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문제 정의
- 위와 같은 수산동물의 에너지흐름에 대한 생리, 생태학적 연구는 동물의 생활사에 관한 전반적인 양상을 설명해주며 자원 증식과 종묘생산기술을 체계화 할 수 있는 중요한 요인이 된다. 따라서 본 연구에서는 몇몇 종에 한정되어 있는 우리나라 해산 양식 현황에 있어 최근 산업적으로 가치가 높은 쥐노래미를 대상으로 부화 후의 자치어 기간 동안 성장에 가장 큰 요인으로 작용하는 수온과 먹이를 변수로 하여 이에 대한 성장, 호흡 및 생태효율을 비교, 조사하여 에너지수지를 규명함으로서 에너지 흐름에 대한 생리, 생태적 기초자료를 얻는데 그 목적이 있다.
제안 방법
- (500×104 cells/mL)를 공급한 후 6주간 Great Salt Lake 산(Utah. USA)갓 부화한 영양강화 하지 않은 Artemia nauplii (NEA)와 영양강화한 Artemia nauplii(EA)(15-18 inds./mL) 공급하였다.
- 1 mg 단위까지 측정하였다. 각 실험구의 성장은 실험 개체 모두의 평균값으로 나타내었고 6주 동안 각 실험구의 개체의 성장에너지는 실험 종료 시 에너지 값으로부터 실험 시작시 에너지 값을 공제해주었다. 생존율은 매일 사망한 개체를 파악하여 일주일 간격으로 합산 후, 전체 사육 개체수에 대한 누적 사망 개체수의 백분율로 나타내었다.
- 여기서 I는 섭취 에너지, P는 체성장에 쓰인 에너지, R는 유지 에너지로써 호흡에 쓰인 에너지, F는 동화되지 않고 분으로 배출된 에너지, U는 뇨로 배설된 에너지를 나타내었다(Dawirs, 1983). 단, 분배출 에너지 함량은 에너지 수지 방정식에 의거하여 섭취에 따른 성장, 호흡 및 뇨배설의 에너지함량 차로 구하여 주었다.
- 001 mm 단위까지 측정하였다. 동일개체의 건중량 측정을 위해 열풍건조기(SANYO, MOV-212F, Japan)를 이용하여 60℃에서 24시간 동안 건조하여 0.1 mg 단위까지 측정하였다. 각 실험구의 성장은 실험 개체 모두의 평균값으로 나타내었고 6주 동안 각 실험구의 개체의 성장에너지는 실험 종료 시 에너지 값으로부터 실험 시작시 에너지 값을 공제해주었다.
- 실험 기간 동안 분배출량은 극히 소량으로 먹이 급여 후 24시간 동안 방치하여도 siphon방식을 사용하여 수동적으로 분을 수거하기에는 불가능하였다. 따라서 분배출 에너지 함량은 에너지수지 방정식에 의거하여 섭취에 따른 성장, 호흡 및 뇨배설의 에너지함량 차로 구하였다.
- 부화된 자어는 자연해수(5.1-8.5℃, natural seawater temperature, NT)와 가온해수(13 ± 0.5℃, heated seawater temperature, HT)로 구분하여 250 L (수용적: 200 L) FRP 수조에 각 먹이별 2반복으로 1,000마리씩 수용하였다.
- 산소소비량을 측정하기 위하여 1주일 간격으로 각 수조 당 먹이를 섭취한 실험어 10마리씩 무작위로 추출하여 여과해수가 담긴 밀폐용기(500 mL)에 수용한 후, 12시간 동안의 산소소비량을 자동산소검량기(YSI 95)로 측정하고, 실험 전후의 용존산소차로서 정량화하였으며, 개체 1마리당 일간 산소소비량(mg O2/ind./day)으로 나타내었다. 실험 전체기간 동안 산소소비에 이용된 에너지 값을 구하기 위하여 산소소비량은 대사열 생산에 의해 소비된 에너지로 전환시켰다(1 mg O2= 14.
- /mL) 공급하였다. 영양강화제는 국산 유화오일 (Astomega)과 A1 DHA SELCO (THAILAND)를 같은 비율로 혼합하여 사용하였고 먹이 공급은 수조바닥에 있는 잔여 먹이와 찌꺼기를 제거해준 후 1일 3회 (09:00, 14:00 및 21:00) 공급해주었다.
- 자치어의 섭취량을 알아보기 위하여 적정공급밀도(inds./mL)를 파악한 후 1주일 간격으로 각 수조 당 실험어 10마리씩 무작위로 추출하여 여과해수가 담긴 500 mL 용기에 수용한 후 NEA구과 EA구의 Artemia를 직접 계수하여 공급하였다. 12시간 후 남은 먹이량을 해부현미경하에서 직접 계수하여 최초 공급한 양에서 수거된 양을 공제하여 총 섭취량을 얻었고 개체 1마리당 일간 섭취량(mg/ind.
- 자치어의 성장을 알아보기 위하여 실험 개시 일로부터 1주일 간격으로 각 수조 당 10마리씩 무작위로 선택하여 만능투영기(Mitutoyo, PJ-A3000, Japan)로 체장을 0.001 mm 단위까지 측정하였다. 동일개체의 건중량 측정을 위해 열풍건조기(SANYO, MOV-212F, Japan)를 이용하여 60℃에서 24시간 동안 건조하여 0.
- /day)으로 나타내었다. 제공된 먹이의 에너지 값을 얻기 위하여 각 먹이의 에너지함량을 측정 하였다.
- 쥐노래미 자치어의 섭취, 성장, 호흡, 뇨배설 및 분배출을 측정한 자료로부터 생태효율을 구하였다(Table 6). NT구에서 자치어의 동화효율은 먹이별로 각각 77.
- 채란된 성수란과 정자는 건식법으로 수정하였으며 수정란 관리는 유수식의 사각틀망이 설치되어 있는 콘크리트 수조에 수용하였다. 수온은 자동온도 조절장치를 이용하여 12 ± 0.
- 성숙한 수컷은 몸빛깔이 등황색으로 뚜렷한 혼인색을 띄고 있었고, 암컷은 산란기에도 혼인색을 나타내지 않으나 복부가 팽만하여 있었다. 채란은 외상이 없고 안구가 선명하며 상태가 양호한 개체를 선별하여 암수의 비율을 1:1로 맞춘 후 복부압박법에 의해 2005년 11월 24일-28일(2회)에 걸쳐 실시하였다.
대상 데이터
- 쥐노래미 자치어의 체중성장에 사용된 에너지는 Table 1에 나타낸 생체에너지 함량(cal/g dry weight)으로 부터 산출하였다. NT구의 NEA구에서 사육기간 동안 실험종료 시의 생체에너지(5,593.30 cal)에서 실험시작 시의 생체에너지(5,471.64 cal)를 뺀 값 즉, 121.66 cal의 에너지를 체중성장에 사용하였고, EA구에서는 실험종료시의 생체에너지(5,600.45 cal)에서 실험시작 시의 생체에너지(5,471.64 cal)를 뺀 값 즉, 128.81 cal의 에너지를 체중성장에 사용하였다. 또한 HT구의 NEA구에서 사육기간 동안 실험종료 시의 생체에너지(5,660.
- 4). 성장곡선과 섭취율을 적분구간(56일)동안의 적분에 의해 NEA구와 EA구에서 각각 32.15 mg, 33.07 mg을 섭취하였으며, 섭취에 사용된 에너지는 각각 200.13 cal, 207.42 cal 였다(Table 3). HT구에서 자치어의 건조중량과 일간 섭취량 관계는 먹이별로 NEA구와 EA구에서 각각 Y=0.
- 실험어는 2005년 11월 23일 충청남도 태안반도 부근에서 자망으로 어획된 성숙한 어미를 강원도 도립수산자원연구원 어류사육동으로 즉시 운반하여 실내 사육수조에 수용하였으며 세균의 감염을 막기 위하여 Oxytetracycline HCL 성분인 Ultramysin 150 ppm에서 1시간 약욕시킨 후 1일간 안정시켰다. 성숙한 수컷은 몸빛깔이 등황색으로 뚜렷한 혼인색을 띄고 있었고, 암컷은 산란기에도 혼인색을 나타내지 않으나 복부가 팽만하여 있었다.
이론/모형
- 뇨배설 양은 먹이를 충분히 먹고 난 실험어를 산소병에 각각 10마리씩 수용하고 24시간 후 phenol-hypochlorite method(Solorzano, 1969)으로 UV-Visible spectro-photometer (Varian DMS-1005)를 이용하여 흡광도를 측정하여 암모니아 질소를 정량한 후 개체 한 마리당 일간 질소배설량(ug atoms-N/ind./day)으로 표시하였다. 배설된 뇨의 에너지함량은 4.
- 쥐노래미 자치어의 에너지 수지는 Standard IBP 방정식(Klekowski and Duncan, 1975)에 의거하여 다음과 같이 나타내었다.
성능/효과
- /mL)를 파악한 후 1주일 간격으로 각 수조 당 실험어 10마리씩 무작위로 추출하여 여과해수가 담긴 500 mL 용기에 수용한 후 NEA구과 EA구의 Artemia를 직접 계수하여 공급하였다. 12시간 후 남은 먹이량을 해부현미경하에서 직접 계수하여 최초 공급한 양에서 수거된 양을 공제하여 총 섭취량을 얻었고 개체 1마리당 일간 섭취량(mg/ind./day)으로 나타내었다. 제공된 먹이의 에너지 값을 얻기 위하여 각 먹이의 에너지함량을 측정 하였다.
- 였다(Table 2). HT구에서 NEA구의 산소소비율(mg O2/ind./day)은 Y=0.2025x0.5828 (R2=0.9316)로나타났고, EA구의 산소소비율은 Y=0.2069x0.5724 (R2=0.9566)로 나타났으며, 건조중량이 증가함에 따라 누승적으로 증가하였다(Fig. 3). 따라서 성장곡선과 산소소비율를 적분구간(56일) 동안의 적분에 의해 먹이별로 각각 33.
- 였다(Table 4). HT구에서 뇨배설 경향을 살펴보면, 일간 뇨배설량은 누승적으로 증가하였으며, 자치어의 건조중량과 일간 뇨배설량과의 관계는 먹이별로 NEA구와 EA구에서 각각 Y=50.285x1.206 (R2=0.9874) 및 Y=51.648x1.1778 (R2=0.9831)로 나타났다(Fig. 5). 성장곡선과 뇨배설율을 적분구간(56일)동안의 적분에 의해 NEA구와 EA구에서 각각 3,186.
- 42 cal 였다(Table 3). HT구에서 자치어의 건조중량과 일간 섭취량 관계는 먹이별로 NEA구와 EA구에서 각각 Y=0.9969x0.2155 (R2=0.4894), Y=0.9993x0.2559 (R2=0.8248)로 나타났으며 건조중량이 증가함에 따라 누승적으로 증가하였다(Fig. 4). 성장곡선과 섭취율을 적분구간(56일) 동안의 적분에 의해 NEA구와 EA구에서 각각 43.
- 2%로 나타났다. HT구에서 자치어의 동화효율은 먹이별로 각각 80.43%, 77.66%로 NEA구가 EA구에 비해 높은 값을 나타냈으며, 총 성장효율(K1)은 각각 69.5%, 73.9%, 순 성장효율(K2)은 86.4%, 95.1%로 나타났다.
- 3%를 차지하였다. HT구의 경우 NEA구에서 체성장에 사용된 에너지가 0.189 kcal, 호흡에 사용된 누적 에너지는 0.033 kcal, 총 섭취한 누적에너지는 0.272 kcal로서 총 섭취에너지에 대해 성장은 69.5%, 호흡은 12.1%를 차지하였다. 또한 분배출 및 뇨배설에 사용된 에너지는 각각 0.
- NT구에서 섭취경향을 살펴보면 일간 섭취량은 누승적으로 증가하였으며, 자치어의 건조중량과 일간 섭취량간의 관계는 NEA구와 EA구에서 각각 Y=0.8186x0.4889 (R2=0.7773), Y=0.8052x0.4968 (R2=0.8525)로 나타났다(Fig. 4). 성장곡선과 섭취율을 적분구간(56일)동안의 적분에 의해 NEA구와 EA구에서 각각 32.
- 쥐노래미 자치어의 섭취, 성장, 호흡, 뇨배설 및 분배출을 측정한 자료로부터 생태효율을 구하였다(Table 6). NT구에서 자치어의 동화효율은 먹이별로 각각 77.56%, 77.71%로 EA구가 NEA구에 비해 높은 값을 나타냈으며, 총 성장효율(K1)은 각각 60.5%, 62.3%, 순 성장효율(K2)은 78%, 80.2%로 나타났다. HT구에서 자치어의 동화효율은 먹이별로 각각 80.
- 5%를 차지하였다. 또한 분배출 및 뇨배설에 사용된 에너지는 각각 0.044 kcal와 0.008 kcal로 총 섭취에너지에 대해 각각 22% 및 4%를 차지하였다. NT구에서 EA 구의 경우 체성장에 사용된 에너지가 0.
- , 2004)고 보고되었다. 본 실험에서는 가온해수에서 갓 부화한 Artemia nauplii 공급구(NEA구)에서 80.43%로 가장 높은 동화효율을 보였으며 나머지 실험구에는 거의 비슷한 값은 나타내었다. 이와 같은 결과로 미루어 볼 때 산소소비량과 섭취량 에너지와 달리 동화효율은 수온에 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.
- 1). 사육기간 동안의 체중성장을 살펴보면, NT구의 NEA를 공급한 실험구에서 사육기간 동안에 지수적인 증가{DW=0.4429e0.03t (R2=0.9124)}를 보였다. EA구에서도 사육기간 동안 체성장에 지수적인 증가{DW=0.
- 실험어는 2005년 11월 23일 충청남도 태안반도 부근에서 자망으로 어획된 성숙한 어미를 강원도 도립수산자원연구원 어류사육동으로 즉시 운반하여 실내 사육수조에 수용하였으며 세균의 감염을 막기 위하여 Oxytetracycline HCL 성분인 Ultramysin 150 ppm에서 1시간 약욕시킨 후 1일간 안정시켰다. 성숙한 수컷은 몸빛깔이 등황색으로 뚜렷한 혼인색을 띄고 있었고, 암컷은 산란기에도 혼인색을 나타내지 않으나 복부가 팽만하여 있었다. 채란은 외상이 없고 안구가 선명하며 상태가 양호한 개체를 선별하여 암수의 비율을 1:1로 맞춘 후 복부압박법에 의해 2005년 11월 24일-28일(2회)에 걸쳐 실시하였다.
- 따라서 해산 자치어의 성장과 생존에 매우 중요한 필수 영양소인 불포화지방산을 영양강화함으로써 충족시켜주고 있다. 실제로 조피볼락의 치어에 영양 강화한 Artemia nauplii를 먹였을 경우 Artemia nauplii를 영양강화시키지 않고 먹이로 공급하는 실험구보다 생존율, 전장 및 체중이 향상된 결과를 나타내었으며(Cho and Hur, 1998), 본 실험에서도 영양강화한 Artemia nauplii를 공급한 실험구에서 성장과 생존율에서 좋은 결과를 보였다. 따라서 추후 쥐노래미 종묘생산에 있어 자치어 단계에 대량폐사의 원인을 정확히 밝히기 위해서는 rotifer, Artemia nauplii를 다른 고도불포화 지방산 또는 필수 아미노산을 다량 함유시킬 필요가 있다.
- 실험 기간 동안 분배출량은 극히 소량으로 먹이 급여 후 24시간 동안 방치하여도 siphon방식을 사용하여 수동적으로 분을 수거하기에는 불가능하였다. 따라서 분배출 에너지 함량은 에너지수지 방정식에 의거하여 섭취에 따른 성장, 호흡 및 뇨배설의 에너지함량 차로 구하였다.
- 쥐노래미 자치어의 수온별, 먹이별 섭취량은 전체적으로 누승적인 증가 경향을 보였으며 건조중량이 증가함에 따라 일간 섭취량은 계속적인 증가를 나타내었다. 실험 기간 동안의 자치어의 섭취량에 대한 결과 또한 수온에 대한 영향이 컸으며 대사 활동에 의한 소화와 흡수의 관계에서 기인된 것이라 사료된다.
- 쥐노래미 자치어의 체장성장은 전체적으로 부화 후 21일까지는 점진적으로 증가하다가 28일 이후에는 빠른 성장을 보였다. 실험 시작 시 평균체장은 7.619 mm이였으며, 실험 56일 후 NT구의 EA구는 16.40 mm, NEA구는 15.54 mm이였고, HT 구의 EA구는 22.50 mm, NEA구는 21.09 mm로 나타났다. 위의 결과로부터 먹이별 성장은 큰 차이를 보이지 않았으나 수온에 따른 자치어 성장은 뚜렷하게 차이를 보였다(Fig.
- 09 mm로 나타났다. 위의 결과로부터 먹이별 성장은 큰 차이를 보이지 않았으나 상기 실험에 있어서 환경적인 요인으로 수온에 의한 영향이 크게 좌우된 것으로 사료된다.
- 09 mm로 나타났다. 위의 결과로부터 먹이별 성장은 큰 차이를 보이지 않았으나 수온에 따른 자치어 성장은 뚜렷하게 차이를 보였다(Fig. 1). 사육기간 동안의 체중성장을 살펴보면, NT구의 NEA를 공급한 실험구에서 사육기간 동안에 지수적인 증가{DW=0.
- 43%로 가장 높은 동화효율을 보였으며 나머지 실험구에는 거의 비슷한 값은 나타내었다. 이와 같은 결과로 미루어 볼 때 산소소비량과 섭취량 에너지와 달리 동화효율은 수온에 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 이는 수온변화에 상관없이 성장과 물질대사에 사용되는 비율은 일정한 것으로 사료된다.
- 쥐노래미 자치어의 수온별, 먹이별 성장 역시 전체적으로 지수적인 성장 경향을 나타내었다. 자치어의 부화 직후 평균체장은 7.619 mm이었으며 실험 56일 후 자연수온구(NT구)의 영양강화한 Artemia nauplii 공급구(EA구)는 16.40 mm, 갓 부화한 Artemia nauplii 공급구(NEA구)는 15.54 mm 이였고, 가온 해수구(HT구)의 영양강화한 Artemia nauplii 공급구(EA구)는 22.50 mm, 갓 부화한 Artemia nauplii 공급구(NEA구)는 21.09 mm로 나타났다. 위의 결과로부터 먹이별 성장은 큰 차이를 보이지 않았으나 상기 실험에 있어서 환경적인 요인으로 수온에 의한 영향이 크게 좌우된 것으로 사료된다.
- 037 kcal로 나타났다. 전체적으로 개체 중량과 산소소비량의 관계는 어체중이 증가할수록 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, 아울러 개체의 체중과 체장이 증가할수록 더 많은 산소소비를 나타내었다. 이와 같은 경향은 체중이 증가함에 따라 다른 유생에서와 마찬가지로 비례적으로 증가하였다(Dawirs, 1983; Jacobi and Anger, 1985).
- 쥐노래미 자치어의 뇨배설을 보면 서로 다른 수온구와 먹이구 간에 모두 체중이 증가함에 따라 비례적으로 증가하였다. NT구에서 뇨배설 경향을 살펴보면, 일간 뇨배설량은 누승적으로 증가하였으며, 자치어의 건조중량과 일간 뇨배설량과의 관계는 먹이별로 NEA구와 EA구에서 각각 Y=53.
- 쥐노래미 자치어의 수온별, 먹이별 섭취량은 전체적으로 누승적인 증가 경향을 보였으며 건조중량이 증가함에 따라 일간 섭취량은 계속적인 증가를 나타내었다. 실험 기간 동안의 자치어의 섭취량에 대한 결과 또한 수온에 대한 영향이 컸으며 대사 활동에 의한 소화와 흡수의 관계에서 기인된 것이라 사료된다.
- 쥐노래미 자치어의 체장성장은 전체적으로 부화 후 21일까지는 점진적으로 증가하다가 28일 이후에는 빠른 성장을 보였다. 실험 시작 시 평균체장은 7.
후속연구
- 또한 영양강화를 하여 쥐노래미 자치어의 먹이로 공급할 뿐만 아니라, 새로운 동물성 플랑크톤의 수집 배양을 통해 기존의 먹이생물들과 비교하여 먹이생물들의 영양학적 가치를 보다 구체적으로 평가해 볼 필요가 있을 것으로 판단된다. 그리고 수산양식에서 생태학적 특성을 고려한 사육환경 및 스트레스 등에 대한 생리학적 연구가 이루어져야 할 것이다.
- 쥐노래미는 최근 연안 서식장의 환경 악화와 무분별한 남획으로 인해 급격히 감소되고 있다. 따라서 본 종을 포함한 연안 어족자원의 증가를 도모하기 위해서는 적절한 어획 및 자원관리가 요구되며 산업화를 위한 인공종묘의 대량생산기술개발이 필요하다.
- 실제로 조피볼락의 치어에 영양 강화한 Artemia nauplii를 먹였을 경우 Artemia nauplii를 영양강화시키지 않고 먹이로 공급하는 실험구보다 생존율, 전장 및 체중이 향상된 결과를 나타내었으며(Cho and Hur, 1998), 본 실험에서도 영양강화한 Artemia nauplii를 공급한 실험구에서 성장과 생존율에서 좋은 결과를 보였다. 따라서 추후 쥐노래미 종묘생산에 있어 자치어 단계에 대량폐사의 원인을 정확히 밝히기 위해서는 rotifer, Artemia nauplii를 다른 고도불포화 지방산 또는 필수 아미노산을 다량 함유시킬 필요가 있다. 또한 영양강화를 하여 쥐노래미 자치어의 먹이로 공급할 뿐만 아니라, 새로운 동물성 플랑크톤의 수집 배양을 통해 기존의 먹이생물들과 비교하여 먹이생물들의 영양학적 가치를 보다 구체적으로 평가해 볼 필요가 있을 것으로 판단된다.
- 따라서 추후 쥐노래미 종묘생산에 있어 자치어 단계에 대량폐사의 원인을 정확히 밝히기 위해서는 rotifer, Artemia nauplii를 다른 고도불포화 지방산 또는 필수 아미노산을 다량 함유시킬 필요가 있다. 또한 영양강화를 하여 쥐노래미 자치어의 먹이로 공급할 뿐만 아니라, 새로운 동물성 플랑크톤의 수집 배양을 통해 기존의 먹이생물들과 비교하여 먹이생물들의 영양학적 가치를 보다 구체적으로 평가해 볼 필요가 있을 것으로 판단된다. 그리고 수산양식에서 생태학적 특성을 고려한 사육환경 및 스트레스 등에 대한 생리학적 연구가 이루어져야 할 것이다.
- 본 연구에 있어서 동물의 성장, 호흡 및 동화효율 등의 생리, 생태적 연구는 에너지흐름의 역학적 구조를 이해하고 생태계의 기능을 파악하는데 있어 유용한 수단이 된다. 생태계는 복잡한 먹이사슬과 같은 영양학적 구조와 집단 간 에너지흐름에 밀접하게 관련되어 있으며, 이러한 복잡한 먹이망 속에서 그 물질의 전환에 따른 에너지 흐름을 파악하기 위해서 에너지수지를 분석하는 것이 매우 중요하다 (Klekowski and Ducan, 1975).
- 이상과 같은 에너지수지에 대한 성장률, 섭취량, 소화효율 등의 자료는 종묘생산 관점에서 매우 중요하다. 에너지흐름에 대한 수치는 각각의 종마다 다르지만 수온과 먹이 및 그 밖의 사육환경에 따른 발육단계의 수치변화를 파악할 수 있으며 양식 대상종의 생산성 향상 및 안정적인 종묘생산 라인이 구축 될 수 있을 것이다.
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