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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 우리나라 통영 주변 해역에 서식하는 문치가자미의 주 먹이생물, 섭식전략, 성장에 따른 먹이생물의 변화를 조사하여 문치가자미의 효율적인 자원관 리에 필요한 생태학적 자료를 제시하고자 한다.
제안 방법
- 위 내용물 조사를 위한 충분한 표본크기를 결정하기 위하여 누적먹이곡선(cumulative prey curve)을 사용하였다(Ferry and Cailliet, 1996). 누적먹이곡선을 만들기 위하여 위내용 물을 단각류 (Amphipoda), 이매패류 (Bivalvia), 갯지렁이류 (Polychaeta), 산호충류 (Anthozoa), 거미불가사리류 (Ophiuroidea), 기타 먹이생물 (Others) (유형동물, Nemertinea; 등각류, Isopoda; 요각류, Copepoda; 주걱벌레붙이류, Tanaidacea; 새우류, Macrura; 게류, Brachyura)로 구분하여 위의 순서를 100번 무작위화 한 뒤 평균과 표준편차를 그래프상에 나타내었다. 이때 곡선의 점근선은 위내용물 분석을 위한 최소 표본크기를 나타낸다.
- 1 mg 단위까지 측정하였다. 위내용물 분석 결과는 각 먹이생물의 출현빈도 (%F), 개체수비 (%N) 그리고 습중량비 (%W)로 나타내었으며, 다음 식을 통하여 구하였다.
- 위내용물은 가능한 종까지 동정하여 종류별로 크기 (전장)를 측정하고 개체수를 계수하였으며 이후 전자저울을 이용하여 습중량을 0.1 mg 단위까지 측정하였다. 위내용물 분석 결과는 각 먹이생물의 출현빈도 (%F), 개체수비 (%N) 그리고 습중량비 (%W)로 나타내었으며, 다음 식을 통하여 구하였다.
- 4 cm)의 범위를 보였다. 이 후 각 개체에서 위 부분을 분리한 뒤, 해부현미경 하에서 위내용물을 종 수준까지 동정하였다.
- 본 연구에 사용된 문치가자미의 시료는 2010년 1월부터 12월까지 매월 통영주변해역에서 낚시, 자망, 새우조망을 이용하여 총 395 개체를 채집하였다. 채집된 시료는 ice box를 이용하여 냉장상태로 실험실로 옮겨 각 개체의 체장 (0.1 cm)과 체중 (0.1 g)을 측정하였다. 본 연구에 사용된 문치가자미의 체장(standard length, SL)은 10.
- 체장별 먹이조성의 변화를 파악하기 위하여 문치가자미 시료를 가장 작은 크기로부터 3 cm 간격 5개의 체장군으로 구분하여 먹이조성을 조사하였다. 체장군별 먹이조성의 체장과 섭식된 먹이생물 사이의 관계는 선형회귀분석을 실시하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 문치가자미의 시료는 2010년 1월부터 12월까지 매월 통영주변해역에서 낚시, 자망, 새우조망을 이용하여 총 395 개체를 채집하였다. 채집된 시료는 ice box를 이용하여 냉장상태로 실험실로 옮겨 각 개체의 체장 (0.
- 본 연구에 사용된 문치가자미의 체장(standard length, SL)은 10.5~38.8 cm (17.7 ±3.4 cm)의 범위를 보였다.
- 2%의 공복율을 나타내었다. 위 내용물이 발견된 232개체를 대상으로 조사한 누적먹이곡선의 곡선은 점근선에 근접하였으며, 최소표본크기는 50개체로 나타났다 (Fig. 1). 따라서 본 연구에 사용된 문치가자미의 위내용물을 설명하기에 충분하였다.
데이터처리
- 체장군별 먹이조성의 체장과 섭식된 먹이생물 사이의 관계는 선형회귀분석을 실시하였다. 그리고 체장에 따른 먹이섭식특성 파악을 위해 체장군별 개체 당 먹이의 평균 개체수 (mean nember of preys per stomach, mN/ST)와 개체 당 먹이의 평균중량 (mean weight of preys per stomach, mW/ST)을 구하였으며, 분산분석 (analysis of variance, ANOVA)을 이용하여 유의성을 검정(95% 신뢰수준)하였다.
- 체장별 먹이조성의 변화를 파악하기 위하여 문치가자미 시료를 가장 작은 크기로부터 3 cm 간격 5개의 체장군으로 구분하여 먹이조성을 조사하였다. 체장군별 먹이조성의 체장과 섭식된 먹이생물 사이의 관계는 선형회귀분석을 실시하였다. 그리고 체장에 따른 먹이섭식특성 파악을 위해 체장군별 개체 당 먹이의 평균 개체수 (mean nember of preys per stomach, mN/ST)와 개체 당 먹이의 평균중량 (mean weight of preys per stomach, mW/ST)을 구하였으며, 분산분석 (analysis of variance, ANOVA)을 이용하여 유의성을 검정(95% 신뢰수준)하였다.
이론/모형
- 먹이생물의 상대중요성지수 (index of importance, IRI)는 Pinkas et al. (1971)의 식을 사용하였다.
- 먹이생물의 상대중요성지수는 백분율로 환산하여 상대중요성지수비 (%IRI)로 나타내었다. 문치가자미의 먹이중요도 (dominant or rare), 섭식전략 (specialist or generalist), 섭식폭 (niche width)은 도해적방법 (graphical method)을 사용하여 나타내었다 (Amundsen et al., 1996). 이 방법은 출현빈도 (%F)에 대하여 prey-specific abundance를 도식화함으로써 나타내며, prey-specific abundance는 다음과 같이 구할 수 있다.
- 위 내용물 조사를 위한 충분한 표본크기를 결정하기 위하여 누적먹이곡선(cumulative prey curve)을 사용하였다(Ferry and Cailliet, 1996). 누적먹이곡선을 만들기 위하여 위내용 물을 단각류 (Amphipoda), 이매패류 (Bivalvia), 갯지렁이류 (Polychaeta), 산호충류 (Anthozoa), 거미불가사리류 (Ophiuroidea), 기타 먹이생물 (Others) (유형동물, Nemertinea; 등각류, Isopoda; 요각류, Copepoda; 주걱벌레붙이류, Tanaidacea; 새우류, Macrura; 게류, Brachyura)로 구분하여 위의 순서를 100번 무작위화 한 뒤 평균과 표준편차를 그래프상에 나타내었다.
- 체장군 사이의 먹이중복도는 Schoener (1970)의 dietary overlap index를 이용하여 다음과 같이 구하였다.
성능/효과
- 그 외 산호충류 (Anthozoa), 거미불가사리류 (Ophiuroidea), 유형동물 (Nemertinea), 등각류 (Isopoda), 요각류 (Copepoda), 주걱벌레붙 이류 (Tanaidacea), 새우류 (Macrura), 게류 (Brachyura)의 출현이 있었으나 매우 적은 양을 나타내었다. 따라서 문치가 자미는 이매패류, 단각류, 갯지렁이류를 주로 섭식하고 그 외 산호충류, 거미불가사리류 등 다양한 저서동물을 섭식하는 육식성어류(carnivore)임을 알 수 있었다.
- 이 후 체장이 커짐에 따라 위 내용물 중 이매패류와 갯지렁이류가 차지하는 양이 매우 높았다. 또한 비교적 체장이 작았던 크기군에서 큰 비중을 차지하지 못하였던 산호충류는 22 cm 이상의 크기군에서 위 내용물 중 차지하는 비율이 높았다.
- 먹이를 섭식한 232개체의 위내용물 분석 결과 (Table 1) 11개 분류군 37종의 먹이생물이 출현하였다. 문치가자미의 가장 중요한 먹이생물은 출현빈도 34.
- 문치가자미 위 내용물에 대한 도해적방법을 이용한 결과에 의하면 (Fig. 2), 이매패류, 단각류, 갯지렁이류가 전체 개체수비 92.4%와 전체 중량비 81.0%를 나타내어 문치가자미의 가장 중요한 먹이생물이었으며, 이 3가지 먹이생물을 주로 섭식하는 것으로 나타났다. 그 외 먹이생물인 유형동물류, 등각류, 요각류, 주걱벌레붙이류, 새우류, 게류, 거미불가사리류는 그래프의 왼쪽 위, 아래에 위치해 있었는데, 이는 주 먹이생물을 섭식하는 과정 등에서 일부 개체에 약간씩 섭식된 소수의 먹이생물로 나타났다.
- 먹이를 섭식한 232개체의 위내용물 분석 결과 (Table 1) 11개 분류군 37종의 먹이생물이 출현하였다. 문치가자미의 가장 중요한 먹이생물은 출현빈도 34.5%, 개체수비 4.4%, 습중량비 58.8%, 상대중요성지수비 39.4%를 나타낸 이매패류 (Bivalvia)였다. 이매패류는 지중해담치 (Mytilus edulis) 1종이 단독으로 출현하여 문치가자미의 가장 중요한 먹이 생물이었다.
- 문치가자미의 성장에 따라 개체 당 평균 먹이 개체수 (mN/ST)와 평균 먹이 중량 (mW/ST)은 모두 증가하는 양상을 나타내었다. 일반적으로 어류는 체장이 증가함에 따라 효율적인 에너지 섭취를 위해 작은 크기의 먹이생물에서 큰 크기의 먹이생물로 크기를 변화시킨다고 알려져 있다 (차 등, 1997; 허 등, 2006).
- 문치가자미의 성장에 따른 위내용물 조성의 변화를 조사한 결과 (Fig. 3), 가장 작은 체장군 (10~12 cm)에서는 이매패류가 전체 위 내용물 습중량의 73.7%를 차지하여 가장 중요한 먹이생물이었으며, 그 다음으로 갯지렁이류가 23.1%를 차지하였다. 이 후 체장이 커짐에 따라 위 내용물 중 이매패류와 갯지렁이류가 차지하는 양이 매우 높았다.
- 본 연구에서 가장 큰 크기군이었던 체장 22 cm 이상의 크기군을 제외한 다른 체장군에서 이매패류, 단각류, 갯지렁 이류를 주로 섭식하여 체장군별 먹이조성에서 큰 차이가 없었다. 체장군별 먹이 중복도 또한 대부분의 체장군들 사이에서 0.
- 본 연구에서 문치가자미는 이매패류, 단각류, 갯지렁이류 등 대형저서동물이 전체 먹이생물 중량의 80%를 차지하는 저서성 육식어류였다. 가자미과 어류 중 줄가자미 (Clidoderma asperrimum)는 위내용물의 80% 이상이 거미불가사리류와 단각류가 차지하였으며, 도다리 (Pleuronichthys cornutus)는 단각류가 85%, 갈가자미(Tanakius kitaharae)는 갯지렁이류와 단각류가 78%, 눈가자미 (Dexistes rikuzenius)는 거미불가사리류와 갯지렁이류가 67% 등 비교적 많은 가자미과 어류들이 저서성 육식어류였고 (Yamada et al.
- , 1999). 본 연구에서 출현빈도에 대한 prey-specific abundance 분석결과 문치가자미는 이매패류, 단각류, 갯지렁이류를 골고루 섭식하는 (전체 위내용물 습중량의 80%) generalist predator로 판단된다 (Fig. 2). 문치가자미를 포함한 줄가 자미, 갈가자미, 눈가자미, 돌가자미 (Kareius bicoloratus), Monochirus hispidus 등의 많은 가자미과 어류들은 2개 분류군 이상의 먹이생물들을 골고루 섭식하는 generalist predator에 속한다고 판단할 수 있다(Amaral and Cabral, 2004; Yamada et al.
- 위내용물을 분석한 395개체 중 먹이생물이 전혀 발견되지 않은 개체는 163개체로 41.2%의 공복율을 나타내었다. 위 내용물이 발견된 232개체를 대상으로 조사한 누적먹이곡선의 곡선은 점근선에 근접하였으며, 최소표본크기는 50개체로 나타났다 (Fig.
- 1%를 차지하였다. 이 후 체장이 커짐에 따라 위 내용물 중 이매패류와 갯지렁이류가 차지하는 양이 매우 높았다. 또한 비교적 체장이 작았던 크기군에서 큰 비중을 차지하지 못하였던 산호충류는 22 cm 이상의 크기군에서 위 내용물 중 차지하는 비율이 높았다.
- 이매패류는 지중해담치 (Mytilus edulis) 1종이 단독으로 출현하여 문치가자미의 가장 중요한 먹이 생물이었다. 이매패류 다음으로 중요한 먹이생물은 출현빈도 24.1%, 개체수비 72.7%, 습중량비 3.8%, 상대중요성지수비 33.4%를 나타낸 단각류 (Amphipoda)와 출현빈도 37.1%, 개체수비 15.3%, 습중량비 18.4%, 상대중요성지수비 22.6%를 나타낸 갯지렁이류(Polychaeta)였다. 그 외 산호충류 (Anthozoa), 거미불가사리류 (Ophiuroidea), 유형동물 (Nemertinea), 등각류 (Isopoda), 요각류 (Copepoda), 주걱벌레붙 이류 (Tanaidacea), 새우류 (Macrura), 게류 (Brachyura)의 출현이 있었으나 매우 적은 양을 나타내었다.
- 미국 동부 New England 해역의 3개의 지점에서 채집된 Limanda ferruginea는 채집지에 따라 각각 갯지렁이류, 갯지렁이류와 새우류, 갯지렁이류와 단각류를 주로 섭식하였다 (Jeremy, 1987). 이처럼 가자미과 어류들은 서식하는 해역에 따라 주 먹이생물의 차이를 나타냈으나, 주로 저서성 대형무척추동물인 이매패류, 갯지렁이류, 갑각류, 거미불가사리류 등을 섭식하는 것을 알 수 있었다.
- 체장군간 문치가자미의 개체 당 평균 먹이생물 개체수 (mN/ST)는 유의한 차이를 보였으며 (ANOVA, F 4,227 = 4.106, P⁄0.05), 체장증가에 따라 평균먹이생물 개체수 또한 증가하였다(Fig. 4).
- 체장군별 위내용물 중복도를 Schoener’s 중복도 지수를 이용하여 분석한 결과(Table 2), 10~12 cm와 13~15 cm 체장군에서 가장 높은 0.92를 나타내었고 16~18 cm와 22 cm 이상의 체장군 사이에서 가장 낮은 0.27을 나타내었다.
- 일반적으로 어류는 체장이 증가함에 따라 효율적인 에너지 섭취를 위해 작은 크기의 먹이생물에서 큰 크기의 먹이생물로 크기를 변화시킨다고 알려져 있다 (차 등, 1997; 허 등, 2006). 하지만 본 연구에서 문치가자미는 체장이 커짐에 따른 먹이생물의 크기변화 차이를 나타내지 않았고, 일정한 크기의 먹이생물을 다량 섭식하는 경향을 나타냈다. 이것은 먹이생물의 개체수와 중량을 늘려 에너지 효율을 높이는 문치가자미의 섭식특성으로 판단된다.
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