수서생태계에서 중금속 오염은 경제적, 환경보건적으로나 매우 중요한 문제이다. 최근 중금속에 의한 생태계의 안전과 건강성에 대한 우려가 대두되고, 이를 모니터링하고자 하는 시도가 이루어지는 실정이다. 이에 국내산 무갑류인 풍년새우(Branchinella kugenumaensis)를 대상으로 카드뮴(Cd)과 구리(Cu)의 장기간 노출에 따른 생물학적 반응을 파악하고자 하였다. 장기간(30일) 동안 Cd와 Cu에 노출된 풍년새우에서 생존율이 모든 농도에서 통계적 유의수준으로 급격히 감소하였다 (p<0.05). 특히 상대적으로 고농도의 Cd와 Cu 노출된 개체들이 크게 감소한 것으로 나타났고(p<0.01), Cd 노출의 경우 농도 의존적으로 반응이 나타났다. 풍년새우의 성장률 또한 두 중금속 노출 후 모든 농도에서 감소되는 것을 확인하였다. 풍년새우의 내구란 수로 관찰한 생식율은 Cd와 Cu 노출 후 급격히 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 나아가, 장기적인 중금속 고농도 노출에서 풍년새우의 생식이 심각하게 저해되는 반면에, 풍년새우의 성비에는 영향이 크지 않았다. Cd 노출 후에 풍년새우에서 비대칭적인 telson 형태기형이 관찰되었으나 이러한 기형형태는 대조군에서는 전혀 발견되지 않았다. 결론적으로, 본 연구를 통해 Cd와 Cu의 중금속 장기노출에 의해 풍년새우의 생물학적 반응지표들의 변화를 확인하였다. 장기적인 노출실험 결과, 풍년새우는 중금속 노출에 대해 민감한 지표종일 뿐만 아니라 장기적인 수생태계의 모니터링을 위한 기반 자료로 중요한 가치가 있을 것으로 고려되어졌다.
수서생태계에서 중금속 오염은 경제적, 환경보건적으로나 매우 중요한 문제이다. 최근 중금속에 의한 생태계의 안전과 건강성에 대한 우려가 대두되고, 이를 모니터링하고자 하는 시도가 이루어지는 실정이다. 이에 국내산 무갑류인 풍년새우(Branchinella kugenumaensis)를 대상으로 카드뮴(Cd)과 구리(Cu)의 장기간 노출에 따른 생물학적 반응을 파악하고자 하였다. 장기간(30일) 동안 Cd와 Cu에 노출된 풍년새우에서 생존율이 모든 농도에서 통계적 유의수준으로 급격히 감소하였다 (p<0.05). 특히 상대적으로 고농도의 Cd와 Cu 노출된 개체들이 크게 감소한 것으로 나타났고(p<0.01), Cd 노출의 경우 농도 의존적으로 반응이 나타났다. 풍년새우의 성장률 또한 두 중금속 노출 후 모든 농도에서 감소되는 것을 확인하였다. 풍년새우의 내구란 수로 관찰한 생식율은 Cd와 Cu 노출 후 급격히 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 나아가, 장기적인 중금속 고농도 노출에서 풍년새우의 생식이 심각하게 저해되는 반면에, 풍년새우의 성비에는 영향이 크지 않았다. Cd 노출 후에 풍년새우에서 비대칭적인 telson 형태기형이 관찰되었으나 이러한 기형형태는 대조군에서는 전혀 발견되지 않았다. 결론적으로, 본 연구를 통해 Cd와 Cu의 중금속 장기노출에 의해 풍년새우의 생물학적 반응지표들의 변화를 확인하였다. 장기적인 노출실험 결과, 풍년새우는 중금속 노출에 대해 민감한 지표종일 뿐만 아니라 장기적인 수생태계의 모니터링을 위한 기반 자료로 중요한 가치가 있을 것으로 고려되어졌다.
Heavy metal contaminants on the aquatic environment are of interest because they can have severe effects on economy and public health. Recently, the studies for monitoring of heavy metals try to do on aquatic system to assess safety and health of ecosystem by heavy metals. Thus, biological responses...
Heavy metal contaminants on the aquatic environment are of interest because they can have severe effects on economy and public health. Recently, the studies for monitoring of heavy metals try to do on aquatic system to assess safety and health of ecosystem by heavy metals. Thus, biological responses were investigated on Korean fairy shrimp Branchinella kugenumaensis exposed to cadmium (Cd) or copper (Cu) for long-periods (30 days). The survival rate decreased significantly (p<0.05) on B. kugenumaensis exposed to Cd and Cu at all concentrations. Especially, the highest decrease was observed at the relatively high concentration of Cd and Cu (p<0.01) and the response by Cd exposure was at dose-dependent. The growth rates were also decreased significantly (p<0.05) on B. kugenumaensis exposed to Cd and Cu for at all concentrations. Then, the reproduction rate, numbering cyst, was decreased significantly (p<0.01) on B. kugenumaensis after Cd or Cu exposures. Long exposure of the relatively high concentration Cd and Cu can have severe effects on the reproduction, while exposures of Cd and Cu can not have effects on sex ratios of B. kugenumaensis. Additionally, asymmetric telson deformity was only observed after Cd exposure. Therefore, these results suggest that B. kugenumaensis is a sensitive bio-indicator of heavy metal exposure and these biological responses of B. kugenumaensis give important information for long-term monitoring on aquatic ecosystem.
Heavy metal contaminants on the aquatic environment are of interest because they can have severe effects on economy and public health. Recently, the studies for monitoring of heavy metals try to do on aquatic system to assess safety and health of ecosystem by heavy metals. Thus, biological responses were investigated on Korean fairy shrimp Branchinella kugenumaensis exposed to cadmium (Cd) or copper (Cu) for long-periods (30 days). The survival rate decreased significantly (p<0.05) on B. kugenumaensis exposed to Cd and Cu at all concentrations. Especially, the highest decrease was observed at the relatively high concentration of Cd and Cu (p<0.01) and the response by Cd exposure was at dose-dependent. The growth rates were also decreased significantly (p<0.05) on B. kugenumaensis exposed to Cd and Cu for at all concentrations. Then, the reproduction rate, numbering cyst, was decreased significantly (p<0.01) on B. kugenumaensis after Cd or Cu exposures. Long exposure of the relatively high concentration Cd and Cu can have severe effects on the reproduction, while exposures of Cd and Cu can not have effects on sex ratios of B. kugenumaensis. Additionally, asymmetric telson deformity was only observed after Cd exposure. Therefore, these results suggest that B. kugenumaensis is a sensitive bio-indicator of heavy metal exposure and these biological responses of B. kugenumaensis give important information for long-term monitoring on aquatic ecosystem.
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문제 정의
본 연구를 통한 국내산 풍년새우의 생태독성에 대한 결과는 수생태계 모니터링을 위한 기반자료로, 그리고 중금속 노출에 따른 수서 생물종의 생물적 기형발생을 이해하는 데 매우 중요한 자료가 이해될 것이다. 나아가, 독성 평가를 위한 생물시험종으로서의 국내산 풍년새우의 활용 가능성을 진단하고자 하였다.
본 연구에서는 국내산 풍년새우를 이용하여 중금속인 카드뮴과 구리의 장기적 노출에 따른 생태독성 영향을 조사하였다. 또한 생태독성 종말점으로 생존율, 성장률, 생식율, 성비, 형태적 기형발생율 등을 측정하여 중금속에 대한 영향을 파악하였다.
본 연구에서는 독성에 대한 생물 지표종으로서의 국내산 풍년새우의 활용을 위한 생태적인 특징 조사 및 중금속 노출에 대한 생태독성 영향을 조사하였다. 풍년새우는 생활사가 짧고 배양이 간단하며 중금속과 같은 독성에 민감함으로 표준독성시험종으로 매우 유리한 특징 조건을 보여주었다.
최근 중금속에 의한 생태계의 안전과 건강성에 대한 우려가 대두되고, 이를 모니터링하고자 하는 시도가 이루어지는 실정이다. 이에 국내산 무갑류인 풍년새우(Branchinella kugenumaensis)를 대상으로 카드뮴(Cd)과 구리(Cu)의 장기간 노출에 따른 생물학적 반응을 파악하고자 하였다. 장기간(30일) 동안 Cd와 Cu에 노출된 풍년새우에서 생존율이 모든 농도에서 통계적 유의수준으로 급격히 감소하였다(p⁄0.
제안 방법
30일 노출평가에서 각 물질별 농도는 24시간 단기노출평가 실험결과(Table 1)를 바탕으로 설정하였으며 Cd와 Cu를 위한 농도는 0.1, 0.3, 1, 3 μg L-1등의 4가지 농도범위로 실험하였다.
해부를 할 때는 lactophenol 한 방울을 슬라이드 위에 떨어뜨린 후, 대상 표본 한 개체를 골라 슬라이드 위의 mounting medium 위로 조심스럽게 옮긴 후 해부핀을 이용하여 실시하였고, 슬라이드 제작은 Microscope slides 위에 glycerol을 한 방울 떨어뜨린 후 개체의 배 부분과 유영지의 관찰을 위하여 모든 부속지를 평평하게 편 후에 Microscope slides와 Coverslips (18×18 mm)을 이용해 Sandwich method 로 마운팅하였다. 각 개체의 부속지의 변이를 관찰 때에는 OLYMPUS BX510 광학현미경(배율 100~1,000X)으로 관찰하였다. 풍년새우에서의 기형은 주로 유영지와 꼬리부분인 caudal seta와 telson에서 많이 나타나고, 기형의 정도에 따라 부풀어 오름, 미발달, 비대칭 구조, 융합 그리고 위치 등에 따라 구분하였다.
각 개체의 부속지의 변이를 관찰 때에는 OLYMPUS BX510 광학현미경(배율 100~1,000X)으로 관찰하였다. 풍년새우에서의 기형은 주로 유영지와 꼬리부분인 caudal seta와 telson에서 많이 나타나고, 기형의 정도에 따라 부풀어 오름, 미발달, 비대칭 구조, 융합 그리고 위치 등에 따라 구분하였다.
풍년새우 유생은 부화 후 72시간째에 자연 사망률이 높기 때문에 4일째 연령이 되는 생물을 사용하였다. 노출기간 동안 매일 생존여부를 관찰하였으며 먹이는 조제사료를 풍년새우 유생 1마리당 0.02 mL 공급하였다. 풍년새우 성장속도에 따라 노출용기의 부피를 500 mL로 늘려주었으며 먹이도 2배인 0.
독성에 대한 생물지표 후보종으로서 풍년새우를 이용하기 위해 먼저 풍년새우의 전반적인 톡성을 조사하였다. 국내산 풍년새우는 절지동물문, 새각강, 무갑목, 풍년새우과에 속하는 생물로 담수에서 서식하며 주로 유기농법으로 벼를 재배하는 농경지에서 발견되어지고 있다.
본 연구에서는 국내산 풍년새우를 이용하여 중금속인 카드뮴과 구리의 장기적 노출에 따른 생태독성 영향을 조사하였다. 또한 생태독성 종말점으로 생존율, 성장률, 생식율, 성비, 형태적 기형발생율 등을 측정하여 중금속에 대한 영향을 파악하였다.
생물이 움직이지 않거나 파손된 경우에는 사망한 것으로 판단하였으며 매일 생존개체수를 관찰하여 생존율을 계산하였다. 또한 풍년새우의 성장률은 생물길이를 측정하여 산출하였다. 생물길이 측정방법은 30 cm 자 위에 풍년새우를 놓고 사진을 찍은 후에 이미지 프로그램 UTHSCSA Image Tool (ver.
내구란을 부화시키기 위해서 1-L Polyethylene 용기에 내구란이 포함된 토양을 넣고, 배양액은 합성수(synthetic freshwater)를 제조하여 넣어주었다(USEPA, 2002b). 부화조건은 온도 25℃, 명암주기는 24시간 연속조명으로 설정하였다. 내구란에서 부화한 유생은 3일간 배양하였으며, 단종 배양을 위해서 퇴적물이 들어 있지 않은 깨끗한 수조에 넣고 성체가 될 때까지 배양하였다.
또한 풍년새우의 성장률은 생물길이를 측정하여 산출하였다. 생물길이 측정방법은 30 cm 자 위에 풍년새우를 놓고 사진을 찍은 후에 이미지 프로그램 UTHSCSA Image Tool (ver. 2.0)으로 풍년새우 길이를 비교하였다. 이미지 프로그램을 이용한 길이 측정방법은 풍년새우 머리부터 항문까지 곡선으로 길이를 측정하였다.
중금속 Cd나 Cu 노출에 따른 생물학적 영향을 조사하기 위해 각각의 실험 농도당 부화 후 4일째 되는 20마리의 풍년새우 유생을 대상으로, 30일 동안 각각의 농도에서 노출한 풍년새우를 분석에 이용하였다. 생물이 움직이지 않거나 파손된 경우에는 사망한 것으로 판단하였으며 매일 생존개체수를 관찰하여 생존율을 계산하였다. 또한 풍년새우의 성장률은 생물길이를 측정하여 산출하였다.
내구란은 대조구의 경우 노출 후 13일부터 회수하였으며 실험구의 경우 17일부터 회수가 가능하였다. 실험수 교환은 3일에 1회 교체하였으며, 이때 내구란 회수 및 암컷과 수컷의 비율을 확인하였다.
실험조건은 온도 25℃, 명암주기(16 : 8), 노출용기는 250 mL 유리비이커를 사용하였으며, 배양수는 USEPA (2002)에서 제시하는 합성수를 200 mL 넣어주었다. 실험은 3번 반복하였으며 풍년새우 연령 4일째 되는 생물 중에 움직임이 활발하고 크기가 동일한 생물을 선별하여 각 반복구 당 20마리씩 투입하였다. 풍년새우 유생은 부화 후 72시간째에 자연 사망률이 높기 때문에 4일째 연령이 되는 생물을 사용하였다.
0)으로 풍년새우 길이를 비교하였다. 이미지 프로그램을 이용한 길이 측정방법은 풍년새우 머리부터 항문까지 곡선으로 길이를 측정하였다.
중금속 Cd나 Cu에 30일 동안 노출시킨 국내산 풍년새우에서 생존율, 성장률, 생식율, 성비, 형태적 기형발생율 등을 조사하였다. 0.
02 mL 공급하였다. 풍년새우 성장속도에 따라 노출용기의 부피를 500 mL로 늘려주었으며 먹이도 2배인 0.04 mL를 투여하였다.
초기 성장률은 매우 빠르게 진행되며 부화 후 24시간 전에 약 3번의 탈피과정이 있다. 풍년새우 유생은 내구란에서 순차적으로 부화를 시작하며 처음 부화한 개체와 나중에 부화한 개체 간의 차이가 크게 나므로 성장률과 같은 생물지표 실험을 위해 부화 후 탈피 2~3단계(Instar stage)에 도달하는 데까지 소요되는 시간을 조사하였다. 그 결과 탈피 2~3단계에 해당되는 시간은 12~24시간인 것으로 나타났고(Fig.
풍년새우의 생식율은 내구란의 수로 계산하였는데, 30일 동안 중금속에 노출되는 동안 매일 내구란의 수를 계수하였다. 내구란은 대조구의 경우 노출 후 13일부터 회수하였으며 실험구의 경우 17일부터 회수가 가능하였다.
풍년새우의 형태적 기형은 30일 동안 0.3, 0.1, 1, 3 μg L-1 Cd 혹은 Cu에 노출시킨 후 조사하였다.
해부를 할 때는 lactophenol 한 방울을 슬라이드 위에 떨어뜨린 후, 대상 표본 한 개체를 골라 슬라이드 위의 mounting medium 위로 조심스럽게 옮긴 후 해부핀을 이용하여 실시하였고, 슬라이드 제작은 Microscope slides 위에 glycerol을 한 방울 떨어뜨린 후 개체의 배 부분과 유영지의 관찰을 위하여 모든 부속지를 평평하게 편 후에 Microscope slides와 Coverslips (18×18 mm)을 이용해 Sandwich method 로 마운팅하였다.
대상 데이터
내구란에서 부화한 유생은 3일간 배양하였으며, 단종 배양을 위해서 퇴적물이 들어 있지 않은 깨끗한 수조에 넣고 성체가 될 때까지 배양하였다. 배양에 사용한 먹이는 열대어사료인 TetraMin (Tetra-Werke, Melle, Germany)과 효모(Yeast) 그리고 농축클로렐라(Chlorella sp.)를 적절한 비율로 혼합한 조제사료를 이용하였다. 풍년새우는 내구란에서 부화하여 성체에 이르기까지 완전히 생존한 개체는 그 확률이 1.
풍년새우 성체로부터 생산되는 내구란은 200-μm 표준체를 이용하여 수거하고 25℃ 조건에서 건조시켰다. 실험시 내구란을 부화시켜 사용하였으며 풍년새우의 배양 및 독성 실험에 사용한 배양액은 모두 합성수를 이용하였다.
중금속 Cd나 Cu 노출에 따른 생물학적 영향을 조사하기 위해 각각의 실험 농도당 부화 후 4일째 되는 20마리의 풍년새우 유생을 대상으로, 30일 동안 각각의 농도에서 노출한 풍년새우를 분석에 이용하였다. 생물이 움직이지 않거나 파손된 경우에는 사망한 것으로 판단하였으며 매일 생존개체수를 관찰하여 생존율을 계산하였다.
중금속은 카드뮴(Cadmium chloride, CAS No. 10108-64-2, Sigma®)과 구리(Copper (II) chloride dihydrate, CAS No. 10125-13-0, SAMCHUN®)를 사용하였다.
실험은 3번 반복하였으며 풍년새우 연령 4일째 되는 생물 중에 움직임이 활발하고 크기가 동일한 생물을 선별하여 각 반복구 당 20마리씩 투입하였다. 풍년새우 유생은 부화 후 72시간째에 자연 사망률이 높기 때문에 4일째 연령이 되는 생물을 사용하였다. 노출기간 동안 매일 생존여부를 관찰하였으며 먹이는 조제사료를 풍년새우 유생 1마리당 0.
풍년새우의 내구란은 문경시 문경읍 유기농법으로 벼를 재배하는 논에서 토양과 같이 채집하였다. 내구란이 포함된 토양은 실험실에서 300-μm 표준체를 이용하여 굵은 입자와 불순물을 제거하였다.
데이터처리
30일 동안의 생존율 결과에 대하여 분산분석 (ANOVA, 유의수준 α=0.05)을 실시하였고(Zar, 1984), 각 실험구와 대조구 간 생존율의 유의한 차이를 비교하기 위해 SPSS 12.0KO (SPSS Inc., Chi cago, IL, USA)를 이용하여 Tukey’s multiple range test로 분석하였다.
이론/모형
풍년새우를 이용한 노출실험은 Maria et al.(1993)에서 제시된 표준 시험방법을 이용하였다. 실험조건은 온도 25℃, 명암주기(16 : 8), 노출용기는 250 mL 유리비이커를 사용하였으며, 배양수는 USEPA (2002)에서 제시하는 합성수를 200 mL 넣어주었다.
성능/효과
0.1, 0.3, 1, 3 μg L-1 Cd에 각각 30일 동안 노출된 후 풍년새우의 생존율은 농도 의존적으로 급격하게 감소되는 것을 확인할 수 있었다(p⁄0.05) (Fig. 2).
01). Cu에 노출된 풍년새우의 경우에도 모든 농도에서 생존율이 통계적 유의 수준으로 감소함을 확인하였고 역시 고농도에서 가장 민감하게 생존율이 저해되었다(Fig. 2). 중금속 노출에 의해 풍년새우 성장률의 변이도 확인되었다.
Cd 노출 후에 풍년새우에서 비대칭적인 telson 형태기형이 관찰되었으나 이러한 기형형태는 대조군에서는 전혀 발견되지 않았다. 결론적으로, 본 연구를 통해 Cd와 Cu의 중금속 장기노출에 의해 풍년새우의 생물학적 반응지표들의 변화를 확인하였다. 장기적인 노출실험 결과, 풍년새우는 중금속 노출에 대해 민감한 지표종일 뿐만 아니라 장기적인 수생태계의 모니터링을 위한 기반 자료로 중요한 가치가 있을 것으로 고려되어졌다.
풍년새우 유생은 내구란에서 순차적으로 부화를 시작하며 처음 부화한 개체와 나중에 부화한 개체 간의 차이가 크게 나므로 성장률과 같은 생물지표 실험을 위해 부화 후 탈피 2~3단계(Instar stage)에 도달하는 데까지 소요되는 시간을 조사하였다. 그 결과 탈피 2~3단계에 해당되는 시간은 12~24시간인 것으로 나타났고(Fig. 1) 부화 후 4일째 연령이 되는 풍년새우 유생이 개체변이가 가장 적게 나타남을 확인할 수 있었다.
특히 Cd와 Cu 고농도 노출시에는 내구란이 거의 형성되지 않는 현상이 나타났다. 그러므로 중금속 노출에 따라 풍년새우의 생식율이 민감하게 영향을 받는 것으로 확인되었다. 풍년새우의 성비의 경우 Cd나 Cu 등의 중금속 노출에 대해 대조군과 차이가 없이 수컷보다 암컷의 비율이 조금 더 높을 것으로 관찰되었다.
04 μg L-1였다(Table 1). 급성독성에 대해서는 Cd보다 Cu 노출에 대해 더 민감하게 반응하는 것으로 관찰되었으나, 형태적 기형발생의 결과에서는 Cu보다 Cd가 더 영향을 주는 것으로 나타났다. 즉, Cu 노출에서는 관찰되지 않던 telson의 기형이 Cd 노출 후에는 비대칭적 telson 기형형태가 관찰되었다(Fig.
풍년새우의 내구란 수로 관찰한 생식율은 Cd와 Cu 노출 후 급격히 감소 하는 것을 관찰할 수 있었다. 나아가, 장기적인 중금속 고농도 노출에서 풍년새우의 생식이 심각하게 저해되는 반면에, 풍년새우의 성비에는 영향이 크지 않았다. Cd 노출 후에 풍년새우에서 비대칭적인 telson 형태기형이 관찰되었으나 이러한 기형형태는 대조군에서는 전혀 발견되지 않았다.
중금속 노출에 의해 풍년새우 성장률의 변이도 확인되었다. 농도 의존적이지는 않지만 Cd와 Cu의 모든 농도에서 성장률이 통계적 유의수준으로 저해됨을 관찰하였다(Fig. 3).
내구란의 수로 관찰한 풍년새우의 생식율은 중금속 노출에 대해 매우 민감하게 반응하였다. 대조군에 비해 Cd와 Cu에 30일간 노출된 풍년새우에서 내구란이 상대적으로 매우 적게 생성됨을 확인하였다(Fig. 4). 특히 Cd와 Cu 고농도 노출시에는 내구란이 거의 형성되지 않는 현상이 나타났다.
5). 본 연구를 통하여, 중금속류에 장기간 노출된 국내산 풍년새우가 다양한 생태독성 종말점을 제시할 수 있음을 보여주었다. 요약하면, 생존율의 감소, 성장률의 저해, 생식율의 급격한 감소, 꼬리의 telson에서의 형태적 기형발생이 상대적으로 낮은 0.
요약하면, 생존율의 감소, 성장률의 저해, 생식율의 급격한 감소, 꼬리의 telson에서의 형태적 기형발생이 상대적으로 낮은 0.1 μg L-1 농도에서 민감하게 나타났다.
장기간(30일) 동안 Cd와 Cu에 노출된 풍년새우에서 생존율이 모든 농도에서 통계적 유의수준으로 급격히 감소하였다(p⁄0.05).
중금속 노출에 따른 풍년새우의 기형은 주로 유영지와 꼬리부분인 caudal seta와 telson에서 많이 나타났다(Fig. 5). 기형의 정도에 따라 부풀어 오름, 미발달, 비대칭 구조, 융합 그리고 위치 등에 따라 구분하였다.
급성독성에 대해서는 Cd보다 Cu 노출에 대해 더 민감하게 반응하는 것으로 관찰되었으나, 형태적 기형발생의 결과에서는 Cu보다 Cd가 더 영향을 주는 것으로 나타났다. 즉, Cu 노출에서는 관찰되지 않던 telson의 기형이 Cd 노출 후에는 비대칭적 telson 기형형태가 관찰되었다(Fig. 5). 본 연구를 통하여, 중금속류에 장기간 노출된 국내산 풍년새우가 다양한 생태독성 종말점을 제시할 수 있음을 보여주었다.
특히 상대적으로 고농도의 Cd와 Cu 노출된 개체들이 크게 감소한 것으로 나타났고(p⁄0.01), Cd 노출의 경우 농도 의존적으로 반응이 나타났다.
특히 상대적으로 높은 농도인 3 μg L-1 Cd에 노출된 풍년새우의 경우는 대조군에 비해 70% 이상 생존율이 감소함을 관찰할 수 있었다(p⁄0.01).
)를 적절한 비율로 혼합한 조제사료를 이용하였다. 풍년새우는 내구란에서 부화하여 성체에 이르기까지 완전히 생존한 개체는 그 확률이 1.3% 이하인 것으로 보고(윤, 1998)되었으나 본 연구에서 사용한 조제 사료는 풍년새우가 성체까지 생존할 확률을 80%이상 높였으며 최대 60일 이상까지 생존하는 것을 볼 수 있었다. 풍년새우 성체로부터 생산되는 내구란은 200-μm 표준체를 이용하여 수거하고 25℃ 조건에서 건조시켰다.
본 연구에서는 독성에 대한 생물 지표종으로서의 국내산 풍년새우의 활용을 위한 생태적인 특징 조사 및 중금속 노출에 대한 생태독성 영향을 조사하였다. 풍년새우는 생활사가 짧고 배양이 간단하며 중금속과 같은 독성에 민감함으로 표준독성시험종으로 매우 유리한 특징 조건을 보여주었다. 또한 Cd나 Cu 등의 중금속 노출에 대한 단기 독성이 매우 낮은 농도에서 민감하게 반응하였다.
풍년새우의 성장률 또한 두 중금속 노출 후 모든 농도에서 감소되는 것을 확인하였다. 풍년새우의 내구란 수로 관찰한 생식율은 Cd와 Cu 노출 후 급격히 감소 하는 것을 관찰할 수 있었다. 나아가, 장기적인 중금속 고농도 노출에서 풍년새우의 생식이 심각하게 저해되는 반면에, 풍년새우의 성비에는 영향이 크지 않았다.
그러므로 중금속 노출에 따라 풍년새우의 생식율이 민감하게 영향을 받는 것으로 확인되었다. 풍년새우의 성비의 경우 Cd나 Cu 등의 중금속 노출에 대해 대조군과 차이가 없이 수컷보다 암컷의 비율이 조금 더 높을 것으로 관찰되었다.
01), Cd 노출의 경우 농도 의존적으로 반응이 나타났다. 풍년새우의 성장률 또한 두 중금속 노출 후 모든 농도에서 감소되는 것을 확인하였다. 풍년새우의 내구란 수로 관찰한 생식율은 Cd와 Cu 노출 후 급격히 감소 하는 것을 관찰할 수 있었다.
후속연구
특히 생존율의 농도 의존적인 급격한 감소나 내구란 수의 감소로 인한 생식의 실패는 생태계 내 풍년새우 군집자체의 문제뿐 아니라 이를 먹이로 하는 고등 영양단계의 생물종까지 폭넓게 영향을 미칠 수 있음을 고려하여야 한다. 또한 Cd 노출에 의한 형태적 기형은 장기노출에 따른 분자 유전자의 변이가 결과적으로 외형적 변이로 나타남을 고려하는 측면에서 분자지표로서 풍년새우 유전자들과 그 변이에 대한 연구가 이루어져야 할 것이다.
본 연구를 통한 국내산 풍년새우의 생태독성에 대한 결과는 수생태계 모니터링을 위한 기반자료로, 그리고 중금속 노출에 따른 수서 생물종의 생물적 기형발생을 이해하는 데 매우 중요한 자료가 이해될 것이다. 나아가, 독성 평가를 위한 생물시험종으로서의 국내산 풍년새우의 활용 가능성을 진단하고자 하였다.
결론적으로, 본 연구를 통해 Cd와 Cu의 중금속 장기노출에 의해 풍년새우의 생물학적 반응지표들의 변화를 확인하였다. 장기적인 노출실험 결과, 풍년새우는 중금속 노출에 대해 민감한 지표종일 뿐만 아니라 장기적인 수생태계의 모니터링을 위한 기반 자료로 중요한 가치가 있을 것으로 고려되어졌다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
내구란 부화조건은 어떻게 되는가?
내구란을 부화시키기 위해서 1-L Polyethylene 용기에 내구란이 포함된 토양을 넣고, 배양액은 합성수(synthetic freshwater)를 제조하여 넣어주었다(USEPA, 2002b). 부화조건은 온도 25℃, 명암주기는 24시간 연속조명으로 설정하였다. 내구란에서 부화한 유생은 3일간 배양하였으며, 단종 배양을 위해서 퇴적물이 들어 있지 않은 깨끗한 수조에 넣고 성체가 될 때까지 배양하였다.
중금속과 같은 환경오염원은 어떻게 수서 생물들을 위험에 처하게 하는가?
중금속류가 환경에 유의한 수준 이상으로 지표 수를 통해 방출되었을 때, 수서환경이나 환경보건에 심각한 영향을 미칠 수 있다는 연구는 오랜 동안 이루어졌고 현재까지도 주요한 관심을 받고 있으며, 인간의 건강성을 넘어서 생태계의 안전성에 대한 관심이 증가되면서 이에 대한 기준들이 요구되는 시점에 이르렀다. 중금속과 같은 환경오염원들은 신경생리학적, 생화학적, 행동에 걸친 매개 변수들을 변화시킴으로 인해 많은 수서 생물들에게 심각한 위험을 초래하게 한다(Scott and Sloman, 2004). 자연적 혹은 인위적으로 유입된 중금속류는 수서생태계의 퇴적물에 쌓이게 되고 이러한 서식지는 저서성 생물군집에 위협을 초래하게 되었다 (Muntau and Baudo, 1992; Besser et al.
카드뮴이 생체에 주는 악영향은 무엇인가?
중금속류 중 카드뮴(Cd)은 환경오염원으로서 가장 연구가 많이 이루어진 물질 중 하나로(Aoki et al., 1984), 매우 독성이 강하며 유전자의 전사과정이나 생체막의 수송과 같은 생리적인 과정의 전반에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(Maroni et al., 1986).
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