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문제 정의
- roretzi) 등과 비교하여 볼 때 보다 높은 수온 조건과 낮은 염도 조건에서 거친대추멍게의 생존 (발육률, 부착률 등) 가능성이 높은 것으로 추정되며, 앞으로 기후 변화로 인한 국내 연안의 해수 온도 상승으로 인하여 양식산업 등에서 거친대추멍게의 확산 및 대발생으로 경제적 피해가 증가할 수 있을 것으로 생각된다. 따라서 본 연구는 국내 양식장에서의 거친대추멍게에 의한 경제적 피해가 증가하고 있는 시점에서 이의 확산을 방지하고 방제 효율을 증가시키는데 필요한 생태적 자료를 확보하고자 실시되었으며, 거친대추멍게의 분포 및 발생 시기를 예측하고 확산 방지 및 방제 방안을 구축하는 데 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
- 2006). 따라서 본 연구에서는 실내에서의 거친대추멍게 알의 발육 및 유생의 부착 실험을 통하여 국내에 서식하는 거친대추멍게의 수온 및 염도에 따른 부화율, 발육률, 부착률 등을 조사하였으며, 이를 바탕으로 거친대추멍게의 국내 해양생태계에서의 확산 및 방제를 위한 기초 자료를 확보하고자 수행하였다.
- 본 연구는 거친대추멍게 (Ascidiella aspersa)의 알 발육과 유생 부착에 미치는 수온과 염도의 영향을 파악하고자 실시하였다. 거친대추멍게 알 발육과 유생 부착 실험은 12개의 수온 조건 (6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28°C, 과 2개의 염도 조건 (30, 34 psu)에서 진행하였다.
제안 방법
- 거친대추멍게 알 발육과 유생 부착 실험은 12개의 수온 조건 (6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28°C, 과 2개의 염도 조건 (30, 34 psu)에서 진행하였다.
- 거친대추멍게 알 발육의 최적 수온 및 염도 조건을 파악하기 위해 12개의 수온 조건 (6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28°C)과 2개의 염도 조건 (30, 34 psu)에서 수온 및 염도별로 24 well plate에 1반복으로 하여 총 8회 반복으로 실시하였다.
- 거친대추멍게 알의 인공수정은 Lee et al. (2009)의 방법을 참고하여, 여과 해수가 담긴 플라스틱 밀폐용기 (가로 28cm×세로 29 cm×높이 16 cm)에 정자와 난자를 혼합하여약 30~60분 동안 교반기 (HY-HS11, Korea) 위에서 해수의 흐름을 형성하며, 수정을 유도하였다.
- 해수 수조의 수온은 냉각기 (DA 500B, Daeilcooler, Korea)와 자동온도조절기 (OKE-6422H, Sewon, Korea)를 이용하여 조절하였고, 실험 해수의 수온과 염도는 다기능수질측정기 (Pro Plus, YSI, USA)를 이용하여 측정하였다. 거친대추멍게의 알은 8시간 간격으로 해부현미경 (SMZ1000, Nikon, Japan)하에서 부화와 부착 여부 및 각각의 시간을 조사하였다.
- 부화율 (hatching rate)은 알에서 부화한 유생 (larvae) 의 비율 (부화한 유생 수/총 알 수)로 산출하였고, 발육률 (development rate)은 알에서 부화까지 걸린 시간을 측정한 후 역수 (1/시간)로서 산출하였다. 부착률 (settlement rate)은알에서 부화한 후 부착한 유생의 수로 산출하였고, 부착시간률 (rate of settlement time)은 알에서 부착까지 걸린 시간을 측정한 후 역수 (1/시간)로서 산출하였다. 거친대추멍게의 부화율, 발육률, 부착률 그리고 부착시간은 SAS software를 활용하여 필요 시 t-test, 일원 분산분석 (one-way ANOVA), 그리고 Tukey’s HSD 방법을 이용한 다중비교검정 (multiple comparison test)을 수행하였다 (SAS institute 2004).
- 부화율 (hatching rate)은 알에서 부화한 유생 (larvae) 의 비율 (부화한 유생 수/총 알 수)로 산출하였고, 발육률 (development rate)은 알에서 부화까지 걸린 시간을 측정한 후 역수 (1/시간)로서 산출하였다. 부착률 (settlement rate)은알에서 부화한 후 부착한 유생의 수로 산출하였고, 부착시간률 (rate of settlement time)은 알에서 부착까지 걸린 시간을 측정한 후 역수 (1/시간)로서 산출하였다.
- 안정화 기간 동안 수조의 수온과 염도 조건은 채집지역과 유사하게 각각 11±1°C와 33±1 psu로 유지하였으며, 먹이는 멍게류 사육에 일반적으로 사용되는 황색편모 조류 2종 (Isochrysis galbana, Chaetoceros calcitrans)과 규조류 1종 (Pavlova lutherii)을 각각 1 L씩 혼합 (총 3 L)하여 1 회/일 공급하였다 (Lee et al. 2009).
- 염도 34 psu의 경우, 정수(purified water)에 인공 해수염 (Instant Ocean Reef Crystals salt, Aquarium systems, France)을 혼합하여 해수에 첨가 하였고, 염도 30 psu 경우, 해수에 정수를 혼합하여 염도를 조정하였다. 해수 수조의 수온은 냉각기 (DA 500B, Daeilcooler, Korea)와 자동온도조절기 (OKE-6422H, Sewon, Korea)를 이용하여 조절하였고, 실험 해수의 수온과 염도는 다기능수질측정기 (Pro Plus, YSI, USA)를 이용하여 측정하였다. 거친대추멍게의 알은 8시간 간격으로 해부현미경 (SMZ1000, Nikon, Japan)하에서 부화와 부착 여부 및 각각의 시간을 조사하였다.
대상 데이터
- 거친대추멍게 알 발육의 최적 수온 및 염도 조건을 파악하기 위해 12개의 수온 조건 (6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28°C)과 2개의 염도 조건 (30, 34 psu)에서 수온 및 염도별로 24 well plate에 1반복으로 하여 총 8회 반복으로 실시하였다. 각 실험 조건당총 192개의 수정란이 사용되었다. 염도 34 psu의 경우, 정수(purified water)에 인공 해수염 (Instant Ocean Reef Crystals salt, Aquarium systems, France)을 혼합하여 해수에 첨가 하였고, 염도 30 psu 경우, 해수에 정수를 혼합하여 염도를 조정하였다.
- 실험에 사용된 거친대추멍게는 경상남도 통영시 도남동에 위치한 통영해양스포츠센터 (N34°49′42.2″, E128°26′06.9″) 내 요트장에서 스쿠버 다이빙 (scuba diving)을 통해 2017년 6월 1일과 7월 1일에 채집하였다.
- 채집된 개체는 실험실로 운반하여 실내 해수 수조 (가로 90 cm×세로 90 cm×높이 50 cm)에서 1주일 이내의 안정화 기간을 거친 후 실험에 사용되었다.
데이터처리
- 거친대추멍게의 부화율, 발육률, 부착률 그리고 부착시간은 SAS software를 활용하여 필요 시 t-test, 일원 분산분석 (one-way ANOVA), 그리고 Tukey’s HSD 방법을 이용한 다중비교검정 (multiple comparison test)을 수행하였다 (SAS institute 2004).
이론/모형
- 2013). 각각의 매개변수는 R로 작성된 매개변수 추정 프로그램을 활용하여 추정하였다 (Ikemoto et al. 2013).
- 회귀분석 (linear regression model)을 이용한 선형모형을 통하여 발육률이 “0”이 되는 수온을 저온 발육임계수온으로 산출하였으며, 일반적인 무척추동물의 온도 발육 분석에 많이 사용되는 Sharpe-Schoolfield (SS) model (Sharpe and DeMichele 1977; Schoolfield et al. 1981)을 변형한 SharpeSchoolfield-Ikemoto (SSI) model (Ikemoto 2005, 2008)을 활용하여 비선형발육모형으로 수온과 발육과의 관계를 추정하였다.
성능/효과
- 거친대추멍게 알 발육과 유생 부착 실험은 12개의 수온 조건 (6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28°C, 과 2개의 염도 조건 (30, 34 psu)에서 진행하였다. 거친대추멍게 알의 부화율과 발육률은 염도에 관계없이 수온이 높아짐에 따라 증가하는 경향을 보였으며 최적 수온 범위 이후 감소하는 경향을 보였으며 부화 및 발육을 위한 최적 수온은 20~22°C의 범위를 보였다. 저온 발육임계수온은 30 psu와 34 psu에서 각각 1.
- 거친대추멍게 유생은 실험 온도 범위 내에서 염도 30 psu, 수온 14°C에서 47.14±8.55%로 가장 높은 부착률을 나타냈으며, 수온 8°C에서는 4.16±4.98%로 가장 낮은 부착률을 나타내었다 (Fig. 3).
- 거친대추멍게의 알은 염도 30 psu에서 28°C를 제외한 모든 실험 수온 조건 (6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 22, 24, 26°C) 에서 부화하였으며, 부화율은 1.56~52.88%로 나타났다 (Fig. 1).
- 부착률은 염도에 관계없이 16~22°C의 최적 수온 범위를 보였으며 부착시간은 수온이 증가함에 따라 지속적으로 증가 하였다. 결과적으로 거친대추멍게의 최적 발육 및 생존 수온은 염도 조건에 관계없이 20~22°C 범위를 보였다. 본 연구 결과는 국내 양식장에서의 거친대추멍게에 의한 경제적 피해가 증가하고 있는 시점에서 거친대추멍게의 분포 및 발생 시기를 예측하고 확산 방지 및 방제 방안을 구축하는 데 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
- 두 염도 조건 모두에서 수온이 증가함에 따라 부화율이 증가하였으며, 염도 30 psu에서는 14°C 이후에 그리고 염도 34 psu에서는 16°C 이후에 점진적으로 감소하는 경향이 나타났다 (Fig. 1).
- 또한 거친대추멍게의 발육률 추정곡선에서도 34 psu에서 8°C과 26°C에서 급격하게 발육률이 감소하는 경향으로 보아 거친대추멍게는 발육률에 있어서 염도 30 psu에서 34 psu보다 넓은 수온 내성 범위를 가지는 것으로 생각된다.
- 또한, 염도 34 psu, 수온 16°C에서 부착률이 급격히 증가하였으며, 22°C 이후 부착률이 급격히 감소하였다 (Fig. 3).
- 본 연구 결과, 거친대추멍게는 붉은멍게와 유사하게 수온이 높아 짐에 따라 부착률이 증가하는 양상을 보였으나 염도 조건에 따라 24°C (34 psu) 또는 26°C (30 psu) 이후 감소하는 경향을 보였다.
- 1991). 본 연구 결과, 거친대추멍게는 염도 조건에 관계없이 수온이 높아짐에 따라 부착시간이 지속적으로 감소하여 우렁쉥이 등과는 다른 경향을 보였다.
- 본 연구 결과에서 거친대추멍게의 알의 부화율과 발육률, 유생의 부착률과 부착시간, 그리고 성체의 생존 온도 범위 (Nagabhushanam and Krishnamoorthy 1992) 등을 고려할 때, 거친대추멍게의 최적 발육 및 생존 수온 범위는 약20~22°C 정도일 것으로 추정되며 염도 34 psu보다는 30 psu가 더 적합할 것으로 추정된다.
- 본 연구결과에서는 염도 30 psu에서 수온이 6°C인 경우에도 일부 부화가 일어났으며, 염도 30 psu에서 염도 34 psu보다 부화를 위한 수온 범위가 더 넓어지는 것으로 확인되었다.
- 이와 같이 수온이 증가하면 부화율이 높아지고 부화 및 성장이 빨라지며 성성숙도 빨라져 밀도 증가에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구결과에서도 염도에 상관없이 수온의 증가에 따라 부화율이 빨라지는 경향을 보였으며 최적 수온 범위를 지나 감소하는 경향을 보였다. 그러나 동일한 수온 조건에서 염도의 차이에 따라 부화율이 증가하는 경향에서는 차이를 보였다 (Fig.
- 8°C로 큰 차이를 보이지 않았다. 부착률은 염도에 관계없이 16~22°C의 최적 수온 범위를 보였으며 부착시간은 수온이 증가함에 따라 지속적으로 증가 하였다. 결과적으로 거친대추멍게의 최적 발육 및 생존 수온은 염도 조건에 관계없이 20~22°C 범위를 보였다.
- 4). 부착시간은 모든 염도 조건에서 수온이 낮을수록 부착시간이 느렸고, 수온이 높아질수록 부착시간이 점차 빨라지는 경향을 보였다 (Fig. 4, Table 2).
- 염도 30 psu, 수온 12°C에서 부착률이 급격히 증가하였으며, 수온 26°C에서 급격하게 감소하였다 (Fig. 3).
- 염도 30 psu에서는 수온 12~24°C 범위에서 다른 수온보다 높은 부화율을 보였으며, 저온 (6~14°C)과 고온 (24~26°C) 조건 시, 염도 간에 부화율의 차이가 나타나는 것으로 보아 염도에 관계없이 거친대추멍게는 16~22°C가부화율에 최적인 수온 범위로서 생각되며, 각 염도 조건에서의 발육률을 고려하면 20~22°C의 최적 발육 수온 (optimal developmental threshold water temperautre) 범위를 가지는 것으로 추정된다.
- 2와 Table 3에서 나타내었다. 염도 30과 34 psu 조건 모두 수온이 높아짐에 따라 발육률이 증가되는 경향을 보였으나, 염도 30 psu에서는 저온과 고온 범위에서 서서히 감소되는 경향을 보인 반면, 염도 34 psu에서는 급격히 감소되는 경향을 보였다 (Fig. 2). 회귀분석에 의한 저온 발육임계수온 (low developmental threshold water temperature)은 염도 30 psu 에서 약 1.
- 염도 34 psu의경우, 수온 8, 10°C에서 상대적으로 낮은 발육률을 보였으며, 수온 16, 18, 20, 22, 24, 26°C에서 상대적으로 높은 발육 률을 보였다 (F 9,502=20.20, p<0.05) (Fig. 2B).
- 회귀분석에 의한 저온 발육임계수온 (low developmental threshold water temperature)은 염도 30 psu 에서 약 1.5°C (Y=0.0022X - 0.0033)와 염도 34 psu에서 약 1.8°C (Y=0.0025X - 0.0045)로 추정되었다.
후속연구
- 본 연구에서는 실험 염도 조건이 부족하여 거친대추멍게의 최적 염도 조건을 추정하는 것은 불가능하였다. 그러나 국내 서식종인 붉은멍게 (H.aurantium), 우렁쉥이 (H. roretzi) 등과 비교하여 볼 때 보다 높은 수온 조건과 낮은 염도 조건에서 거친대추멍게의 생존 (발육률, 부착률 등) 가능성이 높은 것으로 추정되며, 앞으로 기후 변화로 인한 국내 연안의 해수 온도 상승으로 인하여 양식산업 등에서 거친대추멍게의 확산 및 대발생으로 경제적 피해가 증가할 수 있을 것으로 생각된다. 따라서 본 연구는 국내 양식장에서의 거친대추멍게에 의한 경제적 피해가 증가하고 있는 시점에서 이의 확산을 방지하고 방제 효율을 증가시키는데 필요한 생태적 자료를 확보하고자 실시되었으며, 거친대추멍게의 분포 및 발생 시기를 예측하고 확산 방지 및 방제 방안을 구축하는 데 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
- 결과적으로 거친대추멍게의 최적 발육 및 생존 수온은 염도 조건에 관계없이 20~22°C 범위를 보였다. 본 연구 결과는 국내 양식장에서의 거친대추멍게에 의한 경제적 피해가 증가하고 있는 시점에서 거친대추멍게의 분포 및 발생 시기를 예측하고 확산 방지 및 방제 방안을 구축하는 데 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
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