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문제 정의
- Table 1. Numerical characteristics of experiments of freshwater bivalve Unio douglasiae in the study.
- 따라서 본 연구는 북한강(가평)에 서식하고 있는 말조개(Unio douglasiae)를 채집하여 매년 남조대발생을 일으키는 부영양호수의 현장수를 대상으로 섭식 시간, 개체크기, 먹이밀도 그리고 개체밀도에 따른 말조개의 섭식특성을 조사하였다.
- 유해남조의 생물학적 제어를 위한 연구의 일환으로 북한강수계(가평)에 서식하는 이매패 말조개(Unio douglasiae)의 섭식특성을 조사하였다. 섭식실험은 크게 시간별, 개체크기, 동물밀도, 먹이밀도 (엽록소-a 농도) 등에 따라 패류의 여과율 및 배설물 생산량을 각각 측정하였다.
제안 방법
- 5 indiv. L-1 3단계로 나누어 투입한 다음, 시간별 엽록소-a의 변화를 관찰하였다. 말조개를 투입하지 않은 대조군 및 실험군은 모두 3회씩 반복실험을 실시하였다.
- 5 indiv. L-1 밀도로 투입한 다음 1, 4, 7시간 간격으로 말조개의 섭식율과 배설물 생산량을 각각 측정하였다. 단, 말조개를 넣지 않은 대조군은 3회씩 반복 실험하였다.
- 2 cm)를 1 indiv. L-1로 각각 투입한 다음 시간별로(1, 4, 7, 24시간) 회수하여 말조개의 섭식율 및 배설물 생산량을 측정하였다. 처리군은 3반복, 대조군은 2반복으로 각각 시행하였다.
- 측정이 끝난 패류는 해부용 칼을 이용하여 패각(shell)과 내장을 포함한 근육부위를 각각 분리하고, 패각을 제외한 모든 부분을 계측된 도가니에 담아 100℃ dry oven (OF11, JEIO TECH, 한국)에서 48시간 동안 건조시킨 다음, 유기물을 포함한 도가니의 총 무게를 측정하였다(W1). 건 중량을 잰 도가니를 500℃ furnance (HY-8000S, YUYU SCIENTIFIC M.F.G, 한국)에 넣어 30분간 태운 다음, 다시 100℃ dry oven으로 옮겨 48시간 방치시킨 후 무게를 측정하였다(W2). 최종적으로 말조개의 유기물 함량은 W1과 W2의 차이로 구하였다.
- L-1 )를 투입한 다음, 말조개의 섭식율과 배설물 생산량을 각각 측정하였다. 대조군 및 실험군은 모두 3회씩 반복 실험을 실시하였다. 말조개 개체 밀도에 따른 조류제어율은 패각의 길이와 폭이 유사한 말조개(7.
- 말조개 먹이밀도(엽록소a 농도)에 따른 여과율은 실험수(엽록소-a 506.7 μg L-1)를탈염시킨 수돗물로 20%씩 5단계(엽록소-a 88.6, 199.7, 327.5, 409.8, 506.7 μg L-1)로 희석하여, 실험군에 동일한 밀도의 말조개(1 indiv. L-1 )를 투입한 다음, 말조개의 섭식율과 배설물 생산량을 각각 측정하였다.
- L-1 3단계로 나누어 투입한 다음, 시간별 엽록소-a의 변화를 관찰하였다. 말조개를 투입하지 않은 대조군 및 실험군은 모두 3회씩 반복실험을 실시하였다.
- , 영국)로 여과한 후, 90% 아세톤을 넣고 24시간 냉암소에서 추출한 뒤 원심분리기(VS5000N, 비전과학, 한국)로 20분간 분리하여 흡광도를 측정하였다(APHA, 1995). 말조개의 배설물 생산량(FP)을 조사하기 위하여 1, 4시간 시료 채취 후 마지막 실험종료인 7시간째에는 중층(표층으로부터 5 cm)을 포함하여 표 층(수면으로부터 0.5 cm)과 바닥층(표층으로부터 11 cm) 을 모두 채취하고, GF/F 여과지로 SS를 측정하였다.
- 말조개의 섭식실험은 크게 시간별, 개체크기, 먹이밀도, 개체밀도 4가지 조건하에서 실시하였다. 시간별 여과율은 각 측정시간별로 실험군을 회수하는 방법으로 엽록소 변화와 배설물 생산량을 동시에 측정하였다.
- 모든 섭식실험은 가로, 세로, 높이가 각각 19×12×14 cm인 투명한 아크릴수조(3 L)를 사용하였으며, 실험수 2L, 수온 25℃±1.0, 광도 70 μmol m-2 s-1 , 광주기 14 L :10 D 조건하에서 실시하였다.
- 원수조→사육조→유지조는 소형펌프 (UP-400, 협신펌프, 한국)와 낙차를 이용하여 물을 이동시켰으며, 유지조에서 원수조로 분당 8 L속도로 재순환시켰다. 사육조는 동물 채집현장에서 동시에 수집한 가는 자갈과 모래를 3~4 cm 두께로 바닥에 깔았으며, 월 1회씩 탈염수로 세척하였다. 유지수는 주로 일감호(서울) 현장수를 원수조에 20 L씩 공급하였으며, 증발로 손실된 부분은 탈염-폭기수로 채웠다.
- 유해남조의 생물학적 제어를 위한 연구의 일환으로 북한강수계(가평)에 서식하는 이매패 말조개(Unio douglasiae)의 섭식특성을 조사하였다. 섭식실험은 크게 시간별, 개체크기, 동물밀도, 먹이밀도 (엽록소-a 농도) 등에 따라 패류의 여과율 및 배설물 생산량을 각각 측정하였다. 말조개의 여과율은 섭식 후 적용 7시간째(0.
- 말조개의 섭식실험은 크게 시간별, 개체크기, 먹이밀도, 개체밀도 4가지 조건하에서 실시하였다. 시간별 여과율은 각 측정시간별로 실험군을 회수하는 방법으로 엽록소 변화와 배설물 생산량을 동시에 측정하였다. 실험은 실험 수(엽록소-a 421.
- 0, 광도 70 μmol m-2 s-1 , 광주기 14 L :10 D 조건하에서 실시하였다. 시료는 정해진 시간에 교란이 일어나지 않도록 표층으로부터 5 cm 아래에서 각각 50 mL씩 채취하여 엽록소-a의 경시적 변화로 측정하였다. 엽록소-a는 채취한 시료를 잘 혼합하여 GF/F 여과지(47 mmø, Whatman Inc.
- 엽록소-a는 채취한 시료를 잘 혼합하여 GF/F 여과지(47 mmø, Whatman Inc., 영국)로 여과한 후, 90% 아세톤을 넣고 24시간 냉암소에서 추출한 뒤 원심분리기(VS5000N, 비전과학, 한국)로 20분간 분리하여 흡광도를 측정하였다(APHA, 1995).
- 원수조→사육조→유지조는 소형펌프 (UP-400, 협신펌프, 한국)와 낙차를 이용하여 물을 이동시켰으며, 유지조에서 원수조로 분당 8 L속도로 재순환시켰다.
- 이때 바닥층에 포함된 섭식되지 않은 조류에 대해서는 대조군을 이용하여 보정하였다.
- L-1로 각각 투입한 다음 시간별로(1, 4, 7, 24시간) 회수하여 말조개의 섭식율 및 배설물 생산량을 측정하였다. 처리군은 3반복, 대조군은 2반복으로 각각 시행하였다. 말조개 개체크기에 따른 여과율은 크기가 다른 말조개(4.
- 4 cm, n=142) 패류를 선별하여 탈염수돗물로 2~3회 정도 세척하고 불순물을 최대한 제거한 다음, 길이와 무게를 측정하였다. 측정이 끝난 패류는 해부용 칼을 이용하여 패각(shell)과 내장을 포함한 근육부위를 각각 분리하고, 패각을 제외한 모든 부분을 계측된 도가니에 담아 100℃ dry oven (OF11, JEIO TECH, 한국)에서 48시간 동안 건조시킨 다음, 유기물을 포함한 도가니의 총 무게를 측정하였다(W1). 건 중량을 잰 도가니를 500℃ furnance (HY-8000S, YUYU SCIENTIFIC M.
- 패류의 유기물함량(ash-free dry-weight; AFDW)을 구하기 위하여, 먼저 크기가 다양한(3.7~14.4 cm, n=142) 패류를 선별하여 탈염수돗물로 2~3회 정도 세척하고 불순물을 최대한 제거한 다음, 길이와 무게를 측정하였다. 측정이 끝난 패류는 해부용 칼을 이용하여 패각(shell)과 내장을 포함한 근육부위를 각각 분리하고, 패각을 제외한 모든 부분을 계측된 도가니에 담아 100℃ dry oven (OF11, JEIO TECH, 한국)에서 48시간 동안 건조시킨 다음, 유기물을 포함한 도가니의 총 무게를 측정하였다(W1).
대상 데이터
- 실험에 사용된 패류는 여과섭식 이매패인 말조개(Unio (Nodularia) douglasiae)로 전국 대부분의 하천에 서식하며, 작은말조개, 귀이빨대칭이, 재첩, 논우렁이 등과 함께 유사한 분포특성을 갖는다(권, 1986). 말조개 채집은 출현밀도가 비교적 높은 북한강 수계(가평)에서 직접 채집하였으며, 수확된 패류는 곧바로 Ice box에 넣어 실험실로 옮긴 다음, 탈염시킨 수돗물로 2~3회 부드럽게 세척한 후, 임의로 제작한 패류 관리조에 넣어 순응시켰다. 패류 관리조는 크게 먹이를 공급하는 원수조, 패류 사육조, 그리고 사육조를 통과한 물을 폭기 및 여과하여 원수조에 재공급하는 유지조 등 3개조로 구성되었다.
- 섭식실험은 매년 6월부터 11월 초까지 남조류 Microcystis aeruginosa 대발생이 일어나는 소형저수지(일감호, 서울)의 현장수 또는 저니층을 대형 유리수조(50×65×120 cm)에 넣고, 수온 25 ℃±1.0, 광도 78 μmol m-2 s-1 ,광주기 12L : 12D 조건하에 CB배지를 넣어 인공적으로 조류 발생을 일으킨 실험수를 사용하였다.
- 패류의 먹이로는 현장수 이외에 녹조 ChlorellaTM ((주)대상, 한국)를 5일 간격으로 제공하였다. 실험에 사용된 패류는 건강상태가 양호한 성체(4~8cm)를 대상으로 하여, 실험 3일 전부터 먹이 공급을 중단하였다.
- 실험에 사용된 패류는 여과섭식 이매패인 말조개(Unio (Nodularia) douglasiae)로 전국 대부분의 하천에 서식하며, 작은말조개, 귀이빨대칭이, 재첩, 논우렁이 등과 함께 유사한 분포특성을 갖는다(권, 1986). 말조개 채집은 출현밀도가 비교적 높은 북한강 수계(가평)에서 직접 채집하였으며, 수확된 패류는 곧바로 Ice box에 넣어 실험실로 옮긴 다음, 탈염시킨 수돗물로 2~3회 부드럽게 세척한 후, 임의로 제작한 패류 관리조에 넣어 순응시켰다.
- 사육조는 동물 채집현장에서 동시에 수집한 가는 자갈과 모래를 3~4 cm 두께로 바닥에 깔았으며, 월 1회씩 탈염수로 세척하였다. 유지수는 주로 일감호(서울) 현장수를 원수조에 20 L씩 공급하였으며, 증발로 손실된 부분은 탈염-폭기수로 채웠다. 패류의 먹이로는 현장수 이외에 녹조 ChlorellaTM ((주)대상, 한국)를 5일 간격으로 제공하였다.
- 유지수는 주로 일감호(서울) 현장수를 원수조에 20 L씩 공급하였으며, 증발로 손실된 부분은 탈염-폭기수로 채웠다. 패류의 먹이로는 현장수 이외에 녹조 ChlorellaTM ((주)대상, 한국)를 5일 간격으로 제공하였다. 실험에 사용된 패류는 건강상태가 양호한 성체(4~8cm)를 대상으로 하여, 실험 3일 전부터 먹이 공급을 중단하였다.
데이터처리
- 각 3회씩 반복 실험한 실험군과 대조군 엽록소-a량의 차이를 비교하기 위하여 ANOVA 를 실시하였으며, 자료분석은 SPSS (ver. 12.0, Korea) 소프트웨어를 이용하였고, 통계적 유의 수준은 p< 0.05를 기준으로 하였다.
이론/모형
- 한편 실험에 사용된 패류의 AFDW는 앞에서 얻은 각 패류의 유기물함량과 길이의 관계식(regression function)을 이용하여 추정하였다(AFDW =0.0295L2-0.0824L-0.2625, r2=0.85, p<0.0001).
성능/효과
- 5 indiv. L-1에서 최고치(제어율 약 37%)를 나타내 가장 높은 조류제어 효과를 보 였다. 배설물 생산량은 0.
- 30 mg g-1 h-1의 수준을 보였다. 결과적으로 말조개의 여과율은 투입후 4시간까지는 곧바로 섭식활동을 하지 않고, 4시간 이후부터 증가함을 보였으며, 7시간에 최고치를 나타내고, 이후부터는 서서히 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 배설물 생산량은 실험초기부터 급격히 증가하여 투입 후 7시간째에 가장 많은 배설물을 생산했으며, 이후에는 서서히 감소하였다.
- 또한 패류의 조류 제어효과는 개체 밀도가 증가할수록 뚜렷한 효과를 나타냈다. 결국 이상의 결과들은 북한강에 서식하는 이매패 말조개가 부영양호수의 남조류 제어의 유용생물로서 적용 가능성을 입증하였다.
- 선행연구에서 밝혀진 금강수계(보령)에 분포하는 말조 개(이 등, 2008)와 비교해 보면, 북한강수계(가평)에 서식하는 말조개는 6~8 cm 크기의 개체가 가장 많이 분포하고 있었으며, 전자보다 상대적으로 개체 크기가 작고, 무게는 가벼웠다. 다양한 조건(시간별, 개체크기, 먹이밀도, 개체밀도)에서 섭식실험의 결과, 두 지역의 개체 모두 7시간째에 최대 여과율을 보였으나, 여과율은 북한강수계(가평)의 개체가 -0.36~5.89 L g-1 h-1 범위(평균 0.27 L g-1 h-1)로 금강수계(보령)에서 채집한 패류의 여과율(0.06~0.80 L g-1 h-1 , 평균 0.39 L g-1 h-1)보다 약 1.4배 정도 낮게 나타났다(Table 2).
- 3). 따라서 먹이농도가 아주 낮거나, 높을 때 비교적 높은 여과율을 보였으며, 배설물 생산량은 일정 먹이농도 이상에서는 더 이상 증가하지 않았다.
- 또한 가장 낮은 먹이밀도(엽록소-a 88.5μg L-1 )에서 0.41 L g-1 h-1로 최고 여과율을 보였으며, 일정 먹이농도 이상에서는 배설물 생산량이 증가하지 않는 것으로 나타났다.
- 결과적으로 말조개의 여과율은 투입후 4시간까지는 곧바로 섭식활동을 하지 않고, 4시간 이후부터 증가함을 보였으며, 7시간에 최고치를 나타내고, 이후부터는 서서히 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 배설물 생산량은 실험초기부터 급격히 증가하여 투입 후 7시간째에 가장 많은 배설물을 생산했으며, 이후에는 서서히 감소하였다.
- 41 L g-1 h-1로 최고 여과율을 보였으며, 일정 먹이농도 이상에서는 배설물 생산량이 증가하지 않는 것으로 나타났다. 또한 패류의 조류 제어효과는 개체 밀도가 증가할수록 뚜렷한 효과를 나타냈다. 결국 이상의 결과들은 북한강에 서식하는 이매패 말조개가 부영양호수의 남조류 제어의 유용생물로서 적용 가능성을 입증하였다.
- 배설물 생산량은 적용한 엽록소-a 88.5 μg L-1 , 199.7μg L-1에서 최저치(0.07 mg g-1 h-1, 0.06 mg g-1 h-1)를 보였고, 엽록소-a 327.5 μg L-1에서는 최대 배설물 생산량(0.16 mg g-1 h-1)을 나타냈다(Fig. 3).
- , 2001) 등에 의하여 성장은 물론 서식분포까지 결정적인 영향을 미친다. 본 연구에서 패류의 시간에 따른 여과율은 7시간째에 최고치를 나타냈고, 24시간 후에는 낮은 여과율 및 배설물 생산량을 보였는데, 이는 체내의 먹이 저장능력, 제한된 먹이, 실험수로 사용된 남조 M. aeruginosa 독소 등이 주된 원인일 것이라고 사료되었다.
- 패각 길이가 평균 6.6 cm인 말조개를 대상으로 시간에 따른 여과율 및 배설물 생산량을 측정한 결과, 7시간째 최고 여과율(0.21 L g-1 h-1 )을 보였으며 점차적으로 감소 하여 24시간째 가장 낮은 여과율(0.12 L g-1 h-1 )을 나타냈다(Fig. 1). 이와 마찬가지로 배설물 생산량도 7시간째 최고치 0.
- 패각 크기에 따른 섭식실험은 5 cm 이하의 크기에서 여과율 및 배설물 생산량이 높은 상관성을 나타냈다. 말조개의 여과율은 일정 크기를 경계로 소형종이 대형종보다 높다는 것을 알 수 있으며, 유사한 다른 패류의 동일 종에서 크기가 작을수록 여과능력이 뛰어날 수 있다는 선행연구(Franslow et al.
- 2). 패류 크기가 5 cm보다 작은 개체에서 여과율 및 배설물 생산량 이 최고치를 나타냈으며(5.89 L g-1 h-1, 16.38 mg g-1 h-1), 5 cm보다 큰 개체에서는 크기에 상관없이 거의 비슷한 여과율 및 배설물 생산량(평균: -0.03 L g-1 h-1, 0.13 mg g-1 h-1)을 보였다.
후속연구
- 이처럼 패류는 여러가지 요인들에 의해 섭식활동에 영향을 받으며, 종류마다 또한 같은 종 내에서도 환경적 조건에 따라 여과효율이 다르게 나타난다(황 등, 2002). 따라서 담수이매패 말조개의 조류섭식 특성을 보다 정확하게 이해하기 위하여 본 연구처럼 동일종의 패류일지라도 지리적 분포가 서로 다를 뿐만 아니라 이용된 먹이의 종류(종 조성 및 밀도)와 개인차 등이 있기 때문에 다양한 먹이, 다양한 지역의 패류를 대상으로 충분한 연구가 뒤 따라야 할 것으로 판단된다.
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