[국내논문]동해 심해저 연체동물 군집구조 특성 및 군집구조와 환경요인과의 상관성 Characteristics of Molluscan Community Structure and Relationship between the Structure and Environmental Variables in Abyssal Plain of the East Sea원문보기
Study on characteristics of the molluscan community structure and relationship between the structure and environmental variables in the abyssal plain of the East Sea was carried out for 5 years, starting from 2009 until the end of 2015 except 2010 and 2011. The water depth at the study site is appro...
Study on characteristics of the molluscan community structure and relationship between the structure and environmental variables in the abyssal plain of the East Sea was carried out for 5 years, starting from 2009 until the end of 2015 except 2010 and 2011. The water depth at the study site is approximately 1,600 m at minimum, and maximum depth of 2,000 m and a total of 16 molluscan species including Aplacophora, Gastropoda and Bivalvia were observed. Species with the highest biomass was Thyasira tokunagai, followed by Yoldiella philippiana which were observed at 9 sampling stations every year. Among 4 sampling stations having various depths (1,600/ 1,700/ 1,800/ 2,000 m), the highest diversity for species was observed at water depths of 1,600 m and 1,700 m, but found the lowest at 1,800 m. Both abundance and biomass were found to be negative correlations with water depth (p < 0.05), however, showed a positive correlation with the concentrations of organic matters (p < 0.01, p 0.05). Therefore, it could be concluded that community structure of both Thyasira tokunagai and Yoldiella philippiana did not appear to be affected by water depth and concentrations of organic matters but geographical characteristics.
Study on characteristics of the molluscan community structure and relationship between the structure and environmental variables in the abyssal plain of the East Sea was carried out for 5 years, starting from 2009 until the end of 2015 except 2010 and 2011. The water depth at the study site is approximately 1,600 m at minimum, and maximum depth of 2,000 m and a total of 16 molluscan species including Aplacophora, Gastropoda and Bivalvia were observed. Species with the highest biomass was Thyasira tokunagai, followed by Yoldiella philippiana which were observed at 9 sampling stations every year. Among 4 sampling stations having various depths (1,600/ 1,700/ 1,800/ 2,000 m), the highest diversity for species was observed at water depths of 1,600 m and 1,700 m, but found the lowest at 1,800 m. Both abundance and biomass were found to be negative correlations with water depth (p < 0.05), however, showed a positive correlation with the concentrations of organic matters (p < 0.01, p 0.05). Therefore, it could be concluded that community structure of both Thyasira tokunagai and Yoldiella philippiana did not appear to be affected by water depth and concentrations of organic matters but geographical characteristics.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
동해에서의 경우, Chung et al. (2016) 은 동해 심해저에 서식하는 저서동물 군집구조에 대한 연구를 수행하였는데 이들의 연구는 지난 20여 년간 ‘동해 병’ 해역에 투기된 폐기물이 동해 심해저 환경과 저서동물 서식에 어떠한 영향을 미쳤는지를 파악하기 위한 목적으로 수행되었다. 특히, Seo et al.
따라서, 본 연구는 2009년부터 2015년까지 총 5년에 걸쳐 (2010, 2011년 제외) 매년 동해 심해저에 설정된 9개 정점에 대한 이매패류 표본채집과 수심을 포함한 퇴적환경 변수에 대한 조사결과를 바탕으로 동해 심해저에 서식하는 ① 이매패류 군집의 구조적 특징을 밝힘과 동시에 ② 이들의 군집구조가 서식환경의 다양한 변수들과 어떠한 상관성을 나타내는지를 밝히는데 목적을 두고 있다.
제안 방법
고정된 잔존물들은 실험실에서 충분한 세척 과정을 거친 후, 잔존물 중에서 생물들만 (연체동물) 을 선별하였다. 선별된 표본들은 입체현미경 (Olympus SZX7, Japan)을 이용한 동정과정 (identification) 을 거친 후, 각 종별로 계수 (counting) 하고, 소수점 2자리까지 계측 가능한 전자저울 (CAY 120, Korea) 을 이용하여 생체량 (wet weight) 을 측정하였다. 계수된 개체 수와 측정된 습중량은 출현 종별, 정점별 또는 년도 별로 필요에 따라 단위면적 (/m2) 으로 환산 또는 합산 (data pooling) 의 형태로 제시하였으며, 이러한 환산 및 합산의 경우엔 해당되는 표나 그림의 설명에 이를 명시하였다.
데이터처리
입도분석용 시료는 채취된 퇴적물 표층 약 20 g (깊이 2 cm 내ㆍ외) 정도를 별도 용기에 채취하여 냉장 보관하였다. 보관된 입도분석용 퇴적물은 습식체질 (wet sieving) 을 통하여 입경 4 Φ 이하의 입자와 그 이상의 입자로 구분한 후, 크기 4 Φ 이하의 시료는 자동입도분석기 (Sedigraph 5100, USA) 로, 크기 4 Φ 이상의 시료는 다단계 체질법 (serial sieve shaking method) 으로 입도를 분석하였으며, 그 결과는 평균입도 (Mz) 로 나타내었다. 또한 별도 채취된 퇴적물 내 유기물 농도 (TOC, 총유기탄소량과 TN, 총질소량) 는 CHN Analyzer (FlashEA-1112, USA) 를 이용하여 분석하였다.
획득된 생물 변수 값은 그대로 합산 (data pooling) 하여 분석에 사용된 반면, 측정과정에서 오차발생 가능성이 존재하는 퇴적물의 환경 변수들은 모든 정점과 년도 별 값들을 합산한 상태에서 컴퓨터 통계분석 프로그램 (Minitab; Leverage, Cook's D and D Fits) 을 이용하여 획득 자료의 극단치 (extreme outlier) 를 제거한 후 사용하였다. 극단치가 제거된 생물 및 환경 변수 값들 사이의 상관관계 분석은 컴퓨터 통계 분석 프로그램 (Excel, Person's correlation analysis) 을 이용하여 분석하였으며, 분석 결과는 해당 변수들 간의 유의수준 (p-value) 과 함께 제시하였다.
획득된 생물 변수 값은 그대로 합산 (data pooling) 하여 분석에 사용된 반면, 측정과정에서 오차발생 가능성이 존재하는 퇴적물의 환경 변수들은 모든 정점과 년도 별 값들을 합산한 상태에서 컴퓨터 통계분석 프로그램 (Minitab; Leverage, Cook's D and D Fits) 을 이용하여 획득 자료의 극단치 (extreme outlier) 를 제거한 후 사용하였다. 극단치가 제거된 생물 및 환경 변수 값들 사이의 상관관계 분석은 컴퓨터 통계 분석 프로그램 (Excel, Person's correlation analysis) 을 이용하여 분석하였으며, 분석 결과는 해당 변수들 간의 유의수준 (p-value) 과 함께 제시하였다.
성능/효과
변수의 수가 부족하며, Minor group인 연체동물만을 대상으로 하였음에도 불구하고 동해 심해저 연체동물 서식밀도 (출현 개체 수) 와 생체량은 수심과 통계적으로 유의한 부의 상관관계 (negative correlation, p < 0.05) 를 나타내었다 (Table 6). 서식밀도와 생체량이 수심과 반비례하는 현상은 Zenkevitch (1961) 가 수심 5,000 m의 Kuril-Kamchatka Trench에 서식하는 저서동물들에 대한 연구결과로 보고한 현상과 일치하고 있다.
따라서, 혼합영양형인 말발조개는 수심이나 다른 환경 요인보다는 퇴적물 내 유기물 농도가 이들의 분포와 생존에 중요한 요인으로 작용하는 것으로 생각된다. 그러나, 본 연구의 최우점종인 말발조개의 서식밀도와 생체량이 동해 심해저에서는 유기물량 (TOC, TN) 과 유의한 상관관계를 보이지 않았다 (Table 7). 따라서, 비교적 유기물 농도가 높은 해저에서 우점적으로 출현하는 말발조개가 수심 또는 유기물 농도 또는 현재로서는 알 수 없는 또 다른 환경요인과 어떠한 상관성을 갖는지에 대한 결론에 이르기 위해서는 향후 보다 많은 상관성 연구들이 수행되어야 할 것으로 생각된다.
특히, 동해 심해저에서 출현한 총 16종의 연체동물 중에서 개체 수 기준 최우점종은 소형 이매패류인 말발조개 (Thyasira tokunagai), 13,334개체 (82.6%) (Table 2) 였으며, 차우점종 역시 이매패류인 꼬마반달조개 (Yoldiella philippiana) 2,562개체 (15.9%) (Table 2) 였다. 이들 말발조개와 꼬마반달조개들은 조사기간 전체에서 매년 개체 수 기준 가장 우점적인 종들로 출현하였다 (Table 2).
이들 말발조개와 꼬마반달조개들은 조사기간 전체에서 매년 개체 수 기준 가장 우점적인 종들로 출현하였다 (Table 2). 최우점종으로 출현한 말발조개의 경우, 매년 조사된 총 9개씩의 정점 중, 매년 모든 정점에서 출현하여 (단, 2015년의 경우에만 7개 정점에서 출현) 전체적으로 출현률 95%를 나타냄으로서 동해 심해저 저서생물 중 지리적으로나 서식밀도에 있어서 가장 우점적인 종임이 확인되었다 (Tables 2-4).
연구 대상 수심 (Table 1) 인 1,600-2,000 m 사이의 경우, 수심별 상대적 종 다양성과 서식밀도가 수심 1,600 m에서 가장 높게 (9종 및 2,003개체/0.24m2) 나타났다. 반면, 수심 1,700 m에서 상대적 종 다양성은 수심 1,600 m에서와 동일한 높은 값 (9종) 을 나타내었으나, 서식밀도에 있어서는 총 4개 수심 중 가장 낮은 값을 나타내었다 (225개체/0.
총 개체수 (r = - 0.386) 와 총 생체량 (r = - 0.335) 은 수심이 깊어질수록 감소하였으나 (p < 0.05), 매년 모든 정점에서 우점적으로 출현한 말발조개와 꼬마반달조개의 개체수와 생체량은 수심과 유의한 상관성이 없었다 (p > 0.05, Table 6-7).
총 개체수 (TOC: r = 0.478 (p < 0.01), TN: r = 0.364 (p< 0.05)) 와 총 생체량 (TOC: r = 0.483 (p < 0.01), TN: r = 0.377 (p < 0.05)) 은 유기물 함량이 증가할수록 증가하였으나, 우점적으로 출현한 말발조개와 꼬마반달조개의 개체수와 생체량은 유기물 농도와 유의한 상관관계를 나타내지 않았다 (p > 0.05, Table 6-7).
동해 심해저에 서식하는 연체동물의 경우, 종 다양성 (출현종 수) 은 수심의 변화와는 유의한 상관성이 없는 것 (p >0.05, Person's correlation analysis) 으로 나타났다. 그러나, 대서양 북동해역 심해저 저서동물을 연구한 Olabarria (2005) 는 ‘수심과 종 다양성은 반비례 함’을 보고하였다.
후속연구
(2013) 의 경우엔 심해저와는 물리적 특성이 상이한 평균 수심 180 m 해저 서식 저서동물을 연구대상으로 하였다. 그러므로, 수심 2,000 m 전후의 실제 동해 심해저의 저서동물 서식양상이 퇴적환경과 어떠한 상관성을 갖고 나타나는지에 대한 연구결과는 아직까지 제시되지 못하고 있다.
그러나, 본 연구의 최우점종인 말발조개의 서식밀도와 생체량이 동해 심해저에서는 유기물량 (TOC, TN) 과 유의한 상관관계를 보이지 않았다 (Table 7). 따라서, 비교적 유기물 농도가 높은 해저에서 우점적으로 출현하는 말발조개가 수심 또는 유기물 농도 또는 현재로서는 알 수 없는 또 다른 환경요인과 어떠한 상관성을 갖는지에 대한 결론에 이르기 위해서는 향후 보다 많은 상관성 연구들이 수행되어야 할 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
심해저 종들을 포함한 일반적인 저서동물의 서식특성은 엇과 상관성이 있는가?
심해저 종들을 포함한 일반적인 저서동물의 서식특성 (예. 풍도와 다양도 등) 은 그들이 서식하고 있는 퇴적물의 양상 (예. 입도등) (Choi, 2015) 및 수심과 매우 밀접한 상관성 (Zenkevitch, 1961) 이 있다.
동해 심해저에 서식하는 저서동물 군집구조는 무엇인가?
반폐쇄적 지형구조를 가진 동해 심해저는 판구조 기원 (tectonic origin) 에 있어서 빙하기 후기에 태평양의 주된 해저 덩어리로부터 분리된 후, 오랜 지사학적 기간을 거치며 독자적인 특성을 갖게 됨에 따라 동해 심해저에 서식하는 저서동물 군집구조는 전형적인 북태평양 심해저 종들 보다는 저수온에 적응된 광염성 종들로 이루어져 있다 (Tyler, 2002). 심해저 종들을 포함한 일반적인 저서동물의 서식특성 (예.
참고문헌 (20)
Allen, J.A. (1998) The deep-water species of Dacrydium Torell, 1859 (Dacrydiinae: Mytilidae: Bivalvia) of the Atlantic. Malacologia, 1-2: 1-36.
Allen, J.A. and Morgan, R. (1981) The functional morphology of the families Cuspidariidae and Poromyidae (Mollusca: Bivalvia) of the abyssal Atlantic. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, B291: 413-546.
Brandt, A., Elsner, N.O., Malyutina, M.V., Brenke, N., Golovan, O.A. and Lavrenteva, A.V. (2015) Abyssal macrofauna of the Kuril-Kamchatka Trench area (Northwest Pacific) collected by means of camera-epibenthic sledge. Deep-Sea Research II, 111: 175-187.
Choi, J.W. (2015) Benthic Animals. In: Oceanography of the East Sea (Japan Sea) (ed. by Chang, K.I., Zhang, C.I., Park, C., Kang, D.J., Ju, S.J., Lee, S.H. and Wimbush, M.), pp. 347-372, Springer, New York.
Chung, C.S., Son, M.H., Kim, P.J., Kim, Y.I. and Choi, J.W. (2016) Establishment of Comprehensive Management System for Disposal of Waste Materials (XII). Ministry of Oceans and Fisheries, Sejong, 860 pp.
Gage, J.D. and Tyler, P.A. (1991) Deep-sea Biology: a Natural History of Organisms at the Deep-Sea Floor. 181 pp., Cambridge University Press, Cambridge.
Je, J.G., Yi, S.K. and Choi, J.W. (1988) Distribution pattern of benthic molluscs on the soft bottoms of the southeastern Yellow Sea. Ocean Research, 10: 17-27.
Kamenev, G.M. (2013) Species composition and distribution of bivalves in bathyal and abyssal depths of the Sea of Japan. Deep-Sea Research II, 86-87: 124-139.
Khan, M.R. and Garwood, P.R. (1995) Effects of dumping sewage sludge on the infauna along a transect off the coast of Northumberland, England. Pakistan Journal of Zoology, 27: 229-232.
Kiyashko, S.I., Chernyaev, M.G. and Rodionov, I.A (1997) Mixotrophy in shallow-water bivalve molluscs with bacterial endosymbionts: data on stable carbon isotope ratios. Russian Journal of Aquatic Ecology, 6: 53-57.
Knudsen, J. (1970) The systematics and biology of abyssal and hardal bivalvia. Galathea Report, 11: 241.
Krylova, E.M. and Sahling, H. (2010) Vesicomyidae (Bivalvia): current taxonomy and distribution. PLoS ONES(4). doi:10.1371./journal.pone.0009957.
Olabarria, C. (2005) Patterns of bathymetric zonation of bivalves in the Porcupine Seabight and adjacent abyssal plain, NE Atlantic. Deep-Sea Research I, 52: 15-31.
Rowe, G.T. (1983) Deep-sea Biology: The Sea, vol. 8 (ed. by Rowe, G.T.), 574 pp, Harvard University Press, Massachusetts.
Rozemarijn, K., Christoffer, S., Anders, K.J. and Endre, W. (2011) Ecology of twelve species of Thyasiridae (Mollusca: Bivalvia). Marine Pollution Bulletin, 62: 786-791.
Sanders, H.L. (1958) Marine benthic diversity: a comparative study. American Naturalist, 162: 243- 282.
Seo, I.S., Moon, H.T., Choi, B.M., Kim, M.H., Kim, D.I., Yun, J.S., Byun, J.Y., Choi, C.H. and Son, M.H. (2009) Community structure of macrobenthic assemblages around the Wolseong nuclear power plant, East Sea of Korea. Korean Journal of Environmental Biology, 27: 341-352.
Seo, J.Y., Lee, J.S. and Choi, J.W. (2013) Distribution patterns of opportunistic molluscan species in Korean waters. Korean Journal of Environmental Biology, 31: 1-9.
Tyler, P. (2002) Deep-sea eukaryote ecology of the semi-isolated basins off Japan. Journal of Oceanography, 58: 333-341.
Zenkevich, L.A. (1961) Certain quantitative characteristics of the pelagic and bottom life of the ocean. In: Oceanography (ed. by Sears, M.), pp. 323-335, Publication no. 67, AAAS, Washington DC.
이 논문을 인용한 문헌
저자의 다른 논문 :
활용도 분석정보
상세보기
다운로드
내보내기
활용도 Top5 논문
해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다. 더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.