강도다리, Platichthys stellatus의 먹이섭식, 성장 및 무안측 체색발현에 있어 수온, 수조색상 및 조도의 영향 Influence of Water Temperature, Background Color, and Light Intensity in Feeding, Growth and Blind-Side Hypermelanosis of Starry Flounder, Platichthys stellatus원문보기
강도다리, Platichthys stellatus의 먹이섭식, 성장 및 무안측 흑화에 있어 수온, 수조색상 및 조도의 영향을 파악하기 위해, 본 연구에서는 전장(TL) $17.3{\pm}0.5cm$ 및 체중(BW) $82.5{\pm}0.2g$의 양성어 중 정상 개체만을 선별하여, 6월에서 12월까지 180일 동안 환경 조건별 실험을 실시하였다. 실험은 국방색과 흰색수조($H100cm{\times}L100cm{\times}W100cm$; bottom area$1m^2$)를 이용하여 평균 조도 230 lux와 1,000 lux에서 2반복으로 실시하였다. 이 때 실험 밀도는 100마리/수조(430% of initial covering area [PCA])였다. 본 실험에서는 실험 기간동안, 수온 및 염분과 일간먹이섭식량(DFI)의 상관관계를 조사하였고, DFI, 먹이효율(FE), 성장, 생존율, 무안측 흑화률 및 흑화개체 비율을 실험구별로 비교하였다. DFI는 염분과의 상관관계는 보이지 않았지만, 겨울과 여름철 0.5 g/fish/day까지 유의하게 감소하고, 반대로 수온 $10{\sim}20^{\circ}C$인 가을에 1.5 g/fish/day 이상 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 강도다리 양식은 수온 $10{\sim}20^{\circ}C$에서 이루어져야 함을 내포하고 있다. 또한 DFI, FE 및 생존율은 배경색상과 조도의 영향을 받지 않았다. 또한 가자미류의 무안측 흑화 발현 인자로 알려진 200% PCA 이상의 높은 밀도, 어두운 배경색상과 과도하게 밝은 조도가 강도다리에게 아무런 영향을 미치지 않았다.
강도다리, Platichthys stellatus의 먹이섭식, 성장 및 무안측 흑화에 있어 수온, 수조색상 및 조도의 영향을 파악하기 위해, 본 연구에서는 전장(TL) $17.3{\pm}0.5cm$ 및 체중(BW) $82.5{\pm}0.2g$의 양성어 중 정상 개체만을 선별하여, 6월에서 12월까지 180일 동안 환경 조건별 실험을 실시하였다. 실험은 국방색과 흰색수조($H100cm{\times}L100cm{\times}W100cm$; bottom area $1m^2$)를 이용하여 평균 조도 230 lux와 1,000 lux에서 2반복으로 실시하였다. 이 때 실험 밀도는 100마리/수조(430% of initial covering area [PCA])였다. 본 실험에서는 실험 기간동안, 수온 및 염분과 일간먹이섭식량(DFI)의 상관관계를 조사하였고, DFI, 먹이효율(FE), 성장, 생존율, 무안측 흑화률 및 흑화개체 비율을 실험구별로 비교하였다. DFI는 염분과의 상관관계는 보이지 않았지만, 겨울과 여름철 0.5 g/fish/day까지 유의하게 감소하고, 반대로 수온 $10{\sim}20^{\circ}C$인 가을에 1.5 g/fish/day 이상 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 강도다리 양식은 수온 $10{\sim}20^{\circ}C$에서 이루어져야 함을 내포하고 있다. 또한 DFI, FE 및 생존율은 배경색상과 조도의 영향을 받지 않았다. 또한 가자미류의 무안측 흑화 발현 인자로 알려진 200% PCA 이상의 높은 밀도, 어두운 배경색상과 과도하게 밝은 조도가 강도다리에게 아무런 영향을 미치지 않았다.
To find the influence of water temperature, tank color and illumination in feeding, growth and blind-side hypermelanosis of starry flounder, Platichthys stellatus, in the present study, we performed a series of temperature, background color and illumination intensity test for 180 days (From June to ...
To find the influence of water temperature, tank color and illumination in feeding, growth and blind-side hypermelanosis of starry flounder, Platichthys stellatus, in the present study, we performed a series of temperature, background color and illumination intensity test for 180 days (From June to December). The test was done in duplicate at 100 fish/tank (430% of initial covering area [PCA]) with the selected ordinary juvenile flounder (TL $17.3{\pm}0.5cm$, BW $82.5{\pm}0.2g$). The rearing was performed in darkgreen FRP aquarium tanks ($H100cm{\times}L100cm{\times}W100cm$; bottom area $1m^2$) lighten with average 1,000 lux and 230 lux, and in white FRP aquarium tank ($H100cm{\times}L100cm{\times}W100cm$; bottom area $1m^2$) lighten with average 230 lux of light intensity. We investigated correlation of daily food intake (DFI) with water temperature and salinity, and compared the influences of background colors and light intensity in DFI, food efficiency (FE), growth, survival rate, and ratio of malpigmented blind-side area and ambicolored fish ratio. In DFI, although it was not related with salinity, the amount was significantly decreased under 0.5 g/fish/day in summer and winter season, but was significantly increased over 1.5 g/fish/day in autumn season showing from $10^{\circ}C$ to $20^{\circ}C$ in water temperature. In background and illumination test, DFI, FE and survival rate showed no difference among three groups. The ratios of malpigmented blind-side area and ambicolored fish were also not significantly different among three groups, indicating that the blind-side hypermelanosis of starry may be governed not by background color (or light intensity) but by a genetics external trait inherited from parents.
To find the influence of water temperature, tank color and illumination in feeding, growth and blind-side hypermelanosis of starry flounder, Platichthys stellatus, in the present study, we performed a series of temperature, background color and illumination intensity test for 180 days (From June to December). The test was done in duplicate at 100 fish/tank (430% of initial covering area [PCA]) with the selected ordinary juvenile flounder (TL $17.3{\pm}0.5cm$, BW $82.5{\pm}0.2g$). The rearing was performed in darkgreen FRP aquarium tanks ($H100cm{\times}L100cm{\times}W100cm$; bottom area $1m^2$) lighten with average 1,000 lux and 230 lux, and in white FRP aquarium tank ($H100cm{\times}L100cm{\times}W100cm$; bottom area $1m^2$) lighten with average 230 lux of light intensity. We investigated correlation of daily food intake (DFI) with water temperature and salinity, and compared the influences of background colors and light intensity in DFI, food efficiency (FE), growth, survival rate, and ratio of malpigmented blind-side area and ambicolored fish ratio. In DFI, although it was not related with salinity, the amount was significantly decreased under 0.5 g/fish/day in summer and winter season, but was significantly increased over 1.5 g/fish/day in autumn season showing from $10^{\circ}C$ to $20^{\circ}C$ in water temperature. In background and illumination test, DFI, FE and survival rate showed no difference among three groups. The ratios of malpigmented blind-side area and ambicolored fish were also not significantly different among three groups, indicating that the blind-side hypermelanosis of starry may be governed not by background color (or light intensity) but by a genetics external trait inherited from parents.
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문제 정의
따라서 강도다리 인공사육 시 사양관리를 위한 적정 수온에 대한 과학적 데이터를 확보하지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 여름철 7월부터 겨울철인 12월까지 먹이섭식량 대사실험을 통해, 사양관리에 필요한 최적 사육 수온을 구명하고자 하였다. 그 결과 본 연구에서는 강도다리의 정상적인 먹이섭식 활성은 수온은 10~20℃ 사이에 일어나며, 성장 최적 수온은 15℃ 전후인 것으로 확인되었다.
이에 본 연구에서는 이와 같은 가설을 검증하기 위해, 현재까지 알려진 흑화발현 조건(고밀도, 어두운 배경색상 및 높은 조도)을 정상 강도다리에 장기간 노출시킨 뒤, 무안측의 색소포 분화양상을 관찰하였다. 이를 위해 무작위로 사육 중인 강도다리 양성어 중에 무안측 비착색 정상 개체들만 별도 선발하여, 흑화발현 조건인 평면 바닥의 어두운 색상 수조에서 고밀도(바닥점유율 430% PCA 이상)로 180일간 사육실험을 실시하였다.
가설 설정
이는 그동안 다수의 연구자들이 환경인자에만 국한되어 그 원인을 밝히고자 하는 노력과 가설에 한계를 드러내게 한다. 이러한 흑화에 대한 아주 강한 저항성을 보이는 정상 개체의 출현은 무안측 흑화 현상을 환경적 요인에서만 원인을 찾는 것이 바람직하지 않으며, 더불어 이 증상은 유전자의 지배 하에서 이루어질 가능성이 높다는 가정을 하게 한다. 즉 흑화 저항성 정상 개체들은 흑화에 대한 유전적 저항력을 보유하고 있기 때문에, 어떤 환경 조건에서도 무안측에서 비정상적으로 색소포 분화를 방지하는 기전을 보유할 가능성이 있다.
제안 방법
Table 1. DFI, weight gain, FE and survival of starry flounder reared in different background color and illumination intensity for 180 days. Kruskal-Wallis tests (P=0.
Total length (cm; n=30), body weight (g; n=30), total biomass (kg/ton; n=2) and percentage of covering area (%; n=2) in starry flounders reared at densities of 100 fish/m2 (initial mean PCA 432.5±1.5%) in dark-green & flat bottom FRP tank for 180 days.
더불어 성장도 값을 통해 군집 간 비만도(condition factor: CF=[체중/전장3]×1,000)를 구하였다.
이를 위해 무작위로 사육 중인 강도다리 양성어 중에 무안측 비착색 정상 개체들만 별도 선발하여, 흑화발현 조건인 평면 바닥의 어두운 색상 수조에서 고밀도(바닥점유율 430% PCA 이상)로 180일간 사육실험을 실시하였다. 또한 강도다리 양성 시 최적 사육수온을 구명하기 위해, 여름에서 겨울철에 걸쳐 6개월간 강도다리의 섭식 대사량을 통해 최적의 수온 및 염분 조건을 구명하였다.
더불어 성장도 값을 통해 군집 간 비만도(condition factor: CF=[체중/전장3]×1,000)를 구하였다. 또한 매일 폐사 개체를 수집하여 계수한 뒤 생존률을 산정하였다.
이후 고정된 강도다리 무안측면의 이미지를 영상 촬영을 하였으며, 개체당 착색률을 영상분석시스템(Leica CA)에서 측정하였다. 또한 측정된 이 값을 바탕으로 무안측 면적의 2% 이상 착색된 개체를 계수하여, 이것을 토대로 실험구별 착색개체 비율(발현빈도, %)를 계산하였다.
사료공급 후에는 일간 사료공급량을 기록하였고, 기록된 사료 공급량을 바탕으로 아래의 공식으로 일간 개체당 사료섭식량(daily Food Intake: DFI, mg/fish/day=소비된 사료 중량/ [사육일수×수용마리수]) 및 사료효율(Feed Efficiency: FE, %=어체의 습중량 증가분/건조 사료 섭취량×100)을 구하였다.
사육 수온 및 염분은 자연 수온과 염분을 따르게 하였으며, 이들 수치 변화를 관측하기 위해, 수온과 염분은 YSI 염분계(YSI 85/50 FT, YSI incorporation, Ohio, USA)로 측정하였다. 사료는 1일 1회, 오전 10시에 만복으로 공급되었다. 사용된 강도다리 사료는 상업용 넙치 EP 부상사료로, 입자 크기는 2.
사육수는 여과해수를 유수식으로 공급하였고, 실험구별 동일하게 1일 약 60회 정도 회전이 되도록 해주었다. 사육 수온 및 염분은 자연 수온과 염분을 따르게 하였으며, 이들 수치 변화를 관측하기 위해, 수온과 염분은 YSI 염분계(YSI 85/50 FT, YSI incorporation, Ohio, USA)로 측정하였다. 사료는 1일 1회, 오전 10시에 만복으로 공급되었다.
즉 실험구는 국방색-고조도(이하 D&H구; 평균조도 1,100±88 lux), 국방색-저조도(이하 D&L구; 평균조도 230±2 lux) 및 흰색-저조도(이하 W&L구; 평균조도 230±14 lux)로 설정하였다. 실험구별 조도는 조도계(DX-200, INS, Chinese Taipei)를 사용하여, 매일 3회(아침 9시, 오후 1시, 오후 5시)에 걸쳐 수표면 위에서 측정하였으며 2반복으로 실시하였다.
2 g; 흑화률 0%)들을 선발하여 사용하였으며, 흑화가 발현되는 환경 조건인 430% PCA (수조당 100마리/수조)의 고밀도와 수조바닥이 편평한 FRP 수조(1 m3)에서 180일간 2반복으로 사육되었다. 이때 사용한 수조의 배경색상은 흰색과 국방색 두 가지를 이용하였으며, 조도는 평균 조도 1,100 lux와 230 lux를 이용해 3개의 실험구를 설계하였다. 즉 실험구는 국방색-고조도(이하 D&H구; 평균조도 1,100±88 lux), 국방색-저조도(이하 D&L구; 평균조도 230±2 lux) 및 흰색-저조도(이하 W&L구; 평균조도 230±14 lux)로 설정하였다.
이에 본 연구에서는 이와 같은 가설을 검증하기 위해, 현재까지 알려진 흑화발현 조건(고밀도, 어두운 배경색상 및 높은 조도)을 정상 강도다리에 장기간 노출시킨 뒤, 무안측의 색소포 분화양상을 관찰하였다. 이를 위해 무작위로 사육 중인 강도다리 양성어 중에 무안측 비착색 정상 개체들만 별도 선발하여, 흑화발현 조건인 평면 바닥의 어두운 색상 수조에서 고밀도(바닥점유율 430% PCA 이상)로 180일간 사육실험을 실시하였다. 또한 강도다리 양성 시 최적 사육수온을 구명하기 위해, 여름에서 겨울철에 걸쳐 6개월간 강도다리의 섭식 대사량을 통해 최적의 수온 및 염분 조건을 구명하였다.
통상 가자미류를 대상으로 한 실험에서, 무안측 흑화는 바닥의 잠입기질과 같은 은신처의 부재 상태에서 높은 밀도와 어두운 배경색상에서 발생한다. 이에 본 연구에서는 은신처가 없는 바닥이 편평한 어두운 색 FRP 수조에서 PCA 400%~1,000%의 밀도로 180일이란 장기간 사육을 실시하였다. 그러나 우리는 밝은 색상과 어두운 색상에 사이에서 아무런 표피색상 변화를 관찰할 수 없었으며, 더불어 흑화발현이 기대되는 어두운 배경색상에서 색소포의 분화를 관찰하지 못했다.
즉, 연구 방법론에서 본 연구와 이전 연구들에서 선택된 실험어 발달 시기와 개체선별 방법에서 그 해답을 추정해 볼 수 있다. 이전 연구자들의 경우, 해당 연구를 위해 색소포 분화가 갓 완성된 어린 물고기를 무작위로 선발하여 사용한 반면, 본 연구에서는 색소포 분화가 완료된 양성어를 육안 선별과정을 통해 무안측인 정상인 개체들만을 실험에 사용했다. 이는 본 연구에 사용된 흑화에 강한 저항성을 나타내는 유전적 형질을 지닌 개체들만을 선발하여 사용했을 가능성이 있음을 의미한다.
한편 무안측 착색 면적비율(이후 착색률)을 조사하기 위해, 종료 시 실험구별 강도다리 60마리를 10% 포르말린에 고정하였다. 이후 고정된 강도다리 무안측면의 이미지를 영상 촬영을 하였으며, 개체당 착색률을 영상분석시스템(Leica CA)에서 측정하였다. 또한 측정된 이 값을 바탕으로 무안측 면적의 2% 이상 착색된 개체를 계수하여, 이것을 토대로 실험구별 착색개체 비율(발현빈도, %)를 계산하였다.
한편 성장도 측정은 실험 개시일과 60일, 120일 및 실험 종료일인 180일에 이루어졌다. 전장은 버니어캘리퍼스를 이용해서 1 mm 단위까지 계측했고, 체중은 전자저울을 사용하여 0.01 g까지 측정하였다. 이때 길이 및 무게의 성장을 아래와 같이 성장율(daily growth rate: DGR %=[종료시 크기-개시시 크기]/[개시시 크기]×100)로 계산하였다.
즉 실험구는 국방색-고조도(이하 D&H구; 평균조도 1,100±88 lux), 국방색-저조도(이하 D&L구; 평균조도 230±2 lux) 및 흰색-저조도(이하 W&L구; 평균조도 230±14 lux)로 설정하였다.
대상 데이터
본 연구는 여름인 7월 초순부터 겨울인 12월말까지, 6개월간 실시하였다. 사육 수온과 염분은 Fig.
사료는 1일 1회, 오전 10시에 만복으로 공급되었다. 사용된 강도다리 사료는 상업용 넙치 EP 부상사료로, 입자 크기는 2.6~5.2 mm였다.
실험어는 부화 후 1년간 사육 중인 강도다리 양성어 중 (Fig. 1), 무안측 착색비율이 0%인 무흑화 형질의 개체(전장 17.3±0.4 cm, 체중 82.8±2.2 g; 흑화률 0%)들을 선발하여 사용하였으며, 흑화가 발현되는 환경 조건인 430% PCA (수조당 100마리/수조)의 고밀도와 수조바닥이 편평한 FRP 수조(1 m3)에서 180일간 2반복으로 사육되었다.
데이터처리
The variability presented as the mean±sem was compared to respective group in the same day, and statistical analysis was performed with one-way ANOVA test (n=30) or Kruskall-Wallis test (n=2) applied with a 95% confidence level.
실험 자료는 한글 SPSS-PC 통계패키지(Version 21)를 이용하여, 실험구간 샘플의 수가 30개 이상인 성장도 및 흑화률은 student’s t-test 및 one-way ANOVA으로 통계처리 후, Duncan’s multiple rang test로 사후 검증하였고, 샘플의 수가 3개 미만인 DFI, FE 및 생존율은 비모수적 방법인 Kruskall-Wallis test와 Mann-Whitney U-test에 의하여 실험구 평균값의 차이 유무를 확인하였다.
성능/효과
이에 본 연구에서는 여름철 7월부터 겨울철인 12월까지 먹이섭식량 대사실험을 통해, 사양관리에 필요한 최적 사육 수온을 구명하고자 하였다. 그 결과 본 연구에서는 강도다리의 정상적인 먹이섭식 활성은 수온은 10~20℃ 사이에 일어나며, 성장 최적 수온은 15℃ 전후인 것으로 확인되었다. 그 외 수온이 10℃ 이하로 떨어지거나, 20℃ 이상으로 증가할 경우 급격히 DFI가 감소하여 대사량의 저해를 유발하는 것을 알 수 있었다.
그 결과 본 연구에서는 강도다리의 정상적인 먹이섭식 활성은 수온은 10~20℃ 사이에 일어나며, 성장 최적 수온은 15℃ 전후인 것으로 확인되었다. 그 외 수온이 10℃ 이하로 떨어지거나, 20℃ 이상으로 증가할 경우 급격히 DFI가 감소하여 대사량의 저해를 유발하는 것을 알 수 있었다. 그러나 자연 해수의 조사된 염분 범위인 25~32 psu 사이에서는 강도다리는 큰 영향을 받지 않는 것을 알 수 있었다.
성장의 경우, 비록 0일~120일까지 3개의 실험구 모두 차이가 없었지만, 120일~180일 사이 실험구별 성장 차가 다소 있지만, 증증률을 통해 세 실험구 간 유의 차를 검토해 본 결과, 통계적 차이는 없는 것으로 나타났다(Fig. 5 & Table 1).
3). 이러한 수온과 DFI의 상관관계는 Fig. 4에서도 알 수 있듯이, 수온이 10~20℃ 사이에서 가장 좋은 먹이섭식 대사량이 나타나며, 10℃ 이하이거나, 20℃ 이상으로 상승할 경우, 섭식량이 감소하는 것을 알 수 있어, 강도다리의 적정 사육수온 범위는 10~20℃이며, 최적의 섭식대사량을 보이는 것은 15℃임을 알 수 있었다(Fig. 4).
이상의 연구결과, 강도다리의 성장은 수온에 영향을 받으며, 적정 성장 수온은 10℃~20℃ 사이인 것으로 확인되었다. 그러나 강도다리의 성장은 높은 밀도에서 조도 및 수조 색상의 영향을 받지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.
해수 수온은 20℃에서 26℃까지 상승하고, 염분은 29 psu에서 24.5 psu 까지 감소하는 7월~8월에, 강도다리의 DFI는, 세 실험구 모두, 평균 1.31±0.18 g/fish/day에서 0.35±0.13 g/fish/day로 급격히 감소하였다(Fig. 3).
후속연구
이는 선택 개체들은 흑화현상에 대한 강한 저항성을 지니고 있으며, 이는 무안측 흑화현상이 특정 유전자의 지배 아래 조절되고 있음을 간접적으로 시사한다. 따라서 향후 가자미류 무안측 흑화와 외부환경 그리고 유전자의 상관관계를 다각적인 실험을 통해 세밀한 검토가 필요가 있다.
, 2013). 따라서 향후에는 분자유전학적 관점에서 가자미류의 무안측 흑화현상에 대한 보다 깊이 있는 연구가 필요할 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
강도다리는 어떤 계절에 자취를 감추는가?
강도다리는 우리나라 동해안에 분포하는 특산 종으로 강과 바다에 서식하며, 가을에서부터 이듬해 봄까지 어획되다가, 여름철 자취를 감춘다. 이 종은 냉수성 해산어류로서 러시아 베링해를 중심으로 한국을 포함한 동북아시아에서 미국과 캐나다의 북미 대륙에 걸쳐 분포한다(Tokranov and Maksimenkov, 1994; Vdovin et al.
강도다리는 어디에 분포하는가?
강도다리는 우리나라 동해안에 분포하는 특산 종으로 강과 바다에 서식하며, 가을에서부터 이듬해 봄까지 어획되다가, 여름철 자취를 감춘다. 이 종은 냉수성 해산어류로서 러시아 베링해를 중심으로 한국을 포함한 동북아시아에서 미국과 캐나다의 북미 대륙에 걸쳐 분포한다(Tokranov and Maksimenkov, 1994; Vdovin et al., 1997; Bergstrom, 2007).
강도다리는 어떤 계절에 어획되는가?
강도다리는 우리나라 동해안에 분포하는 특산 종으로 강과 바다에 서식하며, 가을에서부터 이듬해 봄까지 어획되다가, 여름철 자취를 감춘다. 이 종은 냉수성 해산어류로서 러시아 베링해를 중심으로 한국을 포함한 동북아시아에서 미국과 캐나다의 북미 대륙에 걸쳐 분포한다(Tokranov and Maksimenkov, 1994; Vdovin et al.
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