통영연안에 서식하는 보라성게(Anthocidaris crassispina)와 말똥성게(Hemicentrotus pulcherrimus)의 위 내용물과 서식지 해조군락 Stomach Contents of the Sea Urchins, Anthocidaris crassispina and Hemicentrotus pulcherrimus and Characterization of the Marine Algal Community along the Tongyeong Coast of Korea원문보기
The seaweed community and stomach contents of the dominant herbivorous sea urchins Anthocidaris crassispina and Hemicentrotus pulcherrimus were examined from November 2008 to October 2009, in coastal areas of Tongyeong, Korea. Thirty-five seaweeds including two green, nine brown, and 24 red algae, w...
The seaweed community and stomach contents of the dominant herbivorous sea urchins Anthocidaris crassispina and Hemicentrotus pulcherrimus were examined from November 2008 to October 2009, in coastal areas of Tongyeong, Korea. Thirty-five seaweeds including two green, nine brown, and 24 red algae, were found over the study period. Seventeen seaweeds (two green, two brown, and 13 red) and two invertebrates were found in the stomachs of A. crassispina. In H. pulcherrimus, stomach contents were two green, one brown, 11 red seaweeds, and two invertebrates. The shell diameter of A. crassispina and H. pulcherrimus ranged from 22.3 to 62.3 mm and 15.3 to 40.1 mm, respectively. Total body weights ranged from 48.5 to 86.7 g for A. crassispina and from 7.7 to 25.9 g for H. pulcherrimus. The total weight of stomach contents were 5.1 to 25.8 g in A. crassispina and 1.7 to 11.8 g in H. pulcherrimus. The range of gonad weight was 3.6 to 17.0 g in A. crassispina and 0.8 to 4.0 g in H. pulcherrimus. The gonad index (GI) for A. crassispina peaked in July and reached a minimum in December, whereas the GI for H. pulcherrimus was highest in February, and lowest in May.
The seaweed community and stomach contents of the dominant herbivorous sea urchins Anthocidaris crassispina and Hemicentrotus pulcherrimus were examined from November 2008 to October 2009, in coastal areas of Tongyeong, Korea. Thirty-five seaweeds including two green, nine brown, and 24 red algae, were found over the study period. Seventeen seaweeds (two green, two brown, and 13 red) and two invertebrates were found in the stomachs of A. crassispina. In H. pulcherrimus, stomach contents were two green, one brown, 11 red seaweeds, and two invertebrates. The shell diameter of A. crassispina and H. pulcherrimus ranged from 22.3 to 62.3 mm and 15.3 to 40.1 mm, respectively. Total body weights ranged from 48.5 to 86.7 g for A. crassispina and from 7.7 to 25.9 g for H. pulcherrimus. The total weight of stomach contents were 5.1 to 25.8 g in A. crassispina and 1.7 to 11.8 g in H. pulcherrimus. The range of gonad weight was 3.6 to 17.0 g in A. crassispina and 0.8 to 4.0 g in H. pulcherrimus. The gonad index (GI) for A. crassispina peaked in July and reached a minimum in December, whereas the GI for H. pulcherrimus was highest in February, and lowest in May.
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문제 정의
따라서 본 연구는 연안암반의 자연군락지에 서식하는 해조류의 종조성과 해조군락에 서식하는 성게의 섭식특성을 파악하여 갯녹음으로 황폐화된 해조기반 생태계의 복원, 바다숲 조성 및 관리에 필요한 기초자료를 확보할 목적으로 수행하였다.
제안 방법
본 연구는 경상남도 통영시 연명리 연안(34°46′48″N, 128°23′37″E)에서2008년 11월부터 2009년 10월까지 매월 1회에 걸쳐 SCUBA diving에 의해 수행되었으며, 조하대 해조군락지와 그 주변에 서식하는 보라성게와 말똥성게를 무작위로 매월 각기 30개체씩 채집하였다. 또한, 연구 해역에 서식하는 해조류를 채집하여 해조상을 파악하였다(Fig. 1). 채집된 보라성게와 말똥성게는 살아 있는 상태로 실험실로 운반하여 각경과 전중량을 측정한 후 개복하여 생식소와 위를 구분하여 각각의 습중량을 측정하였다.
채집된 보라성게와 말똥성게는 살아 있는 상태로 실험실로 운반하여 각경과 전중량을 측정한 후 개복하여 생식소와 위를 구분하여 각각의 습중량을 측정하였다. 분리된 위 내용물을 여과해수에 침적시켜 위 내용물을 세척하고 분리한 후 현미경하에서 가능한 종수준까지 동정 및 분류하였다.
성게 2종의 전중량, 위 내용물 및 생식소 중량은 Mettler PC4400 (Mettler Co., Swiss) 전자저울로 0.01 g까지 정량한 후 습중량으로 나타내었고, 각경은 Mitutoyo Digimatic Digital Caliper (Mitutoyo Co., Japan)로 0.1 mm길이까지 측정하였으며, 생식소지수(GI)는 “생식소중량×100/전중량”으로 계산하였다.
1). 채집된 보라성게와 말똥성게는 살아 있는 상태로 실험실로 운반하여 각경과 전중량을 측정한 후 개복하여 생식소와 위를 구분하여 각각의 습중량을 측정하였다. 분리된 위 내용물을 여과해수에 침적시켜 위 내용물을 세척하고 분리한 후 현미경하에서 가능한 종수준까지 동정 및 분류하였다.
대상 데이터
본 연구는 경상남도 통영시 연명리 연안(34°46′48″N, 128°23′37″E)에서2008년 11월부터 2009년 10월까지 매월 1회에 걸쳐 SCUBA diving에 의해 수행되었으며, 조하대 해조군락지와 그 주변에 서식하는 보라성게와 말똥성게를 무작위로 매월 각기 30개체씩 채집하였다.
조사해역은 통영시 미륵도의 남서쪽에 위치한 조용한 내만의 마을어장으로 주변에 양식장이 위치하고 조간대에서 조하대의 수심1-7 m까지의 암반대를 중심으로 다양한 해조류가 분포하고 있어 성게류의 섭식활동이 비교적 활발한 곳이다.
성능/효과
2c). 두 종의 전중량과 위 내용물의 중량은 보라성게의 경우 각각 10월에 최소, 2월에 최대를 나타내었으나 말똥성게의 경우 9월에 최소였고 11월에 최대를 보여 두 종간에 1-3개월간의 시차로 최소, 최대치가 다르게 나타났다. Son et al.
2a). 보라성게와 말똥성게의 전중량은 각각 평균 48.5-86.7 g/개체, 7.7-26.0 g/개체로 나타났고(Fig. 2b), 위 내용물의 무게는 보라성게에서 평균 15.1-35.8 g/개체, 말똥성게에서 평균 1.7-11.8 g/개체로 나타났다(Fig. 2c). 두 종의 전중량과 위 내용물의 중량은 보라성게의 경우 각각 10월에 최소, 2월에 최대를 나타내었으나 말똥성게의 경우 9월에 최소였고 11월에 최대를 보여 두 종간에 1-3개월간의 시차로 최소, 최대치가 다르게 나타났다.
말똥성게(Hemicentrotus pulcherrimus)에서도 보라성게와 같이 위 내용물속에 해조류와 무척추동물이 동시에 출현하였는데 월별로는 6-11종이 동정되어, 3월과 8월에 각각 최대와 최소값을 나타내었다(Table 3). 분류군별로는 녹조류 2종, 갈조류 1종, 홍조류 11종으로 총 14종의 해조류와 2종의 무척추동물이 나타났다. 말똥성게의 경우 위 내용물 분석에서 나타난 해조류의 종 수는 보라성게에 비해 3종 정도 적은 것으로 나타났다.
성게 2종의 위 내용물에서 구멍갈파래(Ulva pertusa), 잔금분홍잎(Acrosorium poluneurum), 진두발(Chondrus ocellatus), 우뭇가사리(Gelidium amansii), 비단풀(Ceramium kondoi), 미끌지누아리(Grateloupia turuturu), 모로우붉은실(Polysiphonia morrowii)이 높은 빈도로 나타났다. 이 가운데지누아리속(Grateloupia), 붉은실속(Polysiphonia), 진두발속(Chondrus)과 말똥성게의 위 내용물에서 나타난 마디잘록이속(Lomentaria)은 Lawrence (1975)와 Ridder and Lawrence(1982)의 보고에서도 성게의 먹이로 나타나고 있으나 이들 종이 성게류의 먹이선택성에 의해 섭식된 종이라 하기 보다는 주변에 서식하고 있는 해조류가 본 연구해역의 조사지에서 나타난 해조류와 공통으로 서식하고 있다는 측면에서 자연적으로 섭이된 것으로 생각된다.
3에 나타내었다. 성게의 성숙도를 결정짓는 보라성게와 말똥성게의 생식소 중량은 각각 평균 3.6-17.0 g/개체와 평균 0.8-4.0 g/개체로 나타났고(Fig. 3a), 생식소 지수는 보라성게의 경우 평균 5.4-23.7/개체, 말똥성게의 경우는 평균 5.5-16.1/개체로 나타났으며(Fig. 3b), 생식소 중량과 생식소 지수는 보라성게에 있어서는 12월에 최소, 7월에 최대치를 나타낸 반면 말똥성게에서는 5월에 최소, 2월에 최대치를 나타내었다. Son (1999)은 동해안 성게 3종의 생태적 특성조사에서 말똥성게의 생식소 지수가 2월에 최대를 나타내었고 5월에 최소를 나타내었다고 하였으며, Park et al.
연명리 연안에서 출현한 해조류는 6-25종으로 5월에 최대였고 8월에는 가장 적게 나타났다(Table 1). 분류군별 출현해조류는 녹조류 2종, 갈조류 9종, 홍조류 24종으로 총 35종이 동정되었는데, 이 결과는 Kim (1991)의 충무연안의 해조상 조사에서 보고한 출현종 수 72종에 비해 절반에도 미치지 못하는 것으로 나타났는데 이 같은 결과는 Kim (1991)의 조사에서는 통영연안에 총 12곳의 정점을 정해 해조상을 조사함으로써 많은 종의 출현을 확인할 수 있었던 것에 비하여 본 조사에서는 연명 한 곳만을 대상으로 조사한 결과여서 이와 같은 상당한 차이를 가질 수밖에 없었던 것으로 분석할 수 있다.
위 내용물의 경우 보라성게(Anthocidaris crassispina)에서 월별 5-11종의 해조류 및 무척추동물이 나타났고 2월과 4월에 11종으로 가장 많은 종이 나타난 반면 9월에 가장 적은 5종만이 나타났다. 위 내용물의 분류군별 조성은 녹조류 2종, 갈조류 2종, 홍조류 13종으로 총 17종의 해조류와 2종의 무척추동물이 나타났다(Table 2).
위 내용물의 경우 보라성게(Anthocidaris crassispina)에서 월별 5-11종의 해조류 및 무척추동물이 나타났고 2월과 4월에 11종으로 가장 많은 종이 나타난 반면 9월에 가장 적은 5종만이 나타났다. 위 내용물의 분류군별 조성은 녹조류 2종, 갈조류 2종, 홍조류 13종으로 총 17종의 해조류와 2종의 무척추동물이 나타났다(Table 2).
이상의 결과에서 통영시 연명연안의 해조군락지에 서식하는 보라성게와 말똥성게는 다양한 녹조류, 갈조류, 홍조류를 섭식할 뿐만 아니라, 이전의 연구에서 보고된 것처럼 다양한 종류의 무척추동물도 섭식하는 것으로 나타났다. 반면 개체의 중량, 각경 및 생식소 지수 등은 타 해역의 성게에 비해 상대적으로 낮은 것으로 나타났다.
한편, 두 종 모두 서식지내에 존재하는 절지동물문 단각목 바다대벌레과의 바다대벌레(Caprella mutica)와 완흉목 따개비과의 삼각따개비(Balanus trigonus)를 섭식하는 것으로 나타났는데, 이는 성게가 연안생태계에서 해조류를 주로 섭식하는 조식성 동물임에도 순수한 초식자(hervivores)가 아니라 잡식성(omnivores) 소비자의 양면성을 가지고 생태계에 적응하고 있기에 나타난 결과로 생각된다. 이러한 결과를 뒷받침 해주는 많은 사례가 선행 연구자들의 연구결과에서도 나타나고 있는데, 전 세계에 분포하는 성게류 195종에 대한 섭식특성에 대하여 총설로 정리한 Lawrence (1975)와 이를 보완하여 성게류의 먹이와 섭식기작을 정리한 Ridder and Lawrence (1982) 및 Briscoe and Sebens (1988)의 보고가 대표적인 예이다.
후속연구
따라서 성게가 군집으로 이동하는 지역과 집단서식지에서는 과도한 섭식작용에 의해 연안해역의 해조류가 사라지게 되고 이는 바다숲의 사막화로 이어져 갯녹음 현상을 나타내게 되는데 이것이 소위 성게에 의한 갯녹음(sea urchin barren)이라 하는 것이다. 따라서 자연생태계의 해조군락지에 서식하는 성게의 섭식특성을 파악하는 것은 성게에 의한 갯녹음 예방대책 및 성게자원의 적정 관리를 통한 바다숲의 복원 및 관리에도 상당한 기여를 할 수 있을 것으로 생각된다.
(1998)은 가두리양식법으로 성게와 연어를 복합양식할 경우 먹지 않고 유실된 연어사료가 성게의 먹이가 됨으로써 성게의 생산량 증가와 저질오염을 저감시키는 효과를 얻을 수 있다고 하여 성장이 늦고 생식소가 발달하지 않아 상품성이 없는 갯녹음 해역의 성게를 활용하고 가두리양식장의 오염을 줄일 수 있는 방법을 제시하였다. 성게의 섭식특성에 대한 이러한 연구결과는 향후 갯녹음 해역에서의 바다숲의 복원, 관리 및 보존에 응용할 수 있을 것으로 판단된다.
그 이유로 조사해역의 탁도가 높아 수심 6 m에서는 해조상이 빈약하고 7 m이상에서는 암반대가 끝나고 뻘질로 된 저층이 발달하여 성게의 이동이 해조군락이 발달된 수심 2-4 m범위에 제한되어 있어 해조섭식에 제한을 받고 있는 등 주변의 생태적 조건이 성게의 생장 및 번식환경에 매우 불리하게 작용하기 때문에 나타나는 것으로 추정된다. 앞으로 이러한 점을 토대로 천연의 해조군락지 내에서 일어나는 성게의 섭식행동과 해조군락의 유지, 번무 등 생산자와 소비자로서 두 그룹간의 생태적 연관성과 주변환경에 대해서 좀 더 세심하게 조사할 필요가 있고, 이러한 자료 축적은 성게의 섭식으로 발생된 갯녹음 해역을 바다숲으로 복원하고 관리하는데 많은 기여를 할 수 있을 것으로 판단된다.
(2000)은 7월부터 12월까지 5개월간 잠수기선으로 채집한 북쪽말똥성게(Stronglylocentroutus intermedius)의 생식소 중량지수 조사 결과에서 10월에 최대를 보인 후 12월에 최소를 나타내었다고 보고하였다. 이러한 결과는 본 연구에서 채집된 말똥성게(Hemicentrotus pulcherrimus)와의 종의 차이에서 기인한 것인지 짧은 기간의 조사를 통해서 전반적인 섭식생태를 관찰하지 못해 나타난 것인지 추후 심도 있게 검토해 보아야 할 과제로 생각된다. 한편, 본 연구에서는 성게 서식지의 해조군락과 위 내용물 내의 해조류 동정을 통해 종조성 등 정성적인 자료만을 대상으로 분석하였기에 성게의 생식소 지수와 서식지내 해조군락의 변동양상을 구체적으로 파악할 수 없었던 한계가 있었으나 해조군락지내에 서식하는 성게의 먹이선택성은 뚜렷하게 나타나지 않는다는 것을 알 수 있었다(Himmelman and Steele, 1971; Lee et al.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
성게란 무엇인가?
성게는 극피동물문(Echinodermata), 성게강(Echinoidea) 에 속하는 잡식동물로 다양한 종류의 먹이를 섭식한다(Lawrence, 1975; Lee, 1998; Lee et al., 1998).
성게에 의한 갯녹음이란 무엇인가?
성게류는 주로 연안에 서식하지만 수심이 깊은 곳까지도 분포하며, 소라, 전복과 같이 군집의 형태로 이동을 하면서 특히 해조류를 많이 섭취하기 때문에 해조류의 성엽이 소실될 뿐만 아니라 유엽이 부착하여 생장 할 수 없을 정도에 이르게 된다. 따라서 성게가 군집으로 이동하는 지역과 집단서식지에서는 과도한 섭식작용에 의해 연안해역의 해조류가 사라지게 되고 이는 바다숲의 사막화로 이어져 갯녹음 현상을 나타내게 되는데 이것이 소위 성게에 의한 갯녹음(sea urchin barren)이라 하는 것이다. 따라서 자연생태계의 해조군락지에 서식하는 성게의 섭식특성을 파악하는 것은 성게에 의한 갯녹음 예방대책 및 성게자원의 적정 관리를 통한 바다숲의 복원 및 관리에도 상당한 기여를 할 수 있을 것으로 생각된다.
성게의 섭식특성과 먹이에 관한 연구는 어떤 것이 있는가?
섭식생태와 관련된 연구보고로는 녹색성게의 먹이와 포식자(Himmelman and Steele, 1971), 해초밭에서의 성게섭식(Ogden, 1976), 성게류의 먹이와 섭식기작(Ridder and Lawrence, 1982), 갯녹음 해역으로부터 이식한 성게양식(Agatsuma, 1998), 해조, 해초, 성게 및 소라의 현존량과 수직분포(Notoya and Aruga, 1992), Canada Nova Scotia 에서의 성게와 kelp의 상호작용과 동역학(Scheibling et al., 1999), 북극해 주변 Kongsfjorden에서의 단각류와 성게의 먹이 기호성(Wessels et al., 2006) 등에 관한 연구가 있으며, 성게의 번식생태 및 자원관리와 관련된 연구로는 Seaward (2002)의 성게의 산란과 식물플랑크톤과의 관계, Grabowski (2003)의 미국 Maine주의 성게 어업과 개체군 역학, Vavrinec (2003)의 어획사망율에 따른 성게 개체군의 회복, Hereu (2004; 2005)의 지중해 북서부의 조하대 암반에 서식하는 어류, 성게 및 해조간의 먹이 상호 작용 및 성게의 이동 패턴, Baron-Taltre (2005)의 Maine주 성게산업의 부흥과 쇠퇴 Jones (2006)의 Maine주 성게어업의 평가와 관리 등에 관한 연구가 있다. 이 가운데 Lee et al.
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