난태생어류인 성숙한 블랙몰리(black molly, Poecilia sphenops)와 세일핀몰리(sailfin molly, Poecilia latipinna)의 정소를 적출하여 정자형성과정과 정자의 미세구조를 광학현미경과 전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 정소는 부레와 창자사이에 위치하고 있었고 장축 7 mm, 단축 2 mm 정도의 크기로 흰색을 띠고 있었다. 두 종 모두 정자형성 과정은 정소낭(testicular cyst)에서 이루어졌으며, 각 정소낭 내에 동일한 분화시기의 생식세포가 분포하고 있었다. 제1정모세포는 타원형으로 관찰되었으며, 핵과 세포질의 전자밀도는 다른 생식 세포들에 비해서 매우 낮았고 미토콘드리아는 핵막주위에 분포하고 있었다. 제2감수분열 전기의 태사기에 나타나는 태기사복합체(synaptonemal complex)들이 확인되는 경우도 있었다. 두 종 모두 제2정모세포는 구형으로 정원세포보다 크기는 작았고 인은 발달되어 있지 않았으며, 핵의 전자밀도는 더 높아졌다. 특히 미토콘드리아는 세포질 전체에 분포하고 있었고 정세포가 정자로 발달하는 정자완성과정시기에 편모가 형성되는 경우가 일반적이지만 이미 제2정모 세포시기에 편모형성이 관찰되었다. 정자의 중편부위를 횡단한 결과 미토콘드리아는 2~4개 정도로 관찰되었고 편모의 미세소관 배열은 전형적인 두 종 모두 9+2 구조를 이루고 있었고 편모에 lateral fin이 발견되었다. 성숙한 정자의 두부형태는 구형인 정세포와 달리 장원추형이었으며 염색질 응축이 매우 뚜렷하였고, 두부에서 첨체는 관찰되지 않았으며 중편부의 미토콘드리아는 두 종 모두 8~10개가 종렬로 위치하고 있었다. 이상과 같이 두 종의 정자형성과정과 정자의 형태는 같으며 이런 특징은 난태생 송사리과 어류의 공통적인 특성으로 생각된다.
난태생어류인 성숙한 블랙몰리(black molly, Poecilia sphenops)와 세일핀몰리(sailfin molly, Poecilia latipinna)의 정소를 적출하여 정자형성과정과 정자의 미세구조를 광학현미경과 전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 정소는 부레와 창자사이에 위치하고 있었고 장축 7 mm, 단축 2 mm 정도의 크기로 흰색을 띠고 있었다. 두 종 모두 정자형성 과정은 정소낭(testicular cyst)에서 이루어졌으며, 각 정소낭 내에 동일한 분화시기의 생식세포가 분포하고 있었다. 제1정모세포는 타원형으로 관찰되었으며, 핵과 세포질의 전자밀도는 다른 생식 세포들에 비해서 매우 낮았고 미토콘드리아는 핵막주위에 분포하고 있었다. 제2감수분열 전기의 태사기에 나타나는 태기사복합체(synaptonemal complex)들이 확인되는 경우도 있었다. 두 종 모두 제2정모세포는 구형으로 정원세포보다 크기는 작았고 인은 발달되어 있지 않았으며, 핵의 전자밀도는 더 높아졌다. 특히 미토콘드리아는 세포질 전체에 분포하고 있었고 정세포가 정자로 발달하는 정자완성과정시기에 편모가 형성되는 경우가 일반적이지만 이미 제2정모 세포시기에 편모형성이 관찰되었다. 정자의 중편부위를 횡단한 결과 미토콘드리아는 2~4개 정도로 관찰되었고 편모의 미세소관 배열은 전형적인 두 종 모두 9+2 구조를 이루고 있었고 편모에 lateral fin이 발견되었다. 성숙한 정자의 두부형태는 구형인 정세포와 달리 장원추형이었으며 염색질 응축이 매우 뚜렷하였고, 두부에서 첨체는 관찰되지 않았으며 중편부의 미토콘드리아는 두 종 모두 8~10개가 종렬로 위치하고 있었다. 이상과 같이 두 종의 정자형성과정과 정자의 형태는 같으며 이런 특징은 난태생 송사리과 어류의 공통적인 특성으로 생각된다.
Black molly (Poecilia sphenops) and sailfin molly (Poecilia latipinna) are a teleost belonging to Poeciliidae. The spermatogenesis between two species were investigated by light and electron microscope. The whitish testes of both black molly and sailfin molly were located between intestine and air b...
Black molly (Poecilia sphenops) and sailfin molly (Poecilia latipinna) are a teleost belonging to Poeciliidae. The spermatogenesis between two species were investigated by light and electron microscope. The whitish testes of both black molly and sailfin molly were located between intestine and air bladder. The size of testis was major axis 7 mm, minor axis 2 mm. The testis contained numerous testicular cysts. In both black molly and sailfin, primary spermatocytes were comparatively large ellipsoidal, and mitochondria showed a marked development. The secondary spermatocyte was smaller than that of primary spermatocyte, highly condensed according to their development. The nucleus with electron-dense was round shape and flagella started to be formed. In spermiogenesis, chromatin was more condensed. The mitochondria were rearranged along the tail. The number of mitochondria was 2 to 4 in cross section and 8 to 10 in longitudinal section. The head of mature sperm was long cone shape and had not acrosome. The microtubules of flagella were arranged 9+2 structure. Also, the tail of sperm have lateral fins. In conclusion, spermatogenesis and sperm morphologies of these two species were same. These morphological similarity seems to be an indication of the Poeciliidae.
Black molly (Poecilia sphenops) and sailfin molly (Poecilia latipinna) are a teleost belonging to Poeciliidae. The spermatogenesis between two species were investigated by light and electron microscope. The whitish testes of both black molly and sailfin molly were located between intestine and air bladder. The size of testis was major axis 7 mm, minor axis 2 mm. The testis contained numerous testicular cysts. In both black molly and sailfin, primary spermatocytes were comparatively large ellipsoidal, and mitochondria showed a marked development. The secondary spermatocyte was smaller than that of primary spermatocyte, highly condensed according to their development. The nucleus with electron-dense was round shape and flagella started to be formed. In spermiogenesis, chromatin was more condensed. The mitochondria were rearranged along the tail. The number of mitochondria was 2 to 4 in cross section and 8 to 10 in longitudinal section. The head of mature sperm was long cone shape and had not acrosome. The microtubules of flagella were arranged 9+2 structure. Also, the tail of sperm have lateral fins. In conclusion, spermatogenesis and sperm morphologies of these two species were same. These morphological similarity seems to be an indication of the Poeciliidae.
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문제 정의
따라서 본 연구는 수정방식에 따라 체내수정 하는 어류의 경우 체외수정 하는 어류의 정자형성과정과 정자의 미세구조가 차이가 있는지를 확인하고 같은 과(Family)를 대표하는 공통적인 특성인지 종마다 서로 다른 경향을 보여 종특이성을 가지고 있는지를 밝히기 위하여 난태생 송사리과에 속하는 Poecilia속 black molly (Poecilia sphenops)와 sailfin molly (Poecilia latipinna)의 정자형성과정과 정자의 미세구조를 광학현미경과 전자현미경을 이용하여 서로 비교하고자 하였다.
제안 방법
Ethanol 농도 상승 순으로 탈수하고 xylene으로 치환시킨 후 paraffin으로 포매하여 2~3 μm 두께로 절편을 만들어 hematoxylin과 eosin으로 이중염색하여 관찰하였다.
, Germany)를 이용한 생물학적 여과(biological filtration)법을 이용하였고, 수조 바닥에 쌓인 배설물은 3일 간격으로 1/4씩 환수시켜 제거하였다. 낮 환경은 하루 10시간씩 유지시켰고, 먹이는 냉동장구벌레(Blood Worms, Hikari Sales USA, Inc.m USA)를 오전 9시와 오후 5시에 하루 2번씩 공급하였다.
USA)로 상수의 염소를 제거시킨 후 사용하였다. 물의 정화는 스폰지 여과기(Brilliant sponge filter, Tetra Co. Ltd., Germany)를 이용한 생물학적 여과(biological filtration)법을 이용하였고, 수조 바닥에 쌓인 배설물은 3일 간격으로 1/4씩 환수시켜 제거하였다. 낮 환경은 하루 10시간씩 유지시켰고, 먹이는 냉동장구벌레(Blood Worms, Hikari Sales USA, Inc.
후고정은 1% osmium tetroxide로 90분간 실시하였고, 동일 완충용액으로 20분간 2번 세척한 후 ethanol 농도 상승 순으로 탈수시켜 propylene oxide로 치환하였다. 포매는 Epon 혼합액을 사용하였고, 열중합 후 초박절편기(Reichert Ultracut E, Germany)를 이용하여 60~70 nm 두께로 초박절편을 만들어 uranyl acetate와 lead citrate로 이중염색한 후 JEM-1200EX II형(JEOL, Japan) 투과전자현미경으로 정자형성과정을 관찰하였다.
대상 데이터
뒷지느러미가 변형된 교접기(gonopodium)를 가지고 있는 수컷을 선별하여 실험에 사용하였다.
실험에 사용할 블랙몰리(black molly, Poecilia sphenops)와 세일핀몰리(sailfin molly, Poecilia latipinna)는 산호수족관(강원도 원주시)으로부터 종어를 구입하여 pH 7.8±0.5 및 26.0±0.5도의 수조(60×45×45 cm)에서 양어하였고, 사육수는 Fritz-guard (Fritz Co. USA)로 상수의 염소를 제거시킨 후 사용하였다.
성능/효과
6). 두 종 모두 제2정모세포는 구형으로 정원세포보다 크기는 작았고 인은 발달되어 있지 않았으며, 핵의 전자밀도는 더 높아졌다. 특히 미토콘드리아는 세포질 전체에 분포하고 있었고 정세포가 정자로 발달하는 정자완성과정시기에 편모가 형성되는 경우가 일반적이지만 이미 정모세포시기에 편모형성이 관찰되었다(Figs.
이상과 같이 Poecilia속 블랙몰리(Poecilia sphenops)와 세일핀몰리(Poecilia latipinna)의 정자형성과정은 제1정모세포, 제2정모세포, 정세포 및 정자의 미세구조상 차이점은 발견할 수 없었으며 생식세포 발달과정 중에 정세포 이전시기에 편모가 형성되고 미토콘드리아의 배열방식은 난생어류와 다른 양상을 보여주었다. 따라서 이들의 정자형성과정양상, 정자의 단면 미세구조와 미토콘드리아의 배열방식은 난태생어류의 공통적인 특징으로 생각된다.
정소의 단면을 광학현미경으로 관찰한 결과 두 종 모두 정소는 부레와 창자사이에 위치하고 있었고 장축 7 mm, 단축 2 mm 정도의 크기로 흰색을 띠고 있었다(Figs. 1, 2). 정자형성과정은 다른 경골어류와 마찬가지로 세정관내에서 이루어지지 않고 정소낭(testicular cyst)에서 이루어지며, 각 정소낭 내에 분화시기가 동일한 생식세포들이 분포하고 있었다.
그러나 두 종간의 차이를 발견할 수 없었다. 중편부위를 횡단한 결과 미토콘드리아는 3개가 가장 많이 발견되었으며 위치에 따라서 2~4개 정도로 관찰되었다(Figs. 13, 14). 일반적으로 중편내의 미토콘드리아는 종에 따라 차이가 있지만 난생인 경골어류의 경우 미토콘드리아는 한 층으로 횡단면상 버들치의 경우 5~7개(Kim et al.
후속연구
, 1999, 2005, 2007). 따라서 본 어종의 성숙한 난자에서 난문의 존재 여부에 대한 연구도 수행되어야 할 것으로 사료된다.
따라서 이들의 정자형성과정양상, 정자의 단면 미세구조와 미토콘드리아의 배열방식은 난태생어류의 공통적인 특징으로 생각된다. 앞으로 같은 속으로 분류되는 다른 종들에 대한 추가적인 연구를 통하여 과연 이 정자의 미세구조와 정자형성과정 양상이 속을 대표하는 공통점인지 아니면 이 두 종만이 가지는 특성인지 확인할 필요성이 있고 정자의 외부미세구조를 밝히기 위한 주사전자현미경적 실험이 차후에 이루어져야 할 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
태생을 하는 종은 어떤식으로 생식을 하는가?
어류의 생식은 태생(viviparity), 반태생(semiviviparity), 난태생(ovoviviparity) 및 난생(oviparity)으로 구분되며 태생을 하는 종들은 체내수정을 하고 모체의 생식수관 내에서 발생과정을 수행하며 반태생을 하는 어류는 체내수정을 통하여 배아를 만들고 발생초기에는 모체의 보호를 받다가 부화되기 전 외부로 산란한다. 또한 난태생의 경우는 체내수정을 통하여 배아가 형성되며 모체 내에서 부화를 마친 후 자어가 된다.
어류의 정자형성과정은 주로 어떤 어류에 대해 연구되어 왔는가?
지금까지의 정자형성과정은 주로 체외수정을 하는 난생어류에서 연구되어 왔으며(Gwo & Gwo, 1993; Rossouw & Vanessen, 1993; Medina et al., 2003; Kim et al.
어류의 생식은 어떻게 구분되는가?
어류의 생식은 태생(viviparity), 반태생(semiviviparity), 난태생(ovoviviparity) 및 난생(oviparity)으로 구분되며 태생을 하는 종들은 체내수정을 하고 모체의 생식수관 내에서 발생과정을 수행하며 반태생을 하는 어류는 체내수정을 통하여 배아를 만들고 발생초기에는 모체의 보호를 받다가 부화되기 전 외부로 산란한다. 또한 난태생의 경우는 체내수정을 통하여 배아가 형성되며 모체 내에서 부화를 마친 후 자어가 된다.
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