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문제 정의
- 따라서 먹이생물로 이용되는 미세조류의 효율적인 이용방법을 찾은 것은 전체 종묘생산과정에 수반되는 제반비용을 줄일 수 있다. 따라서 본 연구는 굴 인공종묘생산 시 효율적인 먹이 생물 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 굴 유생의 성장에 따른 섭취 가능한 먹이생물의 입자크기를 조사하기 위하여 실시하였다.
제안 방법
- 수거된 난은 다른 점액질 및 불순물을 제거하기 위하여 다시 채란에 이용한 동일한 수온의 가온여과해수로 수회 세척 후 수온 26 ± 1℃의 여과해수가 채워진 수용적 10톤 사각콘크리트 수조에 수용하여 D상까지 발생시킨 후 다시 망목크기가 40 μm인 거름망으로 수거하여 유생 사육밀도를 10마리/mL로 재조절하여 동일한 수조에서 유생 크기별로 선별하여 이용하기까지 사육하였다. 대량 유생사육에 공급된 먹이생물은 Isochrysis galbana (KMCC H-2), Cheatoceros gracilis (KMCC B-52), Pavlova lutheri (KMCC H-006), Phaeodactylum tricornutum (KMCC B-14), Nannochloris oculata (KMCC C-31), Tetraselmis tetrathele (KMCC P-002) 를 각각 30% :20% : 20% : 10% : 10% : 10%의 비율로 혼합하여 일일 3회 (오전 8시, 오후 4시 및 10시) 공급하였다. 먹이생물 공급량은 초기 D형에서 최초 0.
- 모든 조사는 3반복 실시하였다.
- 방란ㆍ방정이 완료되면 먼저 망목 40 μm인 거름망으로 난외의 이물질을 제거한 후 망목 크기가 20 μm인 거름망을 이용하여 난을 수거하였다.
- 선별된 유생은 Profile-Project (Nikon-v12, Japan) 와 Quadra-Chek 4000 Program (Metronics, USA) 을 이용하여 각장과 각고를 0.1 μm까지 측정 (n = 100) 한 후, 0.45 μm Membrane filter (Whatman USA) 로 여과된 해수로 수차례 세척 후 다시 동일하게 처리된 여과해수가 채워진 50 L 원형수조에 재 수용하여 24시간 방치 후 먼저 장 내에 잔류하고 있는 내용물을 완전히 소화시켰다.
- 세척 후 유생은 0.45 μm Membrane filter로 여과된 25.0 ± 1.0℃ 해수가 채워진 1 L 원형 플라스크에 5마리/mL 밀도로 3반복으로 분주 수용한 후 조사대상 미세조류 12종을 단독으로 10 x 104 cells/mL 농도로 공급한 다음 충분히 섭취하도록 3시간 동안 방치한 다음, 각각 10 mL씩 3회 표본 추출하여 살아 있는 상태로 조사하였다.
- 수거된 난은 다른 점액질 및 불순물을 제거하기 위하여 다시 채란에 이용한 동일한 수온의 가온여과해수로 수회 세척 후 수온 26 ± 1℃의 여과해수가 채워진 수용적 10톤 사각콘크리트 수조에 수용하여 D상까지 발생시킨 후 다시 망목크기가 40 μm인 거름망으로 수거하여 유생 사육밀도를 10마리/mL로 재조절하여 동일한 수조에서 유생 크기별로 선별하여 이용하기까지 사육하였다.
- 실험에 이용된 미세조류 배양은 Conwy 배지 (Walne, 1974) 를 이용해 22 ± 1℃, 80 μ mol/m2/s로 연속조명하에서 500 mL 원형플라스크에서 정치 배양된 것을 대수 증식기에 수확하여 사용하여 각각의 먹이생물의 세포 크기를 광학현미경 (Olympus BX51, Japan) 하에서 micrometer 장축과 단축 그리고 극모의 크기를 측정하였다 (n = 100).
- 45 μm Membrane filter (Whatman USA) 로 여과된 해수로 수차례 세척 후 다시 동일하게 처리된 여과해수가 채워진 50 L 원형수조에 재 수용하여 24시간 방치 후 먼저 장 내에 잔류하고 있는 내용물을 완전히 소화시켰다. 실험은 장 내 내용물의 잔존여부를 형광현미경으로 확인한 후 다시 거름망으로 전체 유생을 수거하여 여과해수로 수차례 세척하였다. 세척 후 유생은 0.
- 유생의 크기별 먹이생물 섭취가능 세포 크기 조사는 사전 대량 배양된 유생을 유생의 크기에 따라 망목의 크기가 40, 60, 80, 100, 125, 150, 170, 200 및 230 μm인 선별망을 이용하여 유생을 크기별로 선별하였다.
- 채란 전 어미는 패각에 붙어 있는 부착생물과 이물질을 제거한 다음 여과해수로 세척 후 26 ± 1℃ 가온 여과해수가 채워진 4톤 FRP 수조에 곧 바로 수용하여 채란하였다.
대상 데이터
- 배양에 이용된 배지는 Conwy 배지 (Walne, 1974) 를 이용하였고, 배양온도는 23± 1℃, 조도는 400 Watt metal halide lamp로 배양수 표면 기준 20 μmol/cm2/s로 연속조명 하였다.
- 실험에 필요한 유생을 얻기 위해 사용한 어미는 만 1년생 굴 (n = 100) 로 크기는 평균 각장 60.0 ± 5.8 mm, 각고 107.4 ± 11.3 mm, 전중 95.7 ± 27.2 g으로 자연 성숙된 개체를 이용하였다.
이론/모형
- 섭취조사는 형광현미경 (Olympus BX60 W/ACC, Japan) 으로 유생의 소화기 내의 미세조류의 광합성 색소의 형광반응도에 따라 Aldana-Aranda et al. (1997) 의 방법으로 3반복 조사하였다 (Table 1). 이 때 유생의 크기별 미세조류 12종에 대한 섭취율은 (Ingestion rate)는 다음의 식으로 계산하였다.
성능/효과
- P. triconutum, D. tertiolecta, T. tetrathele는 평균 각장 65.0-100.0 μm의 D형 유생은 섭취가 관찰되지 않았지만, 이후 유생에서는 각각 97.3-99.7%, 43.3-99.3%, 48.5-99.3% 섭취하였다.
- aff. galbana (CCMP 463), Pavlova lutheri (KMCC H-006), 규조류 Cheatoceros calcitrans (CCMP 1315), C. gracilis (KMCC B-52) C. simplex (KMCC B-117), Thalassiosira weissflogii (CCMP 1040), Phaeodactylum tricornutum, 녹조류 Tetraselmis tetrathele (JP), Dunaliella tertiolecta (CCMP 1320), Chlorella elipsoidea (KMCC C-20), Nannochloris oculata (KMCC C-31) 12종이었다. 실험에 이용된 미세조류 배양은 Conwy 배지 (Walne, 1974) 를 이용해 22 ± 1℃, 80 μ mol/m2/s로 연속조명하에서 500 mL 원형플라스크에서 정치 배양된 것을 대수 증식기에 수확하여 사용하여 각각의 먹이생물의 세포 크기를 광학현미경 (Olympus BX51, Japan) 하에서 micrometer 장축과 단축 그리고 극모의 크기를 측정하였다 (n = 100).
- aff. galbana 3종과 녹조류인 N. oculata와 C. ellipsoidea 2종은 97.3-99.0% 이상의 높은 섭취율를 보였다. 그리고 각장 146.
- galbana 및 P. lutheri와 같은 착편모조류 3종의 전체 평균 장축과 단축이 각각 5.3 μm와 4.5 μm로 P. tricornutum의 단축 길이 3.0 μm보다 크기만, 초기 D형 유생단계 (평균 각장 ＜ 102.3 μm) 에서 착편모조류 3종은 94.2%이상 높은 섭취율를 보였지만, P. tricornutum는 관찰되지 않았다.
- galbana, P. lutheri, C. ellipsoidea, N. oculata는 94.2-99.7%의 섭취율를 보였고, C. calcitrans, C. gracilis, C. simplex는 평균 각장 189.3 ± 13.8 μm 크기인 중형 각 정기 이후 90.0% 이상의 섭취율을 보였다.
- 각장 164.0-220.0 (평균 189.3) μm의 중형각정기 유생은 D. tertiolecta와 T. weissflogii가 각각 58.3 ± 2.9%및 0.0 ± 0.0 섭취되었고, 나머지 10종은 모두 90.3-100.0% 섭취되었다.
- 각장 86.0-100.0 (평균 92.9) μm의 크기의 유생은 초기 D형 유생과 동일하게 착편모조류 3종과 녹조류 2종은 97.7-99.7% 섭취가 되었고, 규조류인 C. calcitrans, C. gracilis 및 C. simplex가 각각 4.7 ± 3.1%, 6.3 ± 1.5% 그리고 2.3 ± 1.2%가 섭취되었다.
- 각장의 크기가 65.0-78.0 (평균 73.5) μm의 초기 D형 유생은 착편모조류 3종 (I. galban, I. aff. galbana, P. lutheri)와 녹조류 2종 (C. ellipsoidea, N. oculata) 을 94.2-99.7% 이상의 섭취율을 보였고, 나머지 먹이생물 7종은 섭취되지 않았다.
- 그리고 각장 146.0-171.0 (평균 158.3) μm의 소형각정기 유생은 D형 및 소두상 유생과 동일하게 착편모조류 3종 (I. galbana, I. aff. galbana, P. lutheri)와 녹조류 3종 (C. ellipsoidea, N. oculata, T. tetrathele)과 규조류인 P. tricornutum이 93.7-99.0 이상 섭취가 되었고, C. calcitrans, C. gracilis C. simplex 및 D. tertiolecta가 각각 33.3 ± 3.5%, 10.0 ± 1.0%, 13.6 ± 4.1% 및 68.3 ±2.9% 섭취되었다.
- 따라서 전체적으로 먹이생물의 세포크기가 장축과 단축을 포함해서 10.0 μm를 초과하면 전 유생기에서 섭취가 그 의 불가능한 것으로 나타났다.
- 본 실험에서 형광현미경을 이용한 직접섭취여부를 조사한 결과, 전제 유생기동안 먹이생물의 최소 단경이 10.0 μm 이상을 초과하면 섭취가 어려워 굴 부유유생의 먹이생물로써 가치가 떨어지는 것으로 나타났다.
- 뿐만 아니라, 초기 각정기 유생단계 (평균 각장 102.3-158.3 μm) 에서 P. tricornutum은 97.3%이상의 높은 섭취율를 보였지만, T. tetrathele (장축; 14.4 μm, 단축;9.3 μm) 와 D. tertiolecta (장축; 10.9 μm, 단축; 6.8 μ m) 같은 종은 50% 이하로 세포의 형태가 섭취율에 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다.
- 유생의 발달크기에 따라 미세조류 12종에 대하여 섭취 가능성을 조사한 결과 유생의 크기에 따라 섭취 가능한 미세조류는 많은 차이를 보였다. 전체 유생크기에서 I.
- 이상의 결과를 이용해 전체 50.0% 이상 섭취 가능한 먹이생물의 세포크기를 조사한 결과, 평균 각장 102.3μm 이하의 D형 단계는 장축과 단축 모두 4.6 μm 이하, 158.3 μm 미만에서는 장축기준으로 9.3 μm 미만까지 섭취가 가능하고, 158.3 μm 이상 크기는 단축 기준 9.3 μm까지 섭취가 가능한 것으로 나타났다.
- 초기 각정기 유생으로 발달하는 각장 94.0-114.0 (평균 102.3) μm 크기의 소두상 유생은 T. weissflogii를 제외하고, 먹이생물 11종이 전체적으로 섭취된 것이 관찰되었지만, C. calcitrans, C. gracilis, C. simple, D. tertiolecta 및 T. tetrathele는 각각 9.7 ± 0.6%, 11.6 ± 2.3%, 6.6 ± 0.6%, 43.3 ± 1.3%, 48.5 ± 1.3%였고, 착편모조류인 I. galbana, P. lutheri, I. aff.
- 특히 평균 각장 100.0 μm 이하인 D형 유생의 경우는 5.0 μm 이상, 180 μm 이하의 중형각정기 유생은 7.0 μm 이상의 세포크기를 가진 먹이생물은 먹이생물로서의 가치가 떨어지는 것으로 나타났다.
- 평균 각장 102.3 μm의 유생은 초기 D형 유생과 마찬가지로 4.6 μm 이하의 강모 (Spine) 가 없는 먹이입자는 90.0% 이상 섭취가 가능하지만 세포크기가 4.6 μm 이하이지만, 강모가 있는 규조류는 50% 이하로 섭취 가능성은 떨어진다.
- 한편, 각장 266.0-359.0 μm의 대형 정기와 부착기 유생은 조사 대상 미세조류 12종 모두 섭취가 확인되었지만, T. weissflogii는 1.0-1.7%로 매우 낮은 섭취율를 보였다 (Table 4).
후속연구
- 뿐만 아니라, 규조류와 같이 세포의 형태가 정방형으로 장축과 단축 모두 일정 크기의 유생에게 섭취가 될 수 있는 세포크기 일지라고 극모가 있을 경우 일정 크기 이하의 유생 (D형 유생) 에서는 섭취에 제약이 있음을 알 수 있다. 이상의 결과는 굴 유생의 크기에 따른 먹이생물의 세포크기에 따른 섭취가능 시기를 결정하는 중요한 자료로 활용 가능하고, 나아가 불필요한 먹이의 낭비를 막아 효율적인 먹이생물 관리로 보다 안정적인 유생사육과 차후 인공배합사료 개발을 요구할 때 그 입자의 크기를 결정하는 기초적인 자료로 이용가능 할 것으로 판단된다.
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