northwest Pacific Ocean 원문보기

Ocean and polar research, v.30 no.3, 2008년, pp.289 - 301

양은진 (한국해양연구원 해양생물자원연구부) , 주세종 (한국해양연구원 해양생물자원연구부) , 김웅서 (한국해양연구원 여수엑스포 지원TFT)

Abstract ▼ AI-Helper

Community structure of heterotrophic protists and their grazing impact on phytoplankton were studied in Northwest Pacific Ocean during October, 2007. The study area was divided into four regions based on physical properties (temperature and salinity) and chlorophyll-a distribution. They were Region I of North Equatorial Currents, Region II of Kuroshio waters, Region III of shelf mixed water, and Region IV of Tsushima warm current from East China Sea. The distribution of chlorophyll-a concentrations and community structure of heterotrophic protists were significantly affected by physical properties of the water column. The lowest concentration of chlorophyll-a was identified in Region I and II, where pico-sized chlorophyll-a was most dominant (>80% of total chlorophyll-a). Biomass of heterotrophic protists was also low in Region I and II. However, Region III was characterized by low salinity and temperature and high chlorophyll-a concentration, with relatively lower pico-sized chlorophyll-a dominance. The Highest biomass of heterotrophic protists appeared in Region III, along with the relatively less important nanoprotists. In Region I, II and IV, heterotrophic dinoflagellates were dominant among the protists, while ciliates were dominant in Region III. Community structure varied with physical(salinity and temperature) and biological (chlorophyll-a) properties. Biomass of heterotrophic protists correlated well with chlorophyll-a concentration in the study area ($r^2=0.66$, p<0.0001). The potential effect of grazing activity on phytoplankton is relatively high in Region I and II. Our result suggest that biomass and size structure of heterotrophic protists might be significantly influenced by phytoplankton size and concentration.

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문제 정의

북서 태평양의 기후 및 환경변화는 한국 주변해의 해양환경 및 생태계의 하위영양준위 생물들의 생산 및 종 등의 분포에 크게 영향을 주기 때문에 본 조사 수역은 향후 기후 변화에 따른 해양 생태계 변화를 예측하고, 해양의 탄소 순환을 이해하는데 중요한 수역이다. 따라서 종속영양 원생생물 그룹을 포함한 미세생물 군집에 대한 지속적인 연구를 통해 장기적인 미세생물 군집의 생물량 변화와 생물 조성, 그리고 섭식압에 관한 연구가 지속적으로 조사된다면, 향후 전 지구 환경 변화에 따른 북서 태평양 수역과 한국 주변 수역에서 생태적 연속성을 파악하고 해양생태계의 변화 양상과 탄소 순환을 이해하는데 중요한 자료로서 활용될 수 있을 것이다.

제안 방법

각각의 dilution factor에서 얻은 엽록소-α 농도의 기울기와 절대값으로 식물플랑크톤의 성장률과 사망률을 얻었고, 이 값을 이용하여 식물플랑크톤에 대한 종속영양 원생생물의 섭식률을 계산하였다.
33% w/v)과 DAPI(1 µg ml ^-1)로 염색한 후 슬라이드를 냉동 보관하였다. 냉동 보관된 시료는 실험실로 운반해 형광현미경(Nikon type 104)으로 독립영양성과 종속영양성을 구분하여 계수하였다.
따라서 본 조사는 북서태평양의 기후 변동에 따른 하위 생태계 변화에 대한 연구의 일환으로 하위 영양단계에서 에너지 흐름의 연결자로서 중요한 역할을 하는 종속영양 원생생물의 군집구조 및 이들의 식물플랑크톤에 대한 섭식압의 공간 분포를 분석하여 북서태평양의 북적도 해류수역, 쿠로시오 해류의 근원지인 필리핀 동부해역 및 쿠로시오 해류의 지류인 대마난류의 직접적인 영향권 내에 있는 동중국해의 표영 생태계에서 종속영양 원생생물의 군집 구조 및 식물플랑크톤에 대한 섭식압을 비교하였다.
배양 초기와 24시간 후에 각각의 실험 용기에서 엽록소-α 농도 측정을 위해 해수 500 ml를 여과하여 현장에서 Turner Design Fluorometer(10-AU)를 이용하여 분석하였다.
수층내 종속영양 원생생물의 생물량을 파악하기 위하여 0, 15, 30, 50, 75, 100 m와 엽록소 최대층에서 해수를 채수하였다. 종속영양 원생생물중 섬모충류를 관찰하기 위하여 500 ml 해수를 Lugol's solution으로 최종농도 5% 되게 고정하였고, 고정된 시료는 실험실로 운반해 섬모충류의 관찰을 위해 Lugol로 고정된 시료는 50 ml까지 가라앉게한 후 Utermöhl chamber를 사용하여 도립 현미경(Olympus IX 70)으로 관찰하였다.
엽록소-α 농도는 각 정점의 0, 15, 30, 50, 75, 100 m와 엽록소 최대층에서 해수를 채수하여 Turner Design Fluorometer(10-AU)를 사용하여 현장에서 측정하였다.
조사 수역에서 해수의 수온, 염분 및 밀도는 CTD(SeaBird 911 puls)를 이용하여 측정하였다. 엽록소-α 농도는 각 정점의 0, 15, 30, 50, 75, 100 m와 엽록소 최대층에서 해수를 채수하여 Turner Design Fluorometer(10-AU)를 사용하여 현장에서 측정하였다.
조사 수역은 수온과 염분의 분포에 따라 4개의 해역으로 구분하였다(Fig. 2; Table 1). 해역 Ⅰ은 북적도 해류대에 있는 정점 3, 5, 7 및 9를 포함한 해역으로 표층에서는 34.
종속영양 미소편모류를 관찰하기 위하여 시료 100 ml를 0.8 µm nuclepore polycarbonate black filter로 여과 하였으며, 종속영양 와편모류를 관찰하기 위하여 시료 200 ml를 5 µm nuclepore polycarbonate black filter로 여과하여 각각의 여과된 시료들은 proflavin(0.33% w/v)과 DAPI(1 µg ml -1)로 염색한 후 슬라이드를 냉동 보관하였다.
종속영양 원생생물중 섬모충류를 관찰하기 위하여 500 ml 해수를 Lugol's solution으로 최종농도 5% 되게 고정하였고, 고정된 시료는 실험실로 운반해 섬모충류의 관찰을 위해 Lugol로 고정된 시료는 50 ml까지 가라앉게한 후 Utermöhl chamber를 사용하여 도립 현미경(Olympus IX 70)으로 관찰하였다. 종속영양 미소편모류와 종속영양와편모류의 생물량을 파악하기 위하여 300 ml의 해수를 글루타르 알데하이드로 최종농도 1%가 되게 고정한 후 현장에서 슬라이드를 제작하였다. 종속영양 미소편모류를 관찰하기 위하여 시료 100 ml를 0.
종속영양 원생생물중 섬모충류를 관찰하기 위하여 500 ml 해수를 Lugol's solution으로 최종농도 5% 되게 고정하였고, 고정된 시료는 실험실로 운반해 섬모충류의 관찰을 위해 Lugol로 고정된 시료는 50 ml까지 가라앉게한 후 Utermöhl chamber를 사용하여 도립 현미경(Olympus IX 70)으로 관찰하였다.
쿠로시오 해류가 북상하는 곳에 위치해 있는 필리핀 동부 해역은 수심이 500 m 이상인 대륙사면의 외해역(정점 24 및 26)과 수심이 100 m 내외의 천해역(정점 31)으로 구분되었으며, 이중 고온 및 고염의 쿠로시오 해류의 특성을 갖는 정점 24와 26을 포함하는 수역을 해역 Ⅱ로, 쿠로시오 해류가 대륙 사면을 따라 북상하는 곳에 있는 정점 31과 정점 32는 34.0 psu 이하의 저염과 27.0℃ 이하의 저수온의 특징을 갖는 해역 Ⅲ으로 구분하였다.
쿠로시오의 지류인 대마난류가 통과하는 동중국해에 위치해 있는 정점 33, 34 및 35는 표층 혼합층이 40-50 m 수심까지 형성되었으며, 표층수는 27℃ 이하의 수온과 34.0 psu 이상의 염분이 존재하는 해역 Ⅳ로 구분하였다.
크기별 엽록소-α 농도는 PC membrane filter paper(2 µm pore size)를 이용하여 2 µm 이하(극미소)와 2 µm 이상으로 크기를 구분하였다.
크기별 엽록소-α 농도를 측정하기 위하여 해수 1000 ml를 GF/F로 여과한 후 여과지를 90% 아세톤에 넣고 24시간 추출하여 절대값을 측정하였다.
희석 후 각각의 실험용기(100%, 80%, 60%, 40%, 20%)에 식물플랑크톤의 원활한 성장을 위해 질산염(최종농도 0.5 µM)과 인산염(최종농도 0.03 µM)을 첨가하여 24시간 자연 상태에서 배양하였다.

대상 데이터

본 조사는 2007년 10월 1일부터 10월 16일까지 R/V 온누리호를 이용하여 북서 태평양의 11개 정점에서 수행되었다. 조사 수역은 북적도 해류대가 통과하는 동경 135°N 상의 북위 12°E 에서 15° 30'E까지의 해역(4개 정점), 쿠로시오 해류가 대륙사면을 따라 통과하는 곳에 있는 필리핀 동부 해역(3개 정점) 및 쿠로시오의 지류인 대마난류가 통과하는 동중국해의 동남쪽 해역(4개 정점)을 대상으로 하였다(Fig.
조사 수역은 북적도 해류대가 통과하는 동경 135°N 상의 북위 12°E 에서 15° 30'E까지의 해역(4개 정점), 쿠로시오 해류가 대륙사면을 따라 통과하는 곳에 있는 필리핀 동부 해역(3개 정점) 및 쿠로시오의 지류인 대마난류가 통과하는 동중국해의 동남쪽 해역(4개 정점)을 대상으로 하였다(Fig. 1).

이론/모형

방산충류의 탄소량은 Michaels et al.(1995)의 식을 이용하여 측정하였다.
Landry and Hassett(1982)의 해수희석 방법(Dilution method)을 사용하여 식물플랑크톤의 성장률과 종속영양 원생생물의 섭식률을 측정하였다. 각 정점의 10 m 수심에서 10 l의 해수를 채수하여 실험에 사용하였다.
을 이용하여 구하였다. 그 외 원생생물은 현미경 하에서 각 세포 크기를 측정한 후 세포 용적을 Edler(1979)의 방법에 따라 구하였다. 유종 섬모충류(Tintnnnids)는 carbon(pg) =44.
19 pgC µm^-3(Putt and Stoecker 1989)의 전환 값을 사용하여 환산하였다. 와편모류의 탄소량은 Edler(1979)의 방법에 따라 용적을 구한 후 Menden-Deuer and Lessard(2000)의 실험식인 Carbon(pg)=0.216 [volume, m³] ^0.939을 이용하여 각 세포의 탄소량을 구하였다. 방산충류의 탄소량은 Michaels et al.
유종 섬모충류(Tintnnnids)는 carbon(pg) =44.5+0.053 lorica volum(µm3) (Verity and Langdon 1984)의 식에 따라 구하였으며, 피각이 없는 빈모 섬모충류(Oligotrichs)는 0.19 pgC µm-3(Putt and Stoecker 1989)의 전환 값을 사용하여 환산하였다.
종속영양 미소 편모류의 탄소량은 현미경 하에서 체적을 구한 후 Børsheim and Bratbak(1987)의 전환 값인 220fgC µm-3을 이용하여 구하였다.

성능/효과

그러나 빈영양 해역인 해역 Ⅰ과 Ⅱ에 비해 해역 Ⅲ에서는 소형 종속영양 와편모류(>20 µm)가 상대적으로 높은 기여율을 나타냄으로써 종속영양 와편모류의 분포 특성이 엽록소-α 의 크기별 분포와 밀접한 관련이 있음을 제시하였다.
그러나 해역 Ⅲ에서는 조사 수역 중 표층수의 수온 및 염분이 가장 낮았으나, 엽록소-α 농도는 가장 높았고, 극미소 엽록소-α 농도의 기여율은 다른 해역에 비하여 67.7% 로 낮게 나타났다.
종속영양 미소편모류, 미소형 섬모충류 및 미소형 종속영 양 와편모류를 포함하는 20 µm 이하의 미소형 원생생물은 해역 Ⅰ , Ⅱ 및 Ⅳ에서 평균 75%를 차지하는 것으로 나타났다. 그러나 해역 Ⅲ에서는 평균 50%를 기여하는 것으로 나타나 해역 Ⅲ에서 소형 종속영양 원생생물의 상대적인 중요성이 증가하는 경향을 보였다. 종속영양 미소편모류, 섬모충류, 종속영양 와편모류와 방산충류를 포함하는 전체 종속영양 원생생물 군집의 정점별 생물량은 해역 Ⅰ에서 평균 3.
본 조사해역에서도 해역별로 종속영양 원생생물의 크기별 군집구조는 식물플랑크톤의 크기별 분포와 유사한 경향을 보였다. 극미소 식물플랑크톤이 80% 이상 우점한 해역 Ⅰ과 Ⅱ에서는 미소형 원생생물이 80% 이상 우점하여 나타났지만 극미소 식물플랑크톤의 중요성이 상대적으로 낮아지는 해역 Ⅲ에서는 미소형 원생생물의 기여율도 상대적으로 낮은 것으로 나타났다(Table 1). 이와 같은 결과는 종속영양 원생생물과 식물플랑크톤 사이에 피식자-포식자의 관계가 있음을 암시하며, 이러한 피식자-포식자의 관계는 미세생물 먹이망에서 에너지 흐름을 조절하는 중요한 조절 인자가 될 수 있음을 시사한다.
1999). 따라서 조사수역에서 해역 Ⅲ에 비하여 해역 Ⅰ과 Ⅱ에서 종속영양 원생생물의 높은 섭식압은 섬모충류에 비하여 상대적으로 섭식 능력이 강하고, 성장률이 빠른 미소형 종속영양 와편모류의 높은 생물량에 원인이 있는 것으로 판단된다. 특히 해역 Ⅰ과 Ⅱ에서 식물 플랑크톤에 대한 종속영양 원생생물의 높은 섭식압은 종속영양 원생생물은 먹이 공급의 변화에 빠르게 반응하여 생산과 소비 사이에 균형 있는 관계를 지속적으로 유지시키기 때문에 종속영양 원생생물이 미세생물 먹이망내에서 유기 탄소의 전달자로서 중요한 역할을 하고 있음을 시사한다.
또한 소형 섬모충류(>20 µm)는 다른 해역에 비하여 2 µm 이상의 엽록소-α 농도가 상대적으로 높게 분포한 해역 Ⅲ에서 상대적으로 높은 우점율을 보였다(Fig.5).
또한 엽록소-α 농도의 변화로 측정된 식물플랑크톤의 성장률은 해역 Ⅰ에서는 0.51-0.60d-1, 해역 Ⅱ에서는 0.85 d-1 그리고 해역 Ⅲ에서는 0.70-1.28 d-1로 나타났으며, 종속영양 원생생물의 섭식률은 해역 Ⅰ에서 0.50-0.58 d-1, 해역 Ⅱ에서 0.71 d-1 그리고 해역 Ⅲ에서 0.56-0.85 d-1로 나타났다(Table 2).
1995). 또한 조사 수역에서의 식물플랑크톤 성장률은 0.51-1.28 d^-1로, 종속영양 원생생물의 섭식률은 0.50-0.85 d^-1로 나타났으며, 해역 Ⅰ과 Ⅱ에 비하여 해역 Ⅲ에서 높게 나타났다(Table 2). 이와 같이 극미소 식물플랑크톤이 우점한 해역 Ⅰ과 Ⅱ에서 식물플랑크톤 성장률 및 원생생물의 섭식률은 해역 Ⅲ에 비하여 낮게 나타났지만, 해역 Ⅰ과 Ⅱ에서 식물플랑크톤에 대한 원생생물의 섭식압이 높은 결과를 보인 것은 북동태평양의 빈영양 수역이 주변의 용승 수역에서 보다 식물플랑크톤의 성장률은 낮고 원생생물의 섭식압이 높게 나타난 결과와 잘 일치한다(Yang et al.
2004). 본 조사 수역에서도 종속영양 원생생물의 섭식압은 잠재적 일일 일차생산에 80.1-97.5%를 제거하는 것으로 나타났으며 특히 극미소식물플랑크톤이 높게 우점하는 해역 Ⅰ과 Ⅱ에서 90% 이상의 높은 섭식압을 보였다. 동중국해 및 쿠로시오 해역에서 종속영양 원생생물의 생물량 및 섭식압에 대하여 이전에 보고된 결과는 없기 때문에 본 조사 결과와 비교할 수는 없으나 본 조사 수역에서 식물플랑크톤에 대한 종속영양원생생물의 섭식압은 Fig.
본 조사시기 동안 북적도 해류대에 위치해 있는 해역 Ⅰ은 엽록소-α 농도가 매우 낮은 전형적인 빈영양 해역의 특성을 보이며, 쿠로시오 해역의 본류역인 해역 Ⅱ는 해역 Ⅰ에 비하여 염분은 높지만 엽록소-α 농도는 유사하게 나타났다(Table 1).
4). 부유 섬모충류 현존량은 가장 낮은 값을 보인 해역 Ⅰ에 비해 해역 Ⅲ에서 평균 9배 이상 높게 나타났다. 부유 섬모충류 그룹 중 가장 우점하여 나타난 그룹은 빈모 섬모충류(oligotrichs)그룹으로, 주로 Lohmaniella spp, Strombidium spp, Strobilidium spp, Tontonia spp 등으로 구성되었다.
부유 섬모충류의 정점별 평균 생물량은 해역 Ⅰ에서 평균 0.26 µgC l-1로 가장 낮았으며, 해역 Ⅲ에서 평균 2.82 µgC l-1로 가장 높게 나타났다.
수온과 염분의 특성에 따라 구분된 해역별로 엽록소-α 농도의 분포도 뚜렷한 차이를 보였다(Fig. 3).
조사 수역에서 식물플랑크톤의 성장률과 종속영양 원생생물의 섭식률은 해역 Ⅰ에 비하여 해역 Ⅲ에서 높았다. 식물플랑크톤에 대한 종속영양 원생생물의 섭식률은 해역 Ⅰ에서는 잠재적 일차 생산의 93.2-97.5%, 해역 Ⅱ에서는 92.3%, 해역 Ⅲ에서는 80.1-85.1%를 제거하는 것으로 나타났으며, 해역 Ⅰ에서 가장 높은 섭식압을 보였다.
이 해역에서는 특히 소형 섬모충류(>20 µm)의 생물량 및 우점율이 다른 해역에 비하여 높았으며, 총 종속영양 원생생물의 생물량에 대한 20 μm 이상의 소형 원생생물의 기여율은 49%로 다른 해역에 비하여 높게 나타났다(Table 1).
극미소 식물플랑크톤이 80% 이상 우점한 해역 Ⅰ과 Ⅱ에서는 미소형 원생생물이 80% 이상 우점하여 나타났지만 극미소 식물플랑크톤의 중요성이 상대적으로 낮아지는 해역 Ⅲ에서는 미소형 원생생물의 기여율도 상대적으로 낮은 것으로 나타났다(Table 1). 이와 같은 결과는 종속영양 원생생물과 식물플랑크톤 사이에 피식자-포식자의 관계가 있음을 암시하며, 이러한 피식자-포식자의 관계는 미세생물 먹이망에서 에너지 흐름을 조절하는 중요한 조절 인자가 될 수 있음을 시사한다. 이러한 추론은 해수 희석방법(Dilution method)을 통해 수행된 식물플랑크톤에 대한 종속영양 원생생물의 섭식률 실험 결과에서 잘 뒷받침 해주고 있다(Table 2).
전체 엽록소-α 농도 중에서 극미소(<2 µm) 엽록소-α가 차지하는 비율은 해역 Ⅰ과 Ⅱ에서 80% 이상으로 나타났으며, 반면에 해역 Ⅲ에서는 전체 엽록소-α 농도에 평균 67%를 차지하였다(Table 1).
해역 Ⅰ과 Ⅱ에서 종속영양 미소편모류의 상대적으로 높은 우점율은 이 해역에 극미소 식물플랑크톤의 높은 우점률과 박테리아의 높은 생물량 분포와도 관련이 있는 것으로 판단된다(한국해양 연구원 2007). 조사 수역 중에서 쿠로시오 해류와 대륙붕 수와의 혼합으로 물질교환이 활발하게 일어나며, 식물플랑크톤 생물량이 가장 높게 나타난 해역 Ⅲ에서는 종속영양 원생생물의 생물량이 가장 높게 나타났으며, 종속영양 원생생물의 군집구조도 다른 해역과 차이를 보였다. 이 해역에서는 특히 소형 섬모충류(>20 µm)의 생물량 및 우점율이 다른 해역에 비하여 높았으며, 총 종속영양 원생생물의 생물량에 대한 20 μm 이상의 소형 원생생물의 기여율은 49%로 다른 해역에 비하여 높게 나타났다(Table 1).
부유 섬모충류는 피각을 갖고 있는 유종 섬모충류(tintinnids)와 피각을 갖고 있지 않은 빈모 섬모충류(oligotrichs), 그리고 채찍 섬모충류를 포함한 전모류 (holotrichs)로 구분하였다. 조사 수역에서 빈모 섬모충류는 전체 섬모충류의 평균 74%를 기여하는 것으로 나타났다(Fig. 5). 또한 소형 섬모충류(>20 µm)는 다른 해역에 비하여 2 µm 이상의 엽록소-α 농도가 상대적으로 높게 분포한 해역 Ⅲ에서 상대적으로 높은 우점율을 보였다(Fig.
85 d^-1로 나타났다(Table 2). 조사 수역에서 식물플랑크톤의 성장률과 종속영양 원생생물의 섭식률은 해역 Ⅰ에 비하여 해역 Ⅲ에서 높았다. 식물플랑크톤에 대한 종속영양 원생생물의 섭식률은 해역 Ⅰ에서는 잠재적 일차 생산의 93.
조사 수역에서 종속영양 미소편모류(Heterotrophic nanoflagellates, HNF)는 주로 2-5 µm 크기로 나타났다.
또한, 해역 Ⅲ과 Ⅳ에서는 표층 혼합층 부근에서 높은 분포를 보였다. 조사 수역에서 종속영양 와편모류 (Heterotrophic dinoflagellates, HDF)의 현존량은 해역 Ⅰ에서 6-35 cells ml^-1(평균 21 cells ml^-1), 해역 Ⅱ에서 12-40 cells ml^-1(평균 25 cells ml^-1), 해역 Ⅲ에서 8-38 cells ml^-1 (평균 26 cells ml^-1), 해역 Ⅳ에서 7-81 cells ml^-1(평균 31 cells ml^-1)로 분포 하였으며, 해역 Ⅳ에서 가장 높게 나타났다(Fig. 4). 종속영양 와편모류의 수직 분포는 해역 Ⅰ에서는 수심별로 차이를 보이지 않았으나, 해역 Ⅱ에서는 엽록소 최대층 부근에서 높은 분포를 보였다.
조사 수역에서 종속영양 원생생물 군집은 종속영양 미소편모류, 섬모충류, 종속영양 와편모류와 방산충류의 4개 그룹으로 구분하였으며, 그중 종속영양 와편모류는 해역 Ⅲ을 제외하고 전체 원생생물의 50%를 차지하여 가장 우점하는 그룹으로 나타났다. 종속영양 와편모류는 종속영양 원생생물 생물량의 많은 부분을 차지하며, 미세생물 먹이망의 중요한 소비자로서 지난 20년 전부터 미세생물 먹이망에서 가장 중요한 구성자로 간주 되어 왔다(Kimor 1981; Archer et al.
조사 수역은 수괴의 특성에 따라 식물플랑크톤과 종속영양 원생생물의 생물량, 군집 구조 및 종속영양 원생생물의 섭식률이 다르게 나타났다. 일차적으로 종속영양 원생생물의 생물량 분포와 군집구조가 위도에 따라 차이를 보이는 것은 각 수괴의 특성에 의해 일차생산자의 생물량과 크기별 분포 양상이 다르게 나타났기 때문에 식물플랑크톤을 먹이로 이용하는 종속영양 원생생물의 생물량과 크기별 군집구조도 이들과 상당히 일치하는 양상을 나타낸 것으로 판단된다.
조사기간 동안 출현한 종속영양 와편모류 중 미소형 종속영양 와편모류(<20 µm)가 높은 생물량을 보였다.
조사기간 동안 출현한 종속영양 와편모류는 무각 종속영양 와편모류에 의해 더 높은 기여율을 보였으며, 또한 무각 종속영양 와편모류는 20 µm 이하의 미소형 종속영양 와편모류에 의해 높은 우점율을 보였다(Fig. 5).
해역 Ⅳ는 쿠로시오로부터 분기되는 대마난류가 통과하는 곳에 위치해 있으며, 수괴의 물리 특성 및 엽록소-α 농도는 일부 쿠로시오 해류의 성격을 갖고 있으나 이 해역의 환경은 대륙붕 수와 혼합, 대마난류의 이류 및 양쯔강 수의 영향과 같은 복잡한 기작에 의하여 결정되는 것으로 판단된다. 조사기간 동안에 이와 같은 수괴의 물리 환경의 변화는 식물플랑크톤의 생물량 및 종속영양 원생생물의 생물량과 군집 구조에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
종속영양 미소편모류, 미소형 섬모충류 및 미소형 종속영 양 와편모류를 포함하는 20 µm 이하의 미소형 원생생물은 해역 Ⅰ , Ⅱ 및 Ⅳ에서 평균 75%를 차지하는 것으로 나타났다.
종속영양 미소편모류, 섬모충류, 종속영양 와편모류와 방산충류를 포함하는 전체 종속영양 원생생물 군집의 정점별 생물량은 해역 Ⅰ에서 평균 3.0 µgC l-1로 가장 낮았으며, 해역 Ⅲ에서 평균 7.36 µgC l-1로 가장 높게 나타났다.
5). 종속영양 미소편모류는 해역 Ⅰ과 Ⅱ에서 종속영양 원생생물의 생물량에 평균 36%를 기여하는 것으로 나타났으며, 해역 Ⅲ에서 20%로 가장 낮은 기여율을 보였다. 부유 섬모충류의 정점별 평균 생물량은 해역 Ⅰ에서 평균 0.
4). 종속영양 미소편모류의 수직 분포는 해역 Ⅰ과 Ⅱ에서는 표층 혼합층 아래 수심에서 비교적 높은 분포를 보였으며, 반면에 해역 Ⅲ과 Ⅳ에서는 표층 혼합층 부근에서 비교적 높은 분포 특성을 보였다. 부유 섬모충류(Ciliates)의 현존량은 해역 Ⅰ에서 90-385 cells 1^-1(평균 220 cells 1^-1), 해역 Ⅱ에서 155-870 cells 1^-1(평균 330 cells 1^-1), 해역 Ⅲ에서 150-6,900 cells 1^-1(평균 2,300 cells 1^-1), 해역 Ⅳ에서는 90-1,270 cells 1^-1(평균 710 cells 1^-1)로 분포 하였다(Fig.
조사 수역에서 종속영양 미소편모류(Heterotrophic nanoflagellates, HNF)는 주로 2-5 µm 크기로 나타났다. 종속영양 미소편모류의 현존량은 해역 Ⅰ에서 183-1,015cells ml^-1(평균 650 cells ml^-1), 해역 Ⅱ에서는 250-1,240 cells ml^-1(평균 820 cells ml^-1), 해역 Ⅲ에서는 250-1,560 cells ml^-1(평균 1,040 cells ml^-1), 해역 Ⅳ에서는 110-1,600 cells ml^-1(평균 810 cells ml^-1)의 분포를 보여 북적도 해류가 위치해 있는 해역 Ⅰ에서 가장 낮게 나타났으며, 해역 Ⅲ에서 높게 관찰되었다(Fig. 4). 종속영양 미소편모류의 수직 분포는 해역 Ⅰ과 Ⅱ에서는 표층 혼합층 아래 수심에서 비교적 높은 분포를 보였으며, 반면에 해역 Ⅲ과 Ⅳ에서는 표층 혼합층 부근에서 비교적 높은 분포 특성을 보였다.
종속영양 와편모류는 해역 Ⅰ,Ⅱ 및 Ⅳ에서 종속영양 원생생물의 생물량에 평균 50% 이상을 차지하였으나, 해역 Ⅲ에서는 평균 38%의 낮은 기여율을 보였다.
4). 종속영양 와편모류의 수직 분포는 해역 Ⅰ에서는 수심별로 차이를 보이지 않았으나, 해역 Ⅱ에서는 엽록소 최대층 부근에서 높은 분포를 보였다. 해역 Ⅲ과 Ⅳ에서는 표층 혼합층 부근에서 가장 높았으며, 특히 정점 35의 표층 부근에서 가장 높은 값을 보였다.
종속영양 원생생물 중 종속영양 와편모류의 정점별 평균 탄소량은 해역 Ⅰ과 Ⅱ에서 평균 1.7 μgC l-1로 낮게 나타났으며, 해역 Ⅲ에서 평균 2.8 µgC l-1로 가장 높았다.
그러나 빈영양 해역인 해역 Ⅰ과 Ⅱ에 비해 해역 Ⅲ에서는 소형 종속영양 와편모류(>20 µm)가 상대적으로 높은 기여율을 나타냄으로써 종속영양 와편모류의 분포 특성이 엽록소-α 의 크기별 분포와 밀접한 관련이 있음을 제시하였다. 종속영양 원생생물 중에서 종속영양 미소편모류는 종속영양 와편모류 다음으로 중요한 그룹으로 나타났으며, 해역 Ⅰ과 Ⅱ에서 상대적으로 높은 우점율을 보였다. 종속영양 미소편모류의 분포는 다양한 표영 생태계에서 박테리아와 극미소 식물플랑크톤의 중요한 섭식자로서 극미소 플랑크톤이 우점한 해역에서 특히 중요한 역할을 한다 (Berninger et al.
종속영양 원생생물 중에서 종속영양 미소편모류의 생물량은 해역별로 큰 차이를 보이지 않았으나, 해역 Ⅱ에서 평균 1.44 µgC l-1로 다른 해역에 비하여 비교적 높게 나타났다(Fig. 5).
82 µgC l^-1로 가장 높게 나타났다. 종속영양 원생생물의 총 생물량에 섬모충류가 차지하는 비율은 해역 Ⅰ과 Ⅱ에서 평균 10%로 나타났으며, 해역 Ⅲ에서 38%로 가장 높은 기여율을 보여 해역 Ⅲ에서 섬모충류의 중요성이 상대적으로 높아졌다. 부유 섬모충류는 피각을 갖고 있는 유종 섬모충류(tintinnids)와 피각을 갖고 있지 않은 빈모 섬모충류(oligotrichs), 그리고 채찍 섬모충류를 포함한 전모류 (holotrichs)로 구분하였다.
해역 Ⅲ과 Ⅳ에서는 표층 혼합층 부근에서 가장 높았으며, 특히 정점 35의 표층 부근에서 가장 높은 값을 보였다.
해역 Ⅲ에서 엽록소-α 농도는 평균 0.55 µg l-1로 나타났으며, 정점 32에서 엽록소-α 농도가 가장 높았고, 엽록소 최대층은 15 m 수심에서 관찰되었다.
종속영양 와편모류는 해역 Ⅰ,Ⅱ 및 Ⅳ에서 종속영양 원생생물의 생물량에 평균 50% 이상을 차지하였으나, 해역 Ⅲ에서는 평균 38%의 낮은 기여율을 보였다. 해역 Ⅲ에서 종속영양 와편모류의 생물량은 높게 나타났지만 종속영양 와편모류의 중요성은 다른 해역에 비하여 상대적으로 감소하였다. 종속영양 와편모류는 크게 Protoperidinium sp.
해역 Ⅲ에서 종속영양 원생생물의 높은 생물량 분포는 원생생물의 가장 중요한 먹이원이 되는 식물플랑크톤의 높은 생물량과 관련이 있으며, 또한 이 해역에서 소형 원생생물의 상대적으로 높은 기여율은 2 µm 이상의 엽록소-α 농도의 기여율이 높은 것과 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다.

후속연구

북서 태평양의 기후 및 환경변화는 한국 주변해의 해양환경 및 생태계의 하위영양준위 생물들의 생산 및 종 등의 분포에 크게 영향을 주기 때문에 본 조사 수역은 향후 기후 변화에 따른 해양 생태계 변화를 예측하고, 해양의 탄소 순환을 이해하는데 중요한 수역이다. 따라서 종속영양 원생생물 그룹을 포함한 미세생물 군집에 대한 지속적인 연구를 통해 장기적인 미세생물 군집의 생물량 변화와 생물 조성, 그리고 섭식압에 관한 연구가 지속적으로 조사된다면, 향후 전 지구 환경 변화에 따른 북서 태평양 수역과 한국 주변 수역에서 생태적 연속성을 파악하고 해양생태계의 변화 양상과 탄소 순환을 이해하는데 중요한 자료로서 활용될 수 있을 것이다.
또한 수괴에 따른 종속영양 원생생물의 섭식률의 차이는 수괴의 물리-생물학적 특성에 영향을 받는 종속영양 원생생물 군집의 탄소 이용률과 전달효율이 미세생물 먹이망 내에서 서로 다르게 작용하기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 향후 쿠로시오 해역 및 동중국해 수역에서 수괴의 특성에 따른 생지화학적 과정을 이해하기 위해서는 기본적으로 미세생물 군집 특성 및 미세생물 먹이망의 역할에 대한 연구가 선행되어야 할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	미세생물 먹이망을 구성하는 미세생물 군집들은 무엇에 민감하게 반응함으로써 해양 생태계 변화 및 예측에 대한 중요한 판단 기준이 될 수 있는가?	1999; Landry and Kirchman 2002). 특히 미세생물 먹이망을 구성하는 미세생물 군집들은 전 지구적 기후 변화 및 환경 변화 등에 민감하게 반응함으로써 해양 생태계 변화 및 예측에 대한 중요한 판단 기준이 될 수 있다. 따라서 박테리아, 식물플랑크톤 및 원생생물을 포함하는 미세생물 군집의 영양 관계를 파악하는 것은 미세생물 먹이망을 통한 에너지 흐름을 이해하고 탄소의 순환 경로를 이해하기 위해 중요하다(Chavez et al.
	극미소 플랑크톤이 우점하는 빈영양 해역, 열대 및 아열대 해역에서 종속영양 원생생물의 역할은 다른 해역과 비교해서 매우 중요한 이유는 무엇인가?	일반적으로 성층화된 외해역의 생태계는 미세생물 먹이망이 기본을 이루며 발달되어 있다(Cushing 1989; Legendre and Rassoulzadegan 1995). 외해역은 전형적으로 빠르게 성장하는 극미소 플랑크톤(picoplankton)이 우점하고 있으나, 이들의 크기가 너무 작아 중형 동물플랑크톤에게 효과적으로 이용될 수가 없다(Verity et al. 1996).
	미세생물 먹이망에서 가장 중요한 구성자는 무엇인가?	1996). 미세생물 먹이망에서 가장 중요한 구성자인 원생생물은 다양한 군집으로 구성되어 있으며, 박테리아부터 소형플랑크톤(microplankton)까지 다양한 크기의 먹이를 효과적으로 섭식하고, 중형 동물플랑크톤의 좋은 먹이원이 되기 때문에 해양 생태계의 기저부인 미세생물 고리(microbial loop)와 중형 동물플랑크톤 먹이망 사이를 연결하여 저차 생산자로부터 생산된 에너지를 효율적으로 상위 먹이망에 전달함으로써 유기물질의 순환에 중요한 역할을 한다(Azam et al. 1983; Pierce and Turner 1992).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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