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문제 정의
- , 2014) 연구를 바탕으로 진해만에서 산란하는 대구 알의 발달단계별로 측정된 대구 알의 비중과 산란해역의 해수밀도차이를 파악하여 산란 후 언제까지 해저에 머무는지 파악하고자 하였다. 또한 부화한 자어는 빠르게 비중이 감소하여 난황이 있는 상태에서 해양 표층에서 채집된다는(Hurst et al., 2009; Laurel et al., 2010)의 연구를 바탕으로 대구 자어의 비중변화를 실험을 통하여 관찰하여 산란해역의 바닥에서 부화한 자어가 해양의 표층에 도달하는 시기를 파악 파악하고자 하였다. 본 연구 결과는 대구의 초기생활사 시기 동안 해양에서의 수직이동을 파악하는 기초자료로 제공될 수 있고 대구과의 다른 중요한 어종인 명태 자어의 비중변화와 비교하여 이들의 초기발생시기의 공통점과 차이점을 파악함으로써, 이들이 생존전략을 유추해보는 계기가 될 수 있을 것이다.
- 본 연구에서는 앞서 연구된 대구의 알은 주변 해수보다 비중이 높아서 산란해역의 저서에서 부화한다고 한(Hurst et al.,2009; Laurel et al., 2010; Bian et al., 2014) 연구를 바탕으로 진해만에서 산란하는 대구 알의 발달단계별로 측정된 대구 알의 비중과 산란해역의 해수밀도차이를 파악하여 산란 후 언제까지 해저에 머무는지 파악하고자 하였다. 또한 부화한 자어는 빠르게 비중이 감소하여 난황이 있는 상태에서 해양 표층에서 채집된다는(Hurst et al.
가설 설정
- 본 실험에 사용한 2012년과 2013년 2월에 측정된 진해만의 수온과 염분으로 계산한 해수밀도는 1.02612±0.0002 g/cm3(n=4)와1.02663±0.0002 g/cm3(n=7)이었고, 해수밀도 보다 자어의 비중이 낮아지는 부화 5일 후부터 표층수면을 향해 이동하게 될 것으로 가정할 수 있다.
제안 방법
- 자어측정 시간은 빛을 기준으로 측정하였는데, 완전한 어둠상태와 햇빛으로 인하여 영향을 받는 오전, 그리고 해가 지면서 빛의 세기가 낮과 밤 중간 정도라 예상되는 저녁에 측정하였다. 난황을 흡수하여 운동능력이 생긴 이후로는 0.004% MS222 해수에 마취하여 비중을 측정하였다. 알의 크기는 처음 알을 투입하는 시점에서 측정하였고, 자어는 사육수조에서 채집 후 현미경을 이용하여 길이를 측정하고 사진으로 남긴 후 밀도구배수층에 투입하였다.
- 대구 알과 자어는 높은 염분의 밀도구배수층에 오래 머물게 되면 결국 모든 수분을 빼앗기고 사망에 이르기 때문에 시료는 사육수조에서 매번 새로운 개체를 채집하여 비중을 측정하였다. 알의 비중은 하루 두 번(11, 22시), 수정 후 8세포기(수정 후 12시간 후)부터 부화시까지, 각 5립씩 밀도구배수층에 투입 후 30분동안 안정화시킨 후 높이를 측정하였다.
- 대구 알과 자어의 비중 결과는 우리나라 해역에서 가장 큰 대구의 산란장으로 알려져 있는 진해만의 겨울철(2월) 해수온도와 염분을 이용하여 계산한 해수밀도와 비교하였다.
- 알의 비중은 하루 두 번(11, 22시), 수정 후 8세포기(수정 후 12시간 후)부터 부화시까지, 각 5립씩 밀도구배수층에 투입 후 30분동안 안정화시킨 후 높이를 측정하였다. 대구 알은 비교적 낮은 온도(6-7℃)에서 약 10일(Seo et al., 2007)-12일(Lee etal., 2007) 후에 부화하므로 총 측정횟수 약 25회를 목표로 하여 하루에 두 번 아침 10시, 밤 10시에 측정하였다. 자어는 하루에 세 번(02, 10, 18시), 부화 직후부터 부화 후 16일 까지, 5마리씩 밀도구배수층에 투입하여 비중을 측정하였다.
- 대구 자어 부화 이후 성장에 따른 비중의 변화 양상을 산란해역의 해수밀도와 비교하였다(Fig. 2). 주변해수의 밀도보다 자어의 비중이 높으면 자어들은 해저에 머물게 되고, 해수밀도보다 자어의 비중이 낮으면 해수표층으로 떠오르게 된다.
- 대구 자어의 비중은 알 수정 후 약 270시간이 되는 시점부터 측정하였다. 처음 측정한 대구 자어의 비중은 1.
- LTD, UK)을 이용하여 측정하였다(Coombs, 1981). 본 실험에서 용액의 밀도는 3차 증류수에 소금(염분, RedSea Co., USA)을 용해하여 조절하였고,염도(밀도)의 확인은 수온염분측정기(YSI 30-10 FT, YSI Inc.,USA)를 이용하였다. 완성된 밀도구배수층은 밀도를 이미 알고 있는 유리구슬 5개(23℃ 기준, 1.
- 대구 알과 자어는 높은 염분의 밀도구배수층에 오래 머물게 되면 결국 모든 수분을 빼앗기고 사망에 이르기 때문에 시료는 사육수조에서 매번 새로운 개체를 채집하여 비중을 측정하였다. 알의 비중은 하루 두 번(11, 22시), 수정 후 8세포기(수정 후 12시간 후)부터 부화시까지, 각 5립씩 밀도구배수층에 투입 후 30분동안 안정화시킨 후 높이를 측정하였다. 대구 알은 비교적 낮은 온도(6-7℃)에서 약 10일(Seo et al.
- 004% MS222 해수에 마취하여 비중을 측정하였다. 알의 크기는 처음 알을 투입하는 시점에서 측정하였고, 자어는 사육수조에서 채집 후 현미경을 이용하여 길이를 측정하고 사진으로 남긴 후 밀도구배수층에 투입하였다.
- 대구의 알은 부산광역시 수산자원연구소에서 인공수정 30분 후 제공받았다. 약 1시간 이동 후 부경대학교에 위치한 실험용 항온사육수조에 투입하였고, 부화 후 자어를 이용한 실험이 종료될 때까지 사육하였다. 대구 알을 사육하기 위한 항온수조는 수조 아래쪽에서 공기와 해수를 공급하는 장치를 사용하여 가라앉은 알들 사이에 해수가 순환되면서 알이 해수와 함께 계속 움직이게 하여 산소부족으로 인한 알의 사망을 방지하였다.
- ,USA)를 이용하였다. 완성된 밀도구배수층은 밀도를 이미 알고 있는 유리구슬 5개(23℃ 기준, 1.0210-1.0467 g/cm3)를 띄워 밀도구배가 예상대로 제작되었는지 확인하고, 각 구슬의 높이와 용액의 밀도를 이용하여 회귀직선식을 구하여 알과 자어의 비중을 계산하였다. 대구 알과 자어의 비중을 측정하기 위하여 제작한 밀도구배수층의 염분범위는 20-80 PSU (알)과 20-60PSU (자어)이고, 수온은 평균 6.
- 저서성 어류인 명태는 대구와 다르게 중층 수층에 부유하는 알을 낳는 것으로 알려져 있다(Kim, 1987). 우리나라 근해에서 채집된 명태의 알과 자어의 비중변화를 측정한 실험결과를 사용하고자 하였으나, 우리나라에서 명태 알을 이용한 실험결과가 전무하여 1985년 4월 미국 알라스카만 쉘리코프해협(theShelikof Strait, Gulf of Alaska, USA)에서 봉고네트로 채집한 명태 알과 자어를 이용한 비중측정결과를 사용하여 자어의 수직이동 경향을 비교하였다(Table 1). 명태 알의 비중은 부화직전에 감소하고 부화한 난황자어의 비중은 1.
- , 2007) 후에 부화하므로 총 측정횟수 약 25회를 목표로 하여 하루에 두 번 아침 10시, 밤 10시에 측정하였다. 자어는 하루에 세 번(02, 10, 18시), 부화 직후부터 부화 후 16일 까지, 5마리씩 밀도구배수층에 투입하여 비중을 측정하였다. 자어측정 시간은 빛을 기준으로 측정하였는데, 완전한 어둠상태와 햇빛으로 인하여 영향을 받는 오전, 그리고 해가 지면서 빛의 세기가 낮과 밤 중간 정도라 예상되는 저녁에 측정하였다.
- 자어는 하루에 세 번(02, 10, 18시), 부화 직후부터 부화 후 16일 까지, 5마리씩 밀도구배수층에 투입하여 비중을 측정하였다. 자어측정 시간은 빛을 기준으로 측정하였는데, 완전한 어둠상태와 햇빛으로 인하여 영향을 받는 오전, 그리고 해가 지면서 빛의 세기가 낮과 밤 중간 정도라 예상되는 저녁에 측정하였다. 난황을 흡수하여 운동능력이 생긴 이후로는 0.
대상 데이터
- 대구의 알은 부산광역시 수산자원연구소에서 인공수정 30분 후 제공받았다. 약 1시간 이동 후 부경대학교에 위치한 실험용 항온사육수조에 투입하였고, 부화 후 자어를 이용한 실험이 종료될 때까지 사육하였다.
- (2007)의 수온에 따른 부화성공율 연구결과를 바탕으로 가장 부화율이 높은 수온(6℃)을 유지하였다. 부화용 수조의 크기는 지름 40 cm,높이 60 cm의 원형수조를 사용하였다. 부화 5일 후부터는 먹이생물로 Rotifer를 매 실험 1시간 전에 급이 하였다.
이론/모형
- 알과 자어의 비중은 밀도구배수층(density gradient water column, DGC; Martin Instrument Co. LTD, UK)을 이용하여 측정하였다(Coombs, 1981). 본 실험에서 용액의 밀도는 3차 증류수에 소금(염분, RedSea Co.
성능/효과
- 74 mm였다(부화 17일 후). 대구 자어가 먹이를 먹기 시작한 시점은 부화 7일 후부터 였는데, 부화 10일 후까지 약간의 난황이 남아 있는 것을 확인할 수 있었다.
- 대구 자어를 사육하면서 더욱 적합한 먹이를 사용하였더라면 난황흡수 이후 자어의 빠른 성장을 기대해볼 수 있을 것이다. 대구 자어의 먹이로는 로티퍼 Rotifer를 급이하였는데, 본 연구에 사용한 품종이 차가운 물에 잘 적응하지 못하여 먹이생물로써의 역할을 다 하지 못하여 자어의 성장이 원활하지 못했던 것으로 판단된다. 본 실험 결과에 의하면 대구 자어가 부화 10일까지 난황을 흡수하면서 평균 3.
- 대구 자어의 먹이로는 로티퍼 Rotifer를 급이하였는데, 본 연구에 사용한 품종이 차가운 물에 잘 적응하지 못하여 먹이생물로써의 역할을 다 하지 못하여 자어의 성장이 원활하지 못했던 것으로 판단된다. 본 실험 결과에 의하면 대구 자어가 부화 10일까지 난황을 흡수하면서 평균 3.62 mm 에서 평균 5.10 mm 까지 성장한 반면, 완전히 섭이에만 의존한 부화 11일부터 19일 사이에는 평균 5.10 mm 에서 5.30 mm까지 0.2mm 성장하였기 때문이다.
- 본 실험 결과에 의하면 대구 자어의 비중이 주변해수 밀도보다 낮아지는 시점은 부화 6일 후부터(일평균 크기 4.56±0.16 mm SL, n=15)였으므로 이 때부터 표층으로 상승을 시작하여 스스로 먹이를섭이하고 부레를 이용하여 수심을 조절하는 능력이 생길 때까지 표층에 머무는 것으로 가정할 수 있다.
- 본 연구에서 사용한 진해만에서 어획한 대구 알의 크기는 평균 1.14±0.02 mm (1.11-1.16 mm, n=20), 부화직후 자어의 크기는 3.62±0.16 mm (3.43-3.88 mm, n=9)로 Seo et al. (2007)의 결과에 비해 알의 크기는 크고, 자어의 평균 크기는 작은 것으로 나타났다.
- 0454 g/cm3 범위였고, 이들은 산란후부터 부화까지 모든 알의 발달단계가 해양의 바닥에서 진행되므로 주로 해양의 표층을 조사하는 자치어플랑크톤 채집방법(ichthyoplankton survey)으로는 대구 알을 채집할 수 없었다고 하였다. 본 측정실험에 사용된 진해만 대구의 수정란 비중은 범위는 1.0459-1.0540 g/cm3로 Bian et al. (2014)의 결과보다 조금 더 높은 비중을 나타내었다. 이는 비중을 측정하는 방법의 차이 또는 서로 다른 태평양 대구 계군을 이용한 결과일 수도 있다.
- 부화 후 처음 측정한 자어의 크기(standard length, SL)는 3.62±0.16 mm (n=9)로나타났고, 자어의 비중을 측정하는 전체 기간동안 지속적으로성장하여 비중측정 마지막날(부화 20일째)에는 자어의 평균크기가 5.30±0.15 mm (n=18)로 나타나 18일 동안 평균성장율은 0.093 mm/day로 추정되었다.
- 알을 이용한 측정이 이루어진 모든 관찰에서 밀도구배수층의 수온은 평균 6.296±0.149℃ (6.2-6.5℃, n= 25)이었다.
- 1). 알의 비중이 감소하거나 증가하는 경향과 상관없이, 대구 알의 비중은 산란 직후부터 부화 시점까지 지속적으로 해수밀도보다 높았다(Fig. 1).
- 이후 성장함에 따라 명태 자어의 비중은 점점 가벼워져서 자어 크기구간 4.0-4.5 mm (평균 4.27 mm SL), 4.5-5.0 mm (평균 4.83 mm SL), 그리고 5.0-6.0 mm SL (평균 5.27 mm SL)에 속하는 자어의 비중은 1.02561±0.00106 g/cm3 (n=17),1.02539±0.00086 g/cm3 (n=21), 그리고 1.02525±0.00103 g/cm3 (n=38)로 측정되었다.
- 0015 g/cm3, n=5) 처음 측정했던 알의 비중과 비슷한 값을 보였다. 전반적으로 알의 비중은 수정 후 180시간 경과시점까지 점점 무거워지고, 그 이후 수정 후 264 시간 관측시점까지 안정적으로 높은 비중이 유지하다가, 부화직전에 감소하였다(Fig. 1). 알의 비중이 감소하거나 증가하는 경향과 상관없이, 대구 알의 비중은 산란 직후부터 부화 시점까지 지속적으로 해수밀도보다 높았다(Fig.
- 처음 측정한 대구 자어의 비중은 1.3655±0.0015g/cm3(n=4)이었고, 부화 6일째(수정 390시간 후, 즉 부화 120시간 후)에 1.0234±0.0014 g/cm3 (n=4)까지 비중이 감소한 이후 실험종료시점인 자어 부화 19일째 마지막 측정까지 자어의 비중은 비교적 안정적으로 나타났다(1.0250±0.0015 g/cm3,n=175; Fig.
- 1. 초기 부화자어의 비중은 알의 비중 보다 낮고 주변해수의 밀도보다는 높게 측정되었는데, 알의 비중이 주변 해수밀도보다 가벼워지는 시점은 부화 후 5일째(수정 382시간 후, 부화 112시간 후)로 나타났다(Fig. 1).
후속연구
- 알과 자어가 머무는 수심에 따라 해류에 의한 이동결과가 다르게 나타나므로 각 발달단계에 따른 생물의 비중변화를 파악하는 것은 생물이 해양에서 위치하는 수직, 수평적 분포를 예측하는 모델에 적용시키는데 중요한 요소가 된다. 본 결과는 대구 알과 자어가 진해만의 수층에서 어느 위치에 분포하는지 추정하는데 이용될 수 있고, 초기 생활사 시기에 산란장과 성육장 주변에서 발생하는 해양환경변화가 가입량에 미치는 영향을 파악하는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
- , 2010)의 연구를 바탕으로 대구 자어의 비중변화를 실험을 통하여 관찰하여 산란해역의 바닥에서 부화한 자어가 해양의 표층에 도달하는 시기를 파악 파악하고자 하였다. 본 연구 결과는 대구의 초기생활사 시기 동안 해양에서의 수직이동을 파악하는 기초자료로 제공될 수 있고 대구과의 다른 중요한 어종인 명태 자어의 비중변화와 비교하여 이들의 초기발생시기의 공통점과 차이점을 파악함으로써, 이들이 생존전략을 유추해보는 계기가 될 수 있을 것이다.
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