$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

금강 하구 생태계에서 아미노산의 질소 안정동위원소비를 이용한 섭식생물의 영양단계 파악
Determination of Trophic Position Using Nitrogen Isotope Ration of Individual Amino Acid in the Geum Estuary 원문보기

생태와 환경 = Korean journal of ecology and environment, v.50 no.4, 2017년, pp.432 - 440  

최현태 (한양대학교 해양융합공학과) ,  최보형 (한양대학교 해양융합공학과) ,  신경훈 (한양대학교 해양융합공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

CSIA-AAs은 섭식 생물의 영양단계 산출 연구에서 SIA를 대체할 수 있는 연구 방법으로 크게 주목 받고 있지만, 최근까지 국내 연구 사례는 매우 부족하다. 본 연구에서는 금강 하구역에서 채집된 두 종의 다모류(Nephtyidae, Glyceridae)와 두 종의 어류 (Platycephalus indicus, Lophius litulon)에 대한 영양단계를 ${\delta}^{15}N_{AAs}$를 통해 산출하고 이를 ${\delta}^{15}N_{bulk}$를 이용해 산출한 영양단계와 비교하고자 하였다. 두 정점에서 채집된 다모류의 $TP_{bulk}$는 각각 2.6과 3.1로 다른 것으로 확인되었으며, 두 산출기법($TP_{base2}$, $TP_{base1}$)에 따른 차이는 작은 것으로 나타났다. 반면에, 본 연구에서 분석된 두 어종에 대한 $TP_{bulk}$는 각각 3.1과 2.3으로 어종 간 차이가 확인되었으나, $TP_{AAs}$는 3.8과 3.7로 어종 간 차이가 매우 작고 상대적으로 높은 영양단계가 확인되었다. 이는 두 어종이 어식성 어류임을 고려할 때 $TP_{AAs}$가 보다 더 신뢰할 수 있는 기법이라는 것을 확인할 수 있었으며, 본 연구는 한국 연안 생태계에서 CSIA-AAs의 활용 필요성과 그 유용성을 보여주고 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Compound specific isotope analysis of amino acids (CSIA-AAs) is being highlighted as an alternative approach for overcoming some restrictions in application of stable isotope analysis of bulk tissue (SIA) for trophic position (TP) estimation. However, this approach has rarely been applied in Korea. ...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 금강 하구역에서 채집된 두 종의 다모류 (Nephtyidae, Glyceridae)와 두 종의 어류 (Platycephalus indicus,Lophius litulon)에 대한 영양단계를 δ15NAAs를 통해 산출 하고 이를 δ15Nbulk를 이용해 산출한 영양단계와 비교하고자 하였다.
  • 하구역은 육상기원 질소원의 유입이 큰 해역으로써, 기초생산자의 질소 안정동위원소비의 시공간적 변화가 큰 것으로 알려져 있다. 이를 통하여 하구역에 서식하는 생물의 영양 단계 차이를 비교하여 CSIA-AAs 기법의 유용성을 확인하고자 한다.
  • 최근의 연구 결과들에서 기초생산자의 질소 안정동위 원소비와 섭식생물 간 안정동위원소 회전율의 차이에 의한 영양단계 산출의 오차를 보정하기 위한 방법으로 기저 생물을 1차 섭식자로 활용하는 방안에 대하여 논의된 바있기 때문에, 본 연구에서는 입자성 유기물을 크기별로 구분하여 δ 15 N base 로 각각 활용하고 차이를 확인하고자 하였다 (Vander zanden and Ramussen, 1999).
  • 탄소 안정동위원소비는 상대적으로 먹이원과 섭식자 간에 차이가 거의 없거나 작다고 알려져 있다 (Deniro and Epstain, 1978) 따라서 본 연구에서는 POM이 섭식자의 먹이원으로써의 적합성을 확인하기 위해 탄소 안정동위원소 분석을 동시에 진행하였다.

가설 설정

  • 따라서, POM (<200 μm)을 δ15Ncon로 활용한 영양단계 산출식은 α값을 1로 사용하였으며, POM (>200 μm)물을 δ15Ncon로 활용한 영양단계 산출식은 α값을 2로 가정하였다.
  • 본 연구 정점에서 TPAAs와 δ13 Cbulk를 이용하여 먹이망 구조를 나타내고자 하였으며, 이를 위해 아미노산의 질소 안정동위원소비 분석이 실시되지 않은 크기별 POM의 영양단계는 각각 1 (200 μm 이하)과 2 (200 μm 이상)로 가정 하여 도시하였다 (Fig. 4).
  • 본 연구에서 채집된 섭식자 시료의 δ15Nbulk 를 활용한 영양단계 (TP bulk)는 POM을 먹이원으로 가정하여 Vander zanden and Ramussen (1999)에 의해 정의된 식을 사용하여 산출하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수생태계 내에서 생물의 영양단계 정보의 중요성은? 수생태계 내에서 생물의 영양단계 정보는 기초생산자 로부터 생산된 에너지의 흐름 경로를 파악하는 매우 중요한 연구 주제로써, 먹이망 및 먹이사슬 구조 파악 (Kang et al., 2007; Doi et al., 2009; Gal et al., 2012), 오염물질의 생물 축적 과정 파악 (Borgå et al., 2011; Kim et al., 2012) 등에 주로 사용되고 있으며, 특히 섭식자의 영양단계에 따른 차이를 나타내는 질소 안정동위원소비는 생물의 영양단 계를 파악하는데 활용도가 매우 높은 것으로 알려져 있다 (DeNiro and Epstein, 1981; Minagawa and Wada, 1984). 특히 질소 안정동위원소비는 생물 체내에 축적된 정보를 제공함으로써, 기존의 위 내용물 분석법, 현장 관찰 등에 비해 비교적 긴 시간에 대한 함축적 정보를 획득할 수 있는 장점을 가지고 있다.
수생태계 내에서 정확한 기초생산자의 질소 안정동위원소비의 파악을 통해서 얻을 수 있는 정보는? , 2014). 따라서 수생태계 내에서 정확한 기초생산자의 질소 안정동위원소비의 파악은 생물의 영양단계 산출을 위한 정보뿐만 아니라, 수생태계의 질소원의 추적에도 활용될 수 있다 (Schell et al., 1998; Hong et al.
기초생산자의 질소 안정동위원소 비는 광합성에 사용되는 무기질소의 안정동위원소비에 의해 결정되는 예는? 기초생산자의 질소 안정동위원소 비는 광합성에 사용되는 무기질소의 안정동위원소비에 의해 결정된다. 예를 들어, 탈질산화 과정에서 나타나는 동위원소 분별작용은 잔여 질산염의 15 N 비율을 증가시키고, 이러한 환경에서 서식하는 기초생산자의 질소 안정동위 원소비 또한 무거워진다 (Kellman and Marcel, 2003). 반면에, 빈영양 환경에서 질소고정의 증가는 기초생산자의 질소 안정동위원소비를 0‰에 가깝게 변화시킨다 (Sherwood et al.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (35)

  1. Borga, K., K. Kidd, D. Muirm O. Berglund, J.M. Conder, F. Gobas, J. Kucklick, O. Malm and D.E. Powell. 2012. Trophic magnification factors: considerations of ecology, ecosystems, and study design. Integrated Environmental Assessment and Management 8(1): 64-84. 

  2. Bowes, R.E. and J.H. Thorp. 2015. Consequences of employing amino acid vs. bulk-tissue, stable isotope analysis: a laboratory trophic position experiment. Ecosphere 6(1): 1-12. 

  3. Cha, B.Y., B.Q. Hong, H.S. Jo, H.S. Sohn, Y.C. Park, W.S. Yang and O.I. Choi. 1997. Food habit of the yellow goosefish, Lophiuslitulon. Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 30(1): 95-104. 

  4. Chikaraishi, Y., N.O. Ogawa, Y. Kashiyama, Y. Takano, H. Suga, A. Tomitani, H. Miyashita, H. Kitazato and N. Ohkouchi. 2009. Determination of aquatic food-web structure based on compound-specific nitrogen isotopic composition of amino acids. Limnology and Oceanography: Methods 7(11): 740-750. 

  5. Chikaraishi, Y., Y. Kashiyama, N.O. Ogawa, H. Kitazato and N. Ohkouchi. 2007. Metabolic control of nitrogen isotope composition of amino acids in macroalgae and gastropods: implications for aquatic food web studies. Marine Ecology Progress Series 342: 85-90. 

  6. Choi, B., S.Y. Ha., J.S. Lee., Y. Chikaraishi, N. Ohkouchi and K.H. Shin. 2017. Trophic interaction among organisms in a seagrass meadow ecosystem as revealed by bulk ${\delta}^{13}C$ and amino acid ${\delta}^{15}N$ analyses. Limnology and Oceanography 62(4): 1426-1435. 

  7. Coulter, G.W. 1991. Pelagic fish. p. 111-138. In: Lake Tanganyika and its life (Coulter, G.W., ed.). Oxford University Press. 

  8. DeNiro, M.J. and S. Epstein. 1978. Influence of diet on the distribution of carbon isotopes in animals. Geochimica et Cosmochimica Acta 42: 495-506. 

  9. DeNiro, M.J. and S. Epstein. 1981. Influence of diet on the distribution of nitrogen isotopes in animals. Geochimica et Cosmochimica Acta 45(3): 341-351. 

  10. Doi, H., K.H. Chang, T. Ando, I. Ninomiya, H. Imai and S.I. Nakano. 2009. Resource availability and ecosystem size predict food-chain length in pond ecosystems. Oikos 118(1): 138-144. 

  11. Dubois, S., B. Jean-Louis, B. Bertrand and S. Lefebvre. 2007. Isotope trophic-step fractionation of suspension-feeding species: implications for food partitioning in coastal ecosystems. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 351(1): 121-128. 

  12. Gal, J.K., M.S. Kim, Y.J. Lee, J. Seo and K.H. Shin. 2012. Foodweb of aquatic ecosystem within the Tamjin River through the determination of carbon and nitrogen stable isotope ratios. Korean Journal of Limnology 45: 242-251. 

  13. Hannides, C.C., B.N. Popp, M.R. Landry and B.S. Graham. 2009. Quantification of zooplankton trophic position in the North Pacific Subtropical Gyre using stable nitrogen isotopes. Limnology and Oceanography 54(1): 50-61. 

  14. Hong, Y.J., S.K. Jin and S.G. Hong. 2001. Identification of the sources of nitrate using stable isotope mass ratio in rural watersheds. Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers 43: 120-128. 

  15. Kang, C.K., E.J. Choy, H.S. Song, H.J. Park, I.S. Soe, Q. Jo and K.S. Lee. 2007. Isotopic determination of food sources of benthic invertebtates in two different macroalgal habitats in the Korean coasts. The Sea Journal of the Korean Society of Oceanography 12: 380-389. 

  16. Kellman, L.M. and C. Hillaire-Marcel. 2003. Evaluation of nitrogen isotopes as indicators of nitrate contamination sources in an agricultural watershed. Agriculture, Ecosystems & Environment 95(1): 87-102. 

  17. Kim, E., H. Kim, K.H. Shin, M.S. Kim, S.R. Kundu, B.G. Lee and S. Han. 2012. Biomagnification of mercury through the benthic food webs of a temperate estuary: Masan bay, Korea. Environmental Toxicology 31(6): 1254-1263. 

  18. Kim, M.S., J.M. Kim, J.Y. Hwang, B.K. Kim, H.S. Cho, S.J. Youn, S.Y. Hong, O.S. Kwon and W.S. Lee. 2014. Determination of the origin of particulate organic matter at the lake Paldang using stable isotope ratio ( ${\delta}^{13}C$ , ${\delta}^{15}N$ ). Korean Journal of Ecology and Environment 47(2): 127-134. 

  19. Kwak, S.N. and S.H. Huh. 2002. Feeding habits of Platycephalusindicus in eelgrass (Zostera marina) beds in Kwangyang Bay. Korean Journal of Ichthyology 14(1): 29-35. 

  20. Lorrain, A., B.S. Graham, B.N. Popp, V. Allain, R.J. Olson, B.P. Hunt, M. Potier, B. Fry, F. Galvan-Magana, C.E.R. Menkes and S. Kaehler. 2015. Nitrogen isotopic baselines and implications for estimating foraging habitat and trophic position of yellowfin tuna in the Indian and Pacific Oceans. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography 113: 188-198. 

  21. Macko, S.A., M.E. Uhle, M.H. Engel and V. Andrusevich. 1997. Stable nitrogen isotope analysis of amino acid enantiomers by gas chromatography/combustion/isotope ratio mass spectrometry. Analytical Chemistry 69(5): 926-929. 

  22. McCarthy, M.D., R. Benner, C. Lee and M.L. Fogel. 2007. Amino acid nitrogen isotopic fractionation patterns as indicators of heterotrophy in plankton, particulate, and dissolved organic matter. Geochimica et Cosmochimica Acta 71(19): 4727-4744. 

  23. McClelland, J.W. and I. Valiela. 1998. Liking nitrogen in estuarine producers to land-derived sources. Limnology and Oceanography 43(4): 577-585. 

  24. McClelland, J.W., C.M. Holl and J.P. Montoya. 2003. Relating low ${\delta}^{15}N$ values of zooplankton to N 2-fixation in the tropical North Atlantic: insights provided by stable isotope ratios of amino acids. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers 50(7): 849-861. 

  25. Minagawa, M. and E. Wada. 1984. Stepwise enrichment of $^{15}N$ along food chains: further evidence and the relation between ${\delta}^{15}N$ and animal age. Geochimica et Cosmochimica Acta 48(5): 1135-1140. 

  26. O’Reilly, C.M. and R.E. Hecky. 2002. Interpreting stable isotopes in food webs: Recognizing the role of time averaging at different trophic levels. Limnology and Oceanography 47(1): 306-309. 

  27. Popp, B.N., B.S. Graham, R.J. Olson, C.C. Hannides, M.J. Lott, G.A. LopezIbarra, F. Galvan-Magana and B. Fry. 2007. Insight into the trophic ecology of yellowfin tuna, Thunnusalbacares, from compound-specific nitrogen isotope analysis of proteinaceous amino acids. Terrestrial Ecology 1: 173-190. 

  28. Post, D.M. 2002. Using stable isotopes to estimate trophic position: models, methods, and assumptions. Ecology 83(3): 703-718. 

  29. Rolff, C. 2000. Seasonal variation in ${\delta}^{13}C$ and ${\delta}^{15}N$ of size-fractionated plankton at a coastal station in the northern Baltic proper. Marine Ecology Progress Series 203: 47-65. 

  30. Schell, D.M., B.A. Barnett and K.A. Vinette. 1998. Carbon and nitrogen isotope ratios in zooplankton of the Bering, Chukchi and Beaufort seas. Marine Ecology Progress Series 162: 11-23. 

  31. Sherwood, O.A., T.P. Guilderson, F.C. Batista, J.T. Schiff, M.D. McCarthy, 2014. Increasing subtropical North Pacific Ocean nitrogen fixation since the Little Ice Age. Nature 505(7481): 78-81. 

  32. Vander Zanden, M. and J.B. Rasmussen. 1999. Primary consumer ${\delta}^{13}C$ and ${\delta}^{15}N$ and the trophic position of aquatic consumers. Ecology 80(4): 1395-1404. 

  33. Vander Zanden, M. and J.B. Rasmussen. 2001. Variation in ${\delta}^{15}N$ and ${\delta}^{13}C$ trophic fractionation: implications for aquatic food web studies. Limnology and Oceanography 46(8): 2061-2066. 

  34. Vokhshoori, N.L. and M.D. McCarthy. 2014. Compound-specific ${\delta}^{15}N$ amino acid measurements in littoral mussels in the California upwelling ecosystem: a new approach to generating baseline ${\delta}^{15}N$ isoscapes for coastal ecosystems. PloS One 9(6): e98087. 

  35. Watanabe, S., M. Kodama and M. Fukuda. 2009. Nitrogen stable isotope ratio in the manila clam, Ruditapes philippinarum, reflects eutrophication levels in tidal flats. Marine Pollution Bulletin 58(10): 1447-1453. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로