국내에 서식하는 뱀장어 Anguilla japonica의 성숙에 따른 형태 및 생물학적 특성 변화 Change in Morphological and Biological Characteristics by Maturation of Japanese Eel, Anguilla japonica, Collected in Korea Waters원문보기
2014년 9월부터 12월까지 국내에 서식하는 뱀장어 Anguilla japonica 총 182개체를 silvering index에 따라 4개의 단계로 구분하고, 성숙에 따른 형태 및 생물학적 특성 변화를 조사하였다. 하천 및 하구에서 채집한 개체군 (34.6%)은 댐 호 (3.8%)에서 채집한 개체군에 비하여 성숙뱀장어의 비율이 높았다. 성비 (♂/♀)는 0.11 (n=182)로 암컷의 비율이 매우 높았다. 성숙뱀장어 단계로 진행될수록 전장은 커지고, 체중은 증가하였다. 단계별 계측형질 비교에서 전장에 대한 두장 및 가슴지느러미 길이 백분비, 두장에 대한 가로 및 세로 안경의 백분비에서 각각 통계적으로 차이를 보였으나, 전장에 대한 등지느러미 및 뒷지느러미 기점거리에서는 통계적으로 차이를 보이지 않았다. 생식소성숙도지수 (Gonado-somatic index, GSI), 비만도지수 (Condition factor, K), 소화관지수 (Gut index, GI), 안경지수 (Eye index, EI) 및 간 중량지수 (Hepato-somatic index, HSI) 중 GSI는 4가지 단계를 모두 구분할 수 있는 형질이었다. 한편 외부 체색 및 형태는 성숙한 A. japonica인 S2로 보이지만, 나머지 대부분의 단계별 분류 형질에서는 미성숙뱀장어인 Y1과 Y2에 해당하는 pseudo-silver eel 한 개체가 채집되어 이에 대한 형질을 비교하였다.
2014년 9월부터 12월까지 국내에 서식하는 뱀장어 Anguilla japonica 총 182개체를 silvering index에 따라 4개의 단계로 구분하고, 성숙에 따른 형태 및 생물학적 특성 변화를 조사하였다. 하천 및 하구에서 채집한 개체군 (34.6%)은 댐 호 (3.8%)에서 채집한 개체군에 비하여 성숙뱀장어의 비율이 높았다. 성비 (♂/♀)는 0.11 (n=182)로 암컷의 비율이 매우 높았다. 성숙뱀장어 단계로 진행될수록 전장은 커지고, 체중은 증가하였다. 단계별 계측형질 비교에서 전장에 대한 두장 및 가슴지느러미 길이 백분비, 두장에 대한 가로 및 세로 안경의 백분비에서 각각 통계적으로 차이를 보였으나, 전장에 대한 등지느러미 및 뒷지느러미 기점거리에서는 통계적으로 차이를 보이지 않았다. 생식소성숙도지수 (Gonado-somatic index, GSI), 비만도지수 (Condition factor, K), 소화관지수 (Gut index, GI), 안경지수 (Eye index, EI) 및 간 중량지수 (Hepato-somatic index, HSI) 중 GSI는 4가지 단계를 모두 구분할 수 있는 형질이었다. 한편 외부 체색 및 형태는 성숙한 A. japonica인 S2로 보이지만, 나머지 대부분의 단계별 분류 형질에서는 미성숙뱀장어인 Y1과 Y2에 해당하는 pseudo-silver eel 한 개체가 채집되어 이에 대한 형질을 비교하였다.
Change in morphological and biological characteristics of Japanese eel, Anguilla japonica, by maturation were determined by examination of 182 individuals collected in Korea waters from September to December 2014. Eels were classified into four stages based on the silvering index. The proportion of ...
Change in morphological and biological characteristics of Japanese eel, Anguilla japonica, by maturation were determined by examination of 182 individuals collected in Korea waters from September to December 2014. Eels were classified into four stages based on the silvering index. The proportion of silver eels collected from streams and estuaries (34.6%) was higher than that from the freshwater reservoirs (3.8%). The sex ratio between female and male was 1:0.11 (n=182). Mean total length and weight were positively related to the silvering process. The ratios of head and pectoral lengths to total length and the ratio of horizontal and vertical orbital diameters to head length were significantly different between the maturation stages. However the ratio of pre-dorsal and pre-anal lengths to total length were not significantly different between the maturation stages. The gonado-somatic index was the single character that could identify the whole four stages among the indices examined: gonado-somatic index (GSI), condition factor (K), gut index (GI) and eye index (EI) but hepato-somatic index (HSI). One pseudo-silver eel collected. looked like a late silver eel in the S2 stage according to its external body color and morphology, but most of other characteristics suggested that it might be in Y1 (yellow eel) or Y2 stage (late yellow eel).
Change in morphological and biological characteristics of Japanese eel, Anguilla japonica, by maturation were determined by examination of 182 individuals collected in Korea waters from September to December 2014. Eels were classified into four stages based on the silvering index. The proportion of silver eels collected from streams and estuaries (34.6%) was higher than that from the freshwater reservoirs (3.8%). The sex ratio between female and male was 1:0.11 (n=182). Mean total length and weight were positively related to the silvering process. The ratios of head and pectoral lengths to total length and the ratio of horizontal and vertical orbital diameters to head length were significantly different between the maturation stages. However the ratio of pre-dorsal and pre-anal lengths to total length were not significantly different between the maturation stages. The gonado-somatic index was the single character that could identify the whole four stages among the indices examined: gonado-somatic index (GSI), condition factor (K), gut index (GI) and eye index (EI) but hepato-somatic index (HSI). One pseudo-silver eel collected. looked like a late silver eel in the S2 stage according to its external body color and morphology, but most of other characteristics suggested that it might be in Y1 (yellow eel) or Y2 stage (late yellow eel).
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문제 정의
특히 성어시기의 각 단계별 평가기준에 따른 미성숙 및 성숙뱀장어의 구분은 산란시기에 바다로 내려가 산란하는 성어의 보호가 수산 경제적으로 가장 중요한 본 종의 자원관리 및 생태 연구에 매우 중요한 기초 정보를 제공할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 우리나라의 다양한 수역에서 채집된 A. japonica의 silvering index (SI)를 이용하여 하천, 댐 호 및 하구에 서식하는 A. japonica의 각 단계별 출현비율을 조사하고, 성숙에 따른 형태변화 및 성숙과 관련된 각종 지수의 차이를 통해 A. japonica의 단계별 구분방법을 제시하고자 하였다.
, 2015). 본 연구는 SI를 이용하여 국내에 서식하는 A. japonica를 대상으로 성숙에 따른 형태변화 및 성숙과 관련된 각종 지수의 차이를 통해 성장 단계별 구분방법을 제시하였으며 산란시기에 성숙하여 바다로 회유하는 본 종의 자원보호 및 관리를 위한 자료로 활용이 가능하였다.
제안 방법
A. japonica의 각 단계별 계측형질의 차이가 보고된 외부형태 형질을 측정하여 비교하였다 (Ege, 1939; Tesch, 1977; Watanabe et al., 2004). 계측형질의 비교를 위하여 전장(Total length, TL), 두장(Head length, HL), 안경(Eye diameter, ED), 등지느러미 기점거리(Pre-dorsal length, PDL), 뒷지느러미 기점거리(Pre-anal length, PAL) 및 가슴지느러미 길이(Pectoral length, PL)를 vernier calipers (Mitutoyo, Japan)로 0.
, 2004). 계측형질의 비교를 위하여 전장(Total length, TL), 두장(Head length, HL), 안경(Eye diameter, ED), 등지느러미 기점거리(Pre-dorsal length, PDL), 뒷지느러미 기점거리(Pre-anal length, PAL) 및 가슴지느러미 길이(Pectoral length, PL)를 vernier calipers (Mitutoyo, Japan)로 0.1 mm 단위까지 측정하여, 전장에 대한 백분비로, 눈의 가로 직경(Horizontal orbital diameter, HOD) 및 세로 직경 (Vertical orbital diameter, VOD)은 두장에 대한 백분비로 환산하였다. 눈의 직경은 측정이 가능한 개체만을 측정하여 비교하였다.
1 mm 단위까지 측정하여, 전장에 대한 백분비로, 눈의 가로 직경(Horizontal orbital diameter, HOD) 및 세로 직경 (Vertical orbital diameter, VOD)은 두장에 대한 백분비로 환산하였다. 눈의 직경은 측정이 가능한 개체만을 측정하여 비교하였다. 또한 체중(Body weight, BW)은 전자저울(CAS, Korea)을 이용하여 0.
눈의 직경은 측정이 가능한 개체만을 측정하여 비교하였다. 또한 체중(Body weight, BW)은 전자저울(CAS, Korea)을 이용하여 0.1 g까지 측정하였고, 생식소 무게(Gonad weight), 간 무게(Liver weight) 및 소화관 무게(Digestive tract weight)는 0.01 g까지 측정한 후, 비만도지수(Condition factor, K), 생식소 성숙도지수, 소화관지수(Gut index, GI), 간중량지수(Hepatosomatic index, HSI) 및 안경지수(Eye index, EI) 등 성숙과 관련된 지수(Pankhurst, 1982)들을 아래의 식에 의해 계산하였다. 한편 A.
뱀장어속 어류의 자원관리 및 생태연구를 위해 미성숙뱀장어 (황뱀장어) 및 성숙뱀장어 (은뱀장어)로 구분하기 위해 신뢰할 수 있는 평가기준이 필요하였다. Okamura et al.
시험어 중에 강의 중·상류에 위치한 소양호에서 채집한 한 개체에서 외부형태와 체색 등의 기준으로는 S2였으나, 생식소성숙도지수(gonado-somatic index, GSI)에서는 Y1에 속하는 1개체가 출현하여, 이를 pseudo-silver eel로 구분하였다.
조사에 사용한 시료는 하천인 대천천 11개체, 봉당천 8개체, 댐 호인 청평호 13개체, 소양호 61개체, 한강하구 33개체, 금강하구 57개체로 총 183개체였다 (Table 1). 시험어는 포획 현장에서 아이스박스에 얼음을 담아 냉동 또는 활어상태로 실험실로 운반한 뒤 각 부위의 체색 및 외부형태를 관찰하고, silvering index (SI)에 따라 Y1, Y2, S1, S2의 4가지 단계로 구분하였다(Okamura et al., 2007). 시험어 중에 강의 중·상류에 위치한 소양호에서 채집한 한 개체에서 외부형태와 체색 등의 기준으로는 S2였으나, 생식소성숙도지수(gonado-somatic index, GSI)에서는 Y1에 속하는 1개체가 출현하여, 이를 pseudo-silver eel로 구분하였다.
그러나 체색과 가슴지느러미의 색, 전장에 대한 가슴지느러미 길이의 백분비를 본다면 성숙한 뱀장어인 S2로 분류되었다. 이러한 A. japonica를 pseudo-silver eel로 우선 구분하였다. 본 개체를 채집한 수역은 A.
대상 데이터
2014년 12월 한강 중·상류에 위치한 인공 댐 호인 소양호에서 채집된 수컷 1개체(TL 507 mm, BW 181.8 g)가 SI의 기준으로는 S2로 분류되었지만, GSI가 0.07로 매우 낮아 Y1과 비슷한 개체가 출현하였는데, 지금까지 이러한 외형과 GSI를 가진 뱀장어 개체의 출현은 국내외에 알려져 있지 않았다(Fig. 6).
본 연구에 사용한 A. japonica는 성숙한 개체가 산란을 위하여 바다로 회유하는 시기를 포함하는 2014년 9월부터 12월까지 하천(대천천, 봉당천), 댐 호(청평호, 소양호) 및 하구(한강, 금강)에서 현지 어부가 포획한 시험어를 현장에서 수집하였다(Fig. 1). A.
japonica의 포획방법은 하천과 하구에서는 정치망(망목 10×10 mm, 폭 7 m)을 주로 이용하였고, 댐 호에서는 주낙을 병행하였다. 조사에 사용한 시료는 하천인 대천천 11개체, 봉당천 8개체, 댐 호인 청평호 13개체, 소양호 61개체, 한강하구 33개체, 금강하구 57개체로 총 183개체였다 (Table 1). 시험어는 포획 현장에서 아이스박스에 얼음을 담아 냉동 또는 활어상태로 실험실로 운반한 뒤 각 부위의 체색 및 외부형태를 관찰하고, silvering index (SI)에 따라 Y1, Y2, S1, S2의 4가지 단계로 구분하였다(Okamura et al.
데이터처리
각 측정 변수의 정규분포 여부(Kolmogorov-Smirnov, P<0.05)를 검증한 후 분산분석(ANOVA)을 실시하였고, 항목별 평균값의 유의성 검증을 위하여 Tukey test로 검증하였다(P<0.05).
각각의 단계별 계측형질 및 생태지수의 비교 분석은 SPSS(ver. 12.0; SPSS Inc., USA)를 사용하였다. 각 측정 변수의 정규분포 여부(Kolmogorov-Smirnov, P<0.
이론/모형
미성숙 6개체를 제외하고, silvering index (SI)를 이용하여 암·수 및 단계별 계측결과는 Fig. 3과 같았다.
성능/효과
A. japonica의 단계별 계측형질 차이를 확인하기 위하여 비교한 결과, 전장과 체중은 성숙뱀장어 단계로 진행될수록 전장은 길어지고 체중은 증가하였다. 이는 성장에 따른 결과로 판단되었으나, S1과 S2 단계의 암컷은 전장과 체중 모두 유의한 차이를 보이지 않았으며, 산란회유하기 직전인 성숙한 A.
S2 (late silver eel)는 가슴지느러미 기저부에 금속성 체색을 보였고, 지느러미는 가장자리까지 모두 검은색이었다. 머리에서 몸통까지 이르는 등 쪽 체색은 검은색, 복부는 전체가 검은색 또는 진한 갈색이었다(Fig.
0과 비슷하여 EI를 제외한 나머지 지수에서는 전체적으로 미성숙뱀장어로 분류되었다. 그러나 체색과 가슴지느러미의 색, 전장에 대한 가슴지느러미 길이의 백분비를 본다면 성숙한 뱀장어인 S2로 분류되었다. 이러한 A.
2였다. 본 개체는 GSI를 제외한 생태지수 중 HSI는 1.2, GI는 2.1, K는 1.4, EI는 3.7이었다.
6). 본 개체의 계측형질 중 전장에 대한 두장의 백분비는 11.6, 등지느러미 기점거리는 29.2, 뒷지느러미 기점거리는 40.6, 가슴지느러미는 4.9이었고, 두장에 대한 가로 안경의 백분비는 8.3, 세로 안경은 8.2였다. 본 개체는 GSI를 제외한 생태지수 중 HSI는 1.
본 조사에서는 pseudo-silver eel 1개체를 제외한 총 182개체의 조사 개체 중에 58개체 (조사개체의 31.9%)였으며, 생식소 차이로 구분한 결과 암컷은 47개체, 수컷은 5개체로 확인되어 0.11의 성비(♂/♀)로 암컷이 우세하였고, 생식소가 발달하지 못하여 암·수 구분이 불가한 미성숙 개체는 6개체였다.
본 조사에서도 생태지수를 비교한 결과, HSI는 암·수 모두 단계별 차이가 없었으나, 암컷의 GSI는 모든 단계에서 통계적으로 큰 차이를 보여 가장 뚜렷한 단계별 구분 형질이었다.
성숙관련 지수의 조사 결과, HSI를 제외한 나머지 GSI, K, GI, EI 등에서 암컷의 경우 미성숙 및 성숙뱀장어를 구분하는 형질로 사용이 가능하였으며, 특히 GSI는 4가지 단계를 모두 구분할 수 있는 유일한 형질이었다.
성숙단계를 분류한 결과, Y1, Y2 및 S1은 전체 조사 개체 중에 각각 30% 내외였으나, S2의 경우는 7.1%로 상대적으로 개체수가 적었다. 바다로 회유가 어려운 댐 호(청평호, 소양호)에서는 성적으로 완전히 성숙한 S2는 확인되지 않아 댐 호에 서식하는 개체군의 보호도 중요하지만, 큰 강 뿐 아니라 작은 강의 하류나 하구에 서식하는 성적으로 성숙하여 바다로 회유 직전인 S2 뱀장어의 보호 대책이 지속가능한 자원유지를 위하여 우선적으로 필요하였다.
암컷 미성숙뱀장어의 GI는 0.7~4.8, 성숙뱀장어는 0.2~2.3이었고, 수컷 미성숙뱀장어는 1.0~3.9, 성숙뱀장어는 0.2~1.5로 일본 Mikawa Bay의 암컷 미성숙뱀장어의 1.1~2.6, 성숙뱀장어는 0.3~1.0, 수컷 미성숙뱀장어의 1.4~2.6, 성숙뱀장어는 0.2~1.0에 비하여 일부 차이를 보였으나, 암·수 모두 미성숙뱀장어가 성숙뱀장어에 비해 GI값이 높은 결과는 일치하였다(Okamura et al., 2007).
암컷의 HSI는 0.7~2.3로 각각의 단계별 차이가 없었고 (P>0.05), 수컷 또한 각 단계별 2~7개체로 시험어의 수가 적어서 통계적으로 유의하지는 않지만, 각 단계별 0.9~2.0으로 다양하게 나타나 HSI를 이용한 단계별 차이는 확인할 수 없었다.
japonica의 단계별 계측형질 차이를 확인하기 위하여 비교한 결과, 전장과 체중은 성숙뱀장어 단계로 진행될수록 전장은 길어지고 체중은 증가하였다. 이는 성장에 따른 결과로 판단되었으나, S1과 S2 단계의 암컷은 전장과 체중 모두 유의한 차이를 보이지 않았으며, 산란회유하기 직전인 성숙한 A. japonica의 경우, 강의 상류에서 하구에 이르기까지 어느 곳에 서식하더라도 전장과 체중에는 큰 변화를 보이지 않는 것을 알 수 있었다. 수컷의 경우에는 본 조사에서 확인된 개체수가 적어 미성숙 및 성숙뱀장어 간 전장과 체중의 구분이 명확하지 않아 추가조사가 필요하였다.
전장에 대한 두장 및 가슴지느러미 길이의 백분비에서 미성숙 및 성숙뱀장어 간 뚜렷한 통계적 차이를 보였다. 두장에 대한 안경의 백분비에서 가로와 세로 모두 미성숙 및 성숙뱀장어 간 뚜렷한 차이를 보였다.
조사 중에 댐 호인 소양호에서 채집한 수컷 한 개체가 SI의 기준으로 S2로 분류되었으나, GSI는 0.07로 낮아 정밀 조사하였다. 본 개체는 전장과 체중에서 미성숙뱀장어인 Y2의 평균값에 유사하였다.
총 182개체의 조사 개체 중에 13개체(7.1%)로 가장 적은 수를 보였으며, 생식소를 이용하여 암·수를 구분한 결과 암컷은 11개체, 수컷은 2개체로 성비는 0.18이었으며 암컷의 비율이 높았다.
총 182개체의 조사 개체 중에 54개체 (29.7%)였으며, 생식소를 이용하여 암·수를 구분한 결과 암컷 51개체, 수컷 3개체로 성비는 0.06이었으며 암컷의 비율이 매우 높았다.
총 182개체의 조사 개체 중에 57개체(31.3%)였으며, 생식소를 이용하여 암·수를 구분한 결과 암컷 50개체, 수컷 7개체로 성비는 0.14였으며 역시 암컷의 비율이 높았다.
0과 유사하였다. 한편 성숙관련 지수인 GSI에서는 Y1의 평균값인 0.08과 유사하였고, GI와 K는 Y2의 평균값과 같았으며 EI는 3.7로 S1의 평균값인 4.0과 비슷하여 EI를 제외한 나머지 지수에서는 전체적으로 미성숙뱀장어로 분류되었다. 그러나 체색과 가슴지느러미의 색, 전장에 대한 가슴지느러미 길이의 백분비를 본다면 성숙한 뱀장어인 S2로 분류되었다.
후속연구
japonica의 출현이 예상되어 추가 조사가 필요하였다. 또한 SI에 의하여 분류된 4가지 단계와 다른 단계에 해당하는 A. japonica의 특성을 이해하기 위하여 추후 생식소 조직의 발달 단계와 호르몬 수치의 변화 등에 대한 추가적 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
본 개체를 채집한 수역은 A. japonica가 성적으로 성숙하여도 회유가 어려운 강의 중·상류에 위치한 댐 호인 소양호로 다른 대형 댐 호, 하천 및 하구에서도 이와 유사한 특징을 가진 A. japonica의 출현이 예상되어 추가 조사가 필요하였다.
japonica의 경우, 강의 상류에서 하구에 이르기까지 어느 곳에 서식하더라도 전장과 체중에는 큰 변화를 보이지 않는 것을 알 수 있었다. 수컷의 경우에는 본 조사에서 확인된 개체수가 적어 미성숙 및 성숙뱀장어 간 전장과 체중의 구분이 명확하지 않아 추가조사가 필요하였다.
japonica는 외형으로 암·수를 구분할 수 없기 때문에 해부하여 생식소의 차이에 따라 구분하였다(Kuhlmann, 1975). 전장이 430 mm 이하이고, 생식소가 발달하지 않은 일부 개체와 silvering index 기준과 GSI의 차이가 큰 소양호산 수컷 1개체는 추후 조직관찰 등 정밀조사를 위하여 이후 분석에서 제외하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
본 논문에서 계측형질 및 생태지수의 비교 분석은 무엇을 사용하였는가?
각각의 단계별 계측형질 및 생태지수의 비교 분석은 SPSS(ver. 12.0; SPSS Inc., USA)를 사용하였다. 각 측정 변수의 정규분포 여부(Kolmogorov-Smirnov, P<0.
뱀장어란?
뱀장어 Anguilla japonica는 뱀장어목(order Anguilliformes), 뱀장어과(family Anguillidae), 뱀장어속(genus Anguilla)에 속하는 어류이다 (Kim and Park, 2007). 주로 담수에서 성장한 후 먼 바다로 회유하여 산란한 뒤 부화된 자어가 성장하고, 변태 과정을 거처 투명한 치어가 하구를 통하여 강으로 소상 하는 강하성 어류 (catadromous fish)이다 (Ege, 1939; Tesch, 1977).
국내에 서식하는 A. japonica를 대상으로 성숙단계 분류의 결과는?
성숙단계를 분류한 결과, Y1, Y2 및 S1은 전체 조사 개체 중에 각각 30% 내외였으나, S2의 경우는 7.1%로 상대적으로 개체수가 적었다. 바다로 회유가 어려운 댐 호(청평호, 소양호)에서는 성적으로 완전히 성숙한 S2는 확인되지 않아 댐 호에 서식하는 개체군의 보호도 중요하지만, 큰 강 뿐 아니라 작은 강의 하류나 하구에 서식하는 성적으로 성숙하여 바다로 회유 직전인 S2 뱀장어의 보호 대책이 지속가능한 자원유지를 위하여 우선적으로 필요하였다.
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