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문제 정의
- 2005). 이에 본 연구는 비단털쥐의 광주기에 따른 발정주기 및 조직학적 특징을 밝혀 비단털쥐의 생활사와 소형포유류의 생태를 이해하는 데 필요한 자료를 제공하기 위하여 이루어졌다.
제안 방법
- 적출한 난소와 자궁을 4% 포르말린에 고정한 후 파라핀으로 포매하였다. Microtome (LEICA RM2255)을 이용하여 5 μm 두께로 절단한 후 헤마톡실린(hematoxyline, 영동제약)과 에오신(eosin, Sigma Aldrich)으로 염색한 후 광학 현미경으로 관찰한 후 촬영하였다.
- 광주기 변화에 따른 배란주기의 조사는 야생 개체(암컷 6개체, 수컷 3개체)의 교배를 통해 태어난 F1 중 성성숙한 41주령 암컷 3개체와 62주령 암컷 2개체를 대상으로 하였으며, 이 개체들은 각각 다른 케이지에서 사육하였다. 동일한 온도와 습도 조건에서 광주기를 장일 광주기(16L : 8D, longday photoperiod)와 단일 광주기(8L : 16D, short-day photoperiod)로 나누어 실험하였고, 광주기 변경 시 1주일 동안 적응 기간을 가진 후 30일 동안 관찰하였다. 매일 오전 9시에 질구 (vaginal opening)를 디지털 카메라로 사진 촬영하였으며, 질 내 세포구성의 변화를 관찰하기 위하여 질점막도말법으로 실험하였다.
- 동일한 온도와 습도 조건에서 광주기를 장일 광주기(16L : 8D, longday photoperiod)와 단일 광주기(8L : 16D, short-day photoperiod)로 나누어 실험하였고, 광주기 변경 시 1주일 동안 적응 기간을 가진 후 30일 동안 관찰하였다. 매일 오전 9시에 질구 (vaginal opening)를 디지털 카메라로 사진 촬영하였으며, 질 내 세포구성의 변화를 관찰하기 위하여 질점막도말법으로 실험하였다. 마이크로 스포이드를 사용하여 멸균된 생리식염수 200 μL를 질 내에 주입 후 3~5번 정도 씻어낸 액체를 멸균한 1.
대상 데이터
- 광주기 변화에 따른 배란주기의 조사는 야생 개체(암컷 6개체, 수컷 3개체)의 교배를 통해 태어난 F1 중 성성숙한 41주령 암컷 3개체와 62주령 암컷 2개체를 대상으로 하였으며, 이 개체들은 각각 다른 케이지에서 사육하였다. 동일한 온도와 습도 조건에서 광주기를 장일 광주기(16L : 8D, longday photoperiod)와 단일 광주기(8L : 16D, short-day photoperiod)로 나누어 실험하였고, 광주기 변경 시 1주일 동안 적응 기간을 가진 후 30일 동안 관찰하였다.
- 난소와 자궁 조직의 관찰은 광주기 16L: 8D와 8L: 16D 조건에서 사육 중인 성숙한 암컷 각각 5개체씩을 대상으로 실험하였다. 적출한 난소와 자궁을 4% 포르말린에 고정한 후 파라핀으로 포매하였다.
- 연구에 이용된 비단털쥐는 제주특별자치도 한라산국립공원 인근 관음사, 한화리조트, 별빛누리공원, 물장오리오름 지역 등에서 2014년부터 2016년까지 3년간 매년 5월부터 11월까지 매주 약 50~60개씩의 샤먼 생포트랩(Sherman live trap, USA)과 재래식 철망 트랩을 설치하여 포획하였다. 트랩은 하천 또는 건천이 있는 초목지와 관목림, 습지 등에 설치하였고, 햄, 소세지, 어묵 등의 유인용 먹이를 사용하였다.
성능/효과
- 결론적으로 성숙한 비단털쥐 암컷 5개체의 발정주기는 4~5일임을 확인되었다. 일반적인 햄스터의 발정주기와 유사하였고, 다른 설치류에 속하는 종에 비해 발정주기가 매우 규칙적이고, 짧은 것을 알 수 있었다.
- 결론적으로 질점막도말법으로 확인한 결과, 비단털쥐의 발정주기는 4~5일 주기로 반복되고, 다른 설치류에 비하여 주기가 짧고, 광주기에 따른 발정주기의 변화와 난소와 자궁의 조직학적 차이가 있다는 것을 확인할 수 있었다. 비록 대상 개체수가 작아 연구의 한계점이 있음에도 광주기 변화에 따른 명확한 발정주기와 생식기관의 조직학적 변화가 분명하다는 것은 주목할 만한 결과라 할 수 있다.
- 1994). 동일한 암컷 5개체를 대상으로 인위적으로 광주기를 조절하여 비번식기와 유사한 일조 환경을 만들어 준 후 질 세포 변화를 관찰한 결과, 개체별 차이는 있었지만 42주령 암컷 2개체는 1일부터 발정휴지기 상태를 유지하였고, 다른 한 개체는 8일부터, 62주령 암컷은 6일과 12일부터 발정휴지기 상태를 계속 유지하여 발정주기 4단계를 확인할 수 없었다(Fig. 3).
- 임신 경험이 없는 41주령 암컷 3개체와 62주령 암컷 2개체를 대상으로 광주기 변화에 따른 질점막의 세포 변화를 관찰한 결과, 광주기가 16L : 8D일 때, 발정전기 (proestrus) 에는 둥글고 핵을 가지고 있는 많은 상피세포와 불규칙적인 모양의 각질화된 편평 상피세포가 관찰되었다. 발정기 (estrus)에는 크고 불규칙한 모양의 상피세포들이 관찰되었으며, 핵이 없는 각질화된 편평 상피세포 (large anucleated, cornified epithelial cells)가 대부분이었으나, 간혹 드물게 핵이 있는 각질화된 편평상피세포 (large nucleated, cornified epithelial cells)가 관찰되었다. 발정후기(metestrus)에는 핵이 없고 불규칙적인 모양의 각질화된 편평 상피세포의 수가 감소하고, 백혈구와 크기가 작은 유핵 상피세포(small nucleated epithelial cells)가 관찰되었다.
- 발정주기에 따른 각 단계별 질구 (vaginal opening)의 상태를 관찰한 결과, 발정전기에는 질구가 열려 있고(opened), 질점막이 약간 축축하였다. 발정기에는 질구가 열려있고 음문(vulva)의 음순(labia)이 부어오른 상태가 확인되었다.
- 발정기에는 질구가 열려있고 음문(vulva)의 음순(labia)이 부어오른 상태가 확인되었다. 발정후기와 발정휴지기에는 질구가 닫혀 있고 음문(vulva)의 음순 (labia)은 부어있지 않았고, 질점막 표면에 흰색의 막 (whitish soft debris)을 관찰할 수 있었다 (Fig. 2).
- 발정후기(metestrus)에는 핵이 없고 불규칙적인 모양의 각질화된 편평 상피세포의 수가 감소하고, 백혈구와 크기가 작은 유핵 상피세포(small nucleated epithelial cells)가 관찰되었다. 발정휴지기(diestrus)에는 매우 작은 다형핵(polymorphonuclear)의 백혈구가 많이 관찰되었으며, 매우 드물게 크기가 큰 유핵세포가 관찰되었다 (Fig. 1).
- 비단털쥐의 난소와 자궁의 해부학적 구조는 두 개의 난소(ovaries)와 짧은 나팔관(oviducts)을 가지고 있으며, 긴 관상구조의 자궁각 (uterine horns)은 두 개였다. 자궁각의 끝부분에는 자궁경관(cervix)이 있고, 자궁체(uterine body)는 없었다 (Fig.
- 실험을 통해 30일 동안 7~8번의 발정기가 발생하는 것으로 확인되어 비단털쥐의 발정주기는 4~5일에 한번 일어나는 것으로 확인되었는데(Fig. 3).
- 결론적으로 성숙한 비단털쥐 암컷 5개체의 발정주기는 4~5일임을 확인되었다. 일반적인 햄스터의 발정주기와 유사하였고, 다른 설치류에 속하는 종에 비해 발정주기가 매우 규칙적이고, 짧은 것을 알 수 있었다. 장일 광주기일 때, 비단털쥐 암컷의 발정주기는 비교적 규칙적으로 반복되는 것으로 나타났으나, 단일 광주기에는 일정한 시기 이후 발정휴지기 상태가 지속된다는 것을 확인할 수 있었다.
- 임신 경험이 없는 41주령 암컷 3개체와 62주령 암컷 2개체를 대상으로 광주기 변화에 따른 질점막의 세포 변화를 관찰한 결과, 광주기가 16L : 8D일 때, 발정전기 (proestrus) 에는 둥글고 핵을 가지고 있는 많은 상피세포와 불규칙적인 모양의 각질화된 편평 상피세포가 관찰되었다. 발정기 (estrus)에는 크고 불규칙한 모양의 상피세포들이 관찰되었으며, 핵이 없는 각질화된 편평 상피세포 (large anucleated, cornified epithelial cells)가 대부분이었으나, 간혹 드물게 핵이 있는 각질화된 편평상피세포 (large nucleated, cornified epithelial cells)가 관찰되었다.
- 일반적인 햄스터의 발정주기와 유사하였고, 다른 설치류에 속하는 종에 비해 발정주기가 매우 규칙적이고, 짧은 것을 알 수 있었다. 장일 광주기일 때, 비단털쥐 암컷의 발정주기는 비교적 규칙적으로 반복되는 것으로 나타났으나, 단일 광주기에는 일정한 시기 이후 발정휴지기 상태가 지속된다는 것을 확인할 수 있었다.
후속연구
- 국내에서는 환경부 지정 관심대상종(LC)으로 취급되고 있음에도 불구하고 일부 지역에만 분포하기 때문에 단편적인 관찰 기록이 있을 뿐 종 다양성 유지에 필요한 생태나 번식생물학적 연구자료는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구는 비단털쥐의 번식생물학적 측면에서 볼 때 매우 의미 있는 결과라 이후 생물학적 측면에서 종적 특징을 밝히는 자료로 제공되어 생물종 다양성 유지에 널리 활용될 것이다.
- 비록 대상 개체수가 작아 연구의 한계점이 있음에도 광주기 변화에 따른 명확한 발정주기와 생식기관의 조직학적 변화가 분명하다는 것은 주목할 만한 결과라 할 수 있다. 따라서 향후 충분한 암컷 개체를 대상으로 24Light, 24Dark 등 다양한 광주기에 따른 발정주기 연구 및 세포수 측정, 호르몬 측정과 같은 연구가 병행된다면 서식환경이 발정주기에 미치는 영향을 확인할 수 있을 것이라 판단된다. 또한 암컷 발정주기의 변화는 광주기뿐만 아니라 생체리듬(circadian activity), 심부체온(core temperature), 먹이량, 활동량, 수컷과의 접촉 등에 의해서도 영향을 받을 수 있다 (Wallen 1990; Mahoney et al.
- 2013), 번식 및 성장과 발달(Park and Oh 2017)에 대한 연구가 이루어졌으나 번식생물학적 연구는 이루어진 바 없다. 일반적으로 같은 속(genus)에 속하는 종들의 발정주기(estrus cycle)는 유사한 특징을 갖는 것으로 알려져 있으나, 모든 포유류가 동일한 특징을 갖는 것은 아니기 때문에 암컷의 발정주기와 행동학적 이해를 위해 추가적인 정보를 얻기 위한 연구가 필요하다(Conaway 1971; Smale et al. 2005).
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