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문제 정의
- 본 연구는 납자루아과 어류 네 개의 집단 내촌천(HN), 덕치천(HD), 골지천(JG) 및 조양강(JJ)을 대상으로 숙주조개를 이용하는 납자루아과 어류에 대한 산란양상을 조사하였다. 집단 간 숙주조개의 크기에 따른 산란선호도가 유사하게 나타났으며, 즉 네 집단 모두 각장의 크기가 큰 작은말 조개를 산란을 위한 숙주조개로 선호하는 양상을 보였다.
- 본 연구에서는 납자루아과 어류의 서식지인 강원도 홍천군 내촌천(HN), 덕치천(HD)과 정선군 골지천(JG) 및 조양강(JJ)을 대상으로 숙주조개인 작은말조개(Unio douglasiae sinuolatus)를 채집하였고, 기 개발된 RFLP 분자마커를 이용하여 숙주조개 속 난 및 치어에 대한 정확한 종 동정을 수행하고 그 결과를 기반으로 납자루아과 어류의 숙주조개에 대한 종간경쟁의 가능성을 확인하고, 같은 서식처에서 동일한 자원인 작은말조개를 공유하는 납자루아과 어류 3종의 크기에 대한 선호도, 산란양의 차이 등 숙주조개에 대한 산란양상을 보다 정확히 규명하여 향후 이들 자연개체군의 효과적인 유지, 관리 및 보전 방법 개발에 활용할 수 있는 과학적 기초 데이터를 제공하고자 한다.
제안 방법
- 숙주조개의 종 동정은 채집된 숙주조개의 각각의 집단 간 크기와 모양의 차이가 있는 조개 10개체(HN: N=2; HD:3; JG: 2; JJ: 3)를 무작위로 선정하여 유전자 분석을 통해 수행하였다. Genomic DNA 추출은 채집한 숙주조개 속 조직 일부(~ 2mm)를 절단하여 G-spin Total DNA Extraction Kit (INTRON Biotechnology, Korea)를 이용하여 추출하였으며, 추출된 DNA는 fluorometer (Invitrogen, USA)를 이용하여 농도를 확인 후 실험에 이용하였다. 미토콘드리아 DNA의 COI유전자를 대상으로 PCR (polymerase chain reaction)을 통해 유전자 증폭 실험을 수행하였으며, 기존 연구에서 무척추동물을 대상으로 개발된 primers를 이용하였다(Folmer et al.
- Figure 2. Methods used for estimating shell height, length and width of mussels, U. douglasiae sinuolatus in this study (1; shell height, 2; shell length, 3; shell width).
- 따라서, 3종의 산란시기가 겹치는 5월(2015-2018년)에 시료채집을 실시하였다. 덕치천 (HD)과 골지천(JG)의 경우 3회 시료채집을 수행하였으나, 조양강(JJ) 및 내촌천(HN)은 각각 2회와 1회 조사를 수행하였고 연구대상 지역의 조사 시기는 다음과 같다.
- 본 조사지점은 환경부에서 수행한 제3차 전국자연환경조사(덕치천 유역, 내촌천 하류유역, 정선) 결과를 참고하였고, 연구대상종인 납자루아과 어류가 다수 서식한다고 알려져 있다. 문헌조사와 현지조사 결과를 병행하여 납자루아과 어류 1종 서식이 확인된 상류(HN, JG)와 2종 이상 서식이 확인된 하류(HD, JJ)로 각각 동일한 수계에 합류되는 하천의 상류, 하류로 두 지점씩 총 네 개의 지점을 선정하였다.
- 미토콘드리아 DNA의 COI과 Cyt b (cytochrome b) 유전자를 대상으로 PCR을 통해 유전자 증폭 실험을 수행하였으며, 기존 연구에서 어류를 대상으로 개발된 primers를 이용하였다(Ivanova et al., 2007; Chang et al., 2014).
- Genomic DNA 추출은 채집한 숙주조개 속 조직 일부(~ 2mm)를 절단하여 G-spin Total DNA Extraction Kit (INTRON Biotechnology, Korea)를 이용하여 추출하였으며, 추출된 DNA는 fluorometer (Invitrogen, USA)를 이용하여 농도를 확인 후 실험에 이용하였다. 미토콘드리아 DNA의 COI유전자를 대상으로 PCR (polymerase chain reaction)을 통해 유전자 증폭 실험을 수행하였으며, 기존 연구에서 무척추동물을 대상으로 개발된 primers를 이용하였다(Folmer et al., 1994).
- 숙주조개 속 납자루아과 어류의 난 및 치어의 종 동정을 위한 genomic DNA의 추출은 채집한 숙주조개 속 난 및 치어 조직의 일부(~ 2mm)를 절단하여 G-spin Total DNA Extraction Kit (INTRON Biotechnology)를 이용하여 추출하였으며, 추출된 DNA는 fluorometer (Invitrogen)를 이용하여 농도를 확인 후 실험에 이용하였다.
- 숙주조개의 종 동정은 채집된 숙주조개의 각각의 집단 간 크기와 모양의 차이가 있는 조개 10개체(HN: N=2; HD:3; JG: 2; JJ: 3)를 무작위로 선정하여 유전자 분석을 통해 수행하였다. Genomic DNA 추출은 채집한 숙주조개 속 조직 일부(~ 2mm)를 절단하여 G-spin Total DNA Extraction Kit (INTRON Biotechnology, Korea)를 이용하여 추출하였으며, 추출된 DNA는 fluorometer (Invitrogen, USA)를 이용하여 농도를 확인 후 실험에 이용하였다.
- 숙주조개의 채집은 현장에서 주로 손으로 수행하였으며, 각 지역 숙주조개의 서식밀도를 알아보기 위하여 납자루아과 어류의 서식밀도가 높은 하천의 수변부를 대상으로 2m 간격으로 각각 7회씩 방형구조사(1×1 m)를 수행하였다.
- 채집된 숙주조개는 각각 1개체씩 falcon tube (50 ml)에 넣어 99% 에틸알코올에 고정 후 실험실로 운반하였다. 실험실로 운반된 숙주조개는 납자루아과 어류의 산란선호도를 알아보기 위해 digimatic caliper (0-150 mm; Mitutoyo, Japan)를 이용하여 숙주조개의 각장(shell length), 각고(shell height) 및 각폭(shell width)을 0.01 mm까지 측정하였고 (Figure 2), 아가미 속 난 및 치어를 추출하여 99% 에틸알코올이 들어있는 micro-centrifuge E-tube (1.5 ml)에 넣어 보관하였다.
- 채집된 어류는 현장에서 동정 및 사진촬영 후 즉시 방류하였다. 연구대상 지역 어류 군집 조사를 통하여 숙주조개를 이용하는 어류 종 및 상대수도(relative abundance)를 파악하였다.
- 연구대상 지역의 물리 화학적 환경특성을 조사하기 위해 2018년 5월(HD; 12일, HN; 13일, JG; 26일, JJ; 26일) 조사시 각 서식처의 하폭, 수폭, 하상구조, 수온, DO (용존산소량), pH (수소이온농도) 및 BOD (생물학적 산소요구량) 등을 조사하였으며, 하상구조물의 계측 및 분류는 Cummins (1962)의 방법을 적용하여 Boulder, Cobble, Pebble, Gravel, Silt/Sand의 5단계로 구분하여 상대적인 구성 비율을 측정하였고, 화학적 환경요인은 YSI Pro Plus (Van Walt Ltd, England)를 이용하여 측정하였다.
- , 2014). 이러한 연구에서 숙주조개 속 난의 동정은 패트리디쉬에 직접 발생과정을 현미경으로 관찰하여 수행하였고, 최근에도 국내의 납자루아과 어류의 난에 대한 분류는 난의 유형, 크기, 발생과정을 직접 관찰을 통하여 조사하였다(Park et al., 2018). 납자루아과 어류의 난은 같은 종의 경우에도 숙주조개의 크기와 산란시기에 따라 길이와 모양이 달라진다고 보고된바 있다(Kitamura, 2006, 2007; Kitamura et al.
- 종 간 산란숙주조개로 선호하는 크기의 차이유무를 검증 하기 위해 숙주조개의 아가미 속 난 및 치어가 확인된 조개(PEF)의 평균 각장크기를 종 간 비교 분석하였다. 그 결과 각시붕어의 난 및 치어가 확인된 작은말조개의 평균 각장크기는 각장 37.
- 문헌조사 시 확인된 법정보호종 묵납자루의 채집은 원주지방환경청의 포획허가(2015-17, 2017-10, 2018-6)를 취득한 후 조사를 진행하였으며, 어류의 동정은 기존에 발표된 검색표(Kim, 1997; Kim and Park, 2002)의 분류 체계에 따라 동정하였다. 채집된 어류는 현장에서 동정 및 사진촬영 후 즉시 방류하였다. 연구대상 지역 어류 군집 조사를 통하여 숙주조개를 이용하는 어류 종 및 상대수도(relative abundance)를 파악하였다.
대상 데이터
- Figure 3. Fish community structure and relative abundance of collected fishes at four study sites (Naechoncheon; HN, Deokchicheon; HD, Goljicheon; JG and Joyanggang; JJ) during May of a 2015-2018 year. Horizontal bars highlighted in grey indicate Acheilognathinae fishes.
- The study sites included Hongcheon (Naechoncheon; HN 37˚48'04.56"N 128˚05'22.52"E and Deokchicheon; HD 37˚41'52.98"N 127˚55'41.72"E) from the North Han River basin and Jeongseon (Goljicheon; JG 37˚28'22.78"N 128˚43'46.83"E and Joyanggang; JJ 37˚22'03.52"N 128˚37'17.64"E) from the South Han River.
- 종 간 숙주조개 당 산란양의 차이를 조사하기 위해 납자루아과 어류 2종 이상이 확인된 하천(HD, JJ)을 대상으로 분석을 실시하였으나, 묵납자루와 줄납자루 2종이 확인된 조양강(JJ) 집단에서 난 및 치어가 확인된 조개의 수가 15개체 중 묵납자루의 난 및 치어가 확인된 조개가 13개체, 줄납자루의 난 및 치어가 확인된 조개가 2개체로 한 종으로 편향되게 관찰되어 통계분석을 수행하지 않았다. 따라서, 각시 붕어, 묵납자루 및 줄납자루 3종이 동서하는 덕치천(HD) 집단을 대상으로만 통계분석을 수행하였다.
- 본 연구 대상지의 경우 납자루아과 어류가 서식처로 선호하는 하천의 수변부를 대상으로 조개를 조사한 결과 작은말 조개와 함께 재첩과(Corbiculidae)의 패류가 확인되었으며, 납자루아과의 어류가 재첩을 숙주조개로 이용하지 않는다고 알려져 있어(Song and Kwon, 1994), 납자루아과 어류가 산란숙주조개로 이용한다고 알려진 작은말조개만을 산란 양상 파악에 이용하였다. 하지만 하천의 수심이 깊은 곳에 작은말조개 이외에 다른 숙주조개 종이 서식할 가능성을 완전히 배재할 수는 없을 것으로 판단되기 때문에 추가 연구를 통하여 연구 서식지의 다른 숙주조개 종의 분포 유무를 확인할 필요가 있다.
- 연구대상 지역인 내촌천(Hongcheon Naechoncheon; HN), 덕치천(Hongcheon Deokchicheon; HD)은 한강대권역, 한강수계, 북한강, 홍천강 본류로 유입되는 지류이며, 골지천(Jeongseon Goljicheon; JG)과 조양강(Jeongseon Joyanggang; JJ)은 한강대권역, 한강수계, 남한강, 동강 본류로 유입되는 지류이다(Figure 1). 본 조사지점은 환경부에서 수행한 제3차 전국자연환경조사(덕치천 유역, 내촌천 하류유역, 정선) 결과를 참고하였고, 연구대상종인 납자루아과 어류가 다수 서식한다고 알려져 있다. 문헌조사와 현지조사 결과를 병행하여 납자루아과 어류 1종 서식이 확인된 상류(HN, JG)와 2종 이상 서식이 확인된 하류(HD, JJ)로 각각 동일한 수계에 합류되는 하천의 상류, 하류로 두 지점씩 총 네 개의 지점을 선정하였다.
- 어류의 채집은 투망(망목 7×7 mm)과 족대(망목 5×5 mm)를 이용하였다.
- 연구대상 지역인 내촌천(Hongcheon Naechoncheon; HN), 덕치천(Hongcheon Deokchicheon; HD)은 한강대권역, 한강수계, 북한강, 홍천강 본류로 유입되는 지류이며, 골지천(Jeongseon Goljicheon; JG)과 조양강(Jeongseon Joyanggang; JJ)은 한강대권역, 한강수계, 남한강, 동강 본류로 유입되는 지류이다(Figure 1). 본 조사지점은 환경부에서 수행한 제3차 전국자연환경조사(덕치천 유역, 내촌천 하류유역, 정선) 결과를 참고하였고, 연구대상종인 납자루아과 어류가 다수 서식한다고 알려져 있다.
- 종 간 숙주조개 당 산란양의 차이를 조사하기 위해 납자루아과 어류 2종 이상이 확인된 하천(HD, JJ)을 대상으로 분석을 실시하였으나, 묵납자루와 줄납자루 2종이 확인된 조양강(JJ) 집단에서 난 및 치어가 확인된 조개의 수가 15개체 중 묵납자루의 난 및 치어가 확인된 조개가 13개체, 줄납자루의 난 및 치어가 확인된 조개가 2개체로 한 종으로 편향되게 관찰되어 통계분석을 수행하지 않았다. 따라서, 각시 붕어, 묵납자루 및 줄납자루 3종이 동서하는 덕치천(HD) 집단을 대상으로만 통계분석을 수행하였다.
데이터처리
- 각 집단 및 종 간 산란양상을 파악하기 위해 통계분석프로그램인 IBM SPSS Statistics (Ver. 21)을 이용하여 모집단의 정규분포와 등분산 가정 여부를 확인하였고, 모수 또는 비모수 통계 방법으로 데이터 분석을 수행하였다. 집단 간 숙주조개의 서식밀도 차이를 알아보기 위해 하천의 수변부를 대상으로 방형구조사(1×1 m)를 수행한 결과를 이용하여 One-way ANOVA 분석을 수행하였고, 집단 간 pairwise comparisons을 위한 사후검정은 Scheffe test를 이용하였다.
- 각각의 집단 및 종별 숙주조개의 크기에 대한 납자루아과 어류의 산란양의 상관관계 분석을 위해 상관성분석(Pearson’s correlation coefficient)을 수행하였다.
- 집단 간 숙주조개의 서식밀도 차이를 알아보기 위해 하천의 수변부를 대상으로 방형구조사(1×1 m)를 수행한 결과를 이용하여 One-way ANOVA 분석을 수행하였고, 집단 간 pairwise comparisons을 위한 사후검정은 Scheffe test를 이용하였다. 숙주조개의 크기에 따른 납자루아과 산란선호도의 차이를 조사하기 위해 숙주조개의 아가미 속 난 및 치어가 확인된 조개(presence of eggs/fry; PEF)와 확인되지 않은 조개(absence of eggs/fry; AEF)의 두 그룹 간 평균을 비교하는 비모수 통계 방법(Mann-Whitney U test)을 이용하여 분석하였으며, 종 간 숙주조개의 크기에 대한 선호도 및 산란양상을 알아보기 위해 비모수 통계 방법(KruskalWallis test)을 이용하여 분석하였다. 각각의 집단 및 종별 숙주조개의 크기에 대한 납자루아과 어류의 산란양의 상관관계 분석을 위해 상관성분석(Pearson’s correlation coefficient)을 수행하였다.
- 집단 간 숙주조개의 서식밀도 차이를 알아보기 위해 하천의 수변부를 대상으로 방형구조사(1×1 m)를 수행한 결과를 이용하여 One-way ANOVA 분석을 수행하였고, 집단 간 pairwise comparisons을 위한 사후검정은 Scheffe test를 이용하였다.
이론/모형
- 숙주조개 속 난 및 치어에 대한 종 동정은 기존 연구된 RFLP분석을 통해 수행하였으며, 각시붕어, 묵납자루 및 줄납자루 3종을 대상으로 개발된 분자마커를 이용하였다 (Choi and Lee, 2018). 각각의 유전자 PCR 반응조건 및 종판별을 위한 RFLP 실험 및 분석과정의 자세한 내용은 Choi and Lee (2018)을 참조하였다.
- 어류의 채집은 투망(망목 7×7 mm)과 족대(망목 5×5 mm)를 이용하였다. 문헌조사 시 확인된 법정보호종 묵납자루의 채집은 원주지방환경청의 포획허가(2015-17, 2017-10, 2018-6)를 취득한 후 조사를 진행하였으며, 어류의 동정은 기존에 발표된 검색표(Kim, 1997; Kim and Park, 2002)의 분류 체계에 따라 동정하였다. 채집된 어류는 현장에서 동정 및 사진촬영 후 즉시 방류하였다.
- 숙주조개 속 난 및 치어에 대한 종 동정은 기존 연구된 RFLP분석을 통해 수행하였으며, 각시붕어, 묵납자루 및 줄납자루 3종을 대상으로 개발된 분자마커를 이용하였다 (Choi and Lee, 2018). 각각의 유전자 PCR 반응조건 및 종판별을 위한 RFLP 실험 및 분석과정의 자세한 내용은 Choi and Lee (2018)을 참조하였다.
성능/효과
- 33mg/L, 수온 18. 2℃ 하폭 120-125m, 유폭 25-45m, 조양강(JJ)에서 DO 77.6%, pH 8.58, BOD 1.60mg/L, 수온 19.9℃ 하폭 160-170m, 유폭 60-80m로 하류지점인 덕치천(HD)과 조양강(JJ)의 하 폭과 유폭이 상류지점 보다 넓어지는 것을 확인하였다. 하상 구조의 경우 상류지점인 내촌천(HN)과 골지천(JG)에서 하류지점인 덕치천(HD), 조양강(JJ)보다 Boulder와 Cobble의 비율이 높게 나타났고, 하류지점으로 갈수록 Pebble, Gravel, Silt/Sand의 비율이 높은 결과를 나타냈다.
- 3종이 동서하는 덕치천(HD)에서 각 종별 하나의 숙주조개 당 평균 산란양의 양상을 파악한 결과 각시붕어는 묵납자루와 줄납자루 보다 숙주조개 당 6.45~6.81개 더 많은 양의 난을 산란하는 것을 확인하였다. 본 연구에서 확인된 작은말 조개와 동일한 Unio속을 산란숙주조개로 이용할 경우 평균 산란양은 각시붕어 10.
- Table 2. Two different Acheilognathinae fish species spawning on the same mussel individuals (U. douglasiae sinuolatus) at two of four study sites where more than one bitterling fish species co-occurred.
- 각 지점별 숙주조개의 크기에 대한 납자루아과 어류의 산란양의 상관관계 비교분석 결과 내촌천(HN), 덕치천 (HD), 골지천(JG)에서 각장의 크기가 클수록 산란된 난 및 치어의 수가 많은 양의 상관관계(Pearson correlation, r=0.235, r=0.158, r=0.241)를 나타냈으나, 조양강(JJ)에서는 각장의 크기와 산란된 난 및 치어의 수의 양의 상관성이 관찰되지 않았다(r=-0.105). 통계분석을 통한 유의성을 검증한 결과 골지천(JG)의 경우 통계적으로 거의 유의한 수준의 차이를 보였으나(P=0.
- 6%)에서 납자루아과 어류의 난 및 치어가 확인되었고, 총 646개의 난 및 치어를 대상으로 RFLP 분자마커를 이용하여 종 동정을 수행하였다. 각 지점별 어류조사결과 묵납자루 1종이 확인된 내촌천(HN)은 총 136개체의 작은말조개가 채집되었으며, 그 중 11개체에서 납자루아과 어류의 난 및 치어가 확인되었다. 확인된 난 및 치어 29개체의 종 동정결과 모두 묵납자루로 분석되었다(Table 1).
- 각 집단 간 숙주조개의 서식밀도 차이를 알아보기 위해 One-way ANOVA 분석을 수행한 결과, 내촌천(HN)에서 평균 6.57±2.57개, 덕치천(HD)에서 1.29±0.49개, 골지천(JG) 에서 2.57±1.51개, 조양강(JJ)에서 9.00±6.73개로 단위면적당 서식하고 있는 숙주조개의 수가 4개 집단 간 통계적으로 유의하게 차이가 나타났다(One-way ANOVA, P=0.002).
- 각 집단 간 숙주조개의 크기에 따른 납자루아과 산란선호도의 차이를 조사하기 위해 숙주조개의 아가미 속 난 및 치어가 확인된 조개(PEF)와 확인되지 않은 조개(AEF) 의 평균 각장크기를 비교분석한 결과 내촌천(HN)에서 29.85±2.49mm (PEF), 29.36±5.14mm (AEF), 덕치천(HD) 에서 37.01±3.68mm (PEF), 35.03±4.87mm (AEF), 골지천 (JG)에서 38.09±4.20mm (PEF), 35.84±6.66mm (AEF), 조양강(JJ)에서 42.97±5.33mm (PEF), 42.09±6.46mm (AEF)로 모든 지점에서 PEF의 평균 각장 크기가 AEF에 비해 0.49~2.25mm 더 크게 나타났다.
- 확인된 난 및 치어 29개체의 종 동정결과 모두 묵납자루로 분석되었다(Table 1). 각시붕어, 묵납자루 및 줄납자루 3종이 확인된 덕치천(HD)은 총 413개체의 작은말조개가 채집되었으며, 그 중 75개체에서 납자루아과 어류의 난 및 치어가 확인되었다. 확인된 난 및 치어 312개체의 종 동정결과 각시붕어가 16개의 숙주조개에 149개체, 묵납자루가 43개의 숙주조개에 123개체, 줄납자루가 16개의 숙주 조개에 40개체의 순으로 산란된 것을 확인할 수 있었다 (Table 1).
- 같은 서식처에 동서하는 각시붕어, 묵납자루 그리고 줄납자루 3종을 대상으로 각 종 간 숙주조개 크기에 따른 산란선호도를 비교한 결과 3종간 산란숙주조개로 선호하는 크기의 차이는 없는 것으로 나타났으며, 숙주조개의 아가미 속 난 및 치어가 확인된 조개(PEF)와 확인되지 않은 조개 (AEF)의 평균 크기를 종별로 비교했을 때, 묵납자루만 통계적으로 유의한 수준의 차이로 크기가 큰 조개를 선호하였다. 이는 묵납자루가 각시붕어와 줄납자루보다 상대적으로 더 큰 숙주조개를 산란숙주조개로서 선호하는 경향을 알 수 있었으나, 이전 연구결과 줄납자루는 말조개, 각시붕어는 Anodonta속으로 작은말조개 보다 상대적으로 크기가 큰 조개를 산란숙주조개로 선호한다고 보고된 바 있어(Song and Kwon, 1994), 이전 연구와는 다른 결과를 보였다.
- 그 결과 각시붕어의 난 및 치어가 확인된 작은말조개의 평균 각장크기는 각장 37.12±4.15mm, 묵납자루의 난 및 치어가 확인된 작은말조개의 평균 각장크기는 각장 37.07±3.27mm, 줄납자루의 난 및 치어가 확인된 작은말조개의 평균 각장크기는 각장 37.20±4.23mm로 확인되었으며, 3종간 선호하는 숙주 조개 크기의 통계적 차이는 확인할 수 없었다(Kruskal-Wallis test, P=0.998) (Figure 7).
- 납자루아과 어류 3종이 동서하는 덕치천(HD)에서 난 및 치어를 가지고 있는 조개(PEF)와 가지고 있지 않는 조개 (AEF)의 두 그룹 간 각장크기의 차이가 나머지 세 집단보다 통계적으로 유의하게 크게 나타나는 것을 확인하였고, 납자루아과 어류 2종 이상이 동서하는 집단(HD, JJ)의 경우 동일한 조개에 묵납자루와 줄납자루 2종이 산란한 결과를 알 수 있었다. 이러한 결과는 납자루아과 어류가 2종 이상 동서할 때, 동일한 자원인 작은말조개를 자신의 산란숙주로 이용하기 위한 종간경쟁(interspecific competition)의 가능성을 나타낸다.
- 추가적으로, 납자루아과 어류 2종 이상이 동서하는 덕치천(HD)과 조양강(JJ) 2개의 집단에서 동일한 숙주조개에 2종의 납자루아과 어류가 산란한 결과를 확인하였다. 덕치천(HD) 집단에서 2개, 조양강(JJ) 집단에서 2개로 총 4개의 숙주조개에서 2종의 난 및 치어가 확인되었고, 2종은 모두 묵납자루와 줄납자루로 나타났다(Table 2).
- 002). 또한, 집단 간 pairwise comparisons 분석을 위해 사후검정 (post-hoc) 분석 결과, 덕치천(HD)과 조양강(JJ), 골지천(JG) 과 조양강(JJ) 간에서만 통계적으로 유의한 차이를 나타냈으며(Scheffe tests, P=0.007, P=0.030), 나머지 집단 간에는 통계적으로 유의한 결과는 나타나지 않았다.
- 확인된 난 및 치어 312개체의 종 동정결과 각시붕어가 16개의 숙주조개에 149개체, 묵납자루가 43개의 숙주조개에 123개체, 줄납자루가 16개의 숙주 조개에 40개체의 순으로 산란된 것을 확인할 수 있었다 (Table 1). 묵납자루 1종이 확인된 골지천(JG)에서 총 300개체의 작은말조개가 채집되었으며, 그 중 61개체에서 납자루아과 어류의 난 및 치어가 확인되었다. 확인된 난 및 치어 268개체의 종 동정결과 모두 묵납자루로 분석되었다.
- 확인된 난 및 치어 268개체의 종 동정결과 모두 묵납자루로 분석되었다. 묵납자루, 줄납자루 2종이 확인된 조양강(JJ)에서는 총 133개체의 작은말조개가 채집되었으며, 그 중 15개체에서 납자루아과 어류의 난 및 치어가 확인되었다. 확인된 난 및 치어 37개체의 종 동정결과 묵납자루가 13개의 숙주조개에 34개체, 줄납자루가 2개의 숙주조개에 3개체의 순으로 산란된 것을 확인할 수 있었다(Table 1).
- 묵납자루와 줄납자루는 하나의 숙주조개 당 유사한 산란양을 보였으나, 각시붕어는 묵납자루와 줄납자루보다 숙주조개 당 평균 6.45~6.81개 더 많이 산란하는 것을 확인할 수 있었고, 통계적으로 유의한 수준의 차이를 나타내었다(Kruskal-Wallis test, P<0.001) (Figure 9).
- 미토콘드리아 DNA COI (cytochrome oxidase I) 유전자 염기서열(600 bp)을 확보 후 NCBI (national center for biotechnology information)의 GenBank search 분석 결과 모두 작은말조개(U. douglasiae sinuolatus)의 염기서열과 99% 일치하였다. 내촌천을 제외한 나머지 조사지역에서 재첩과(Corbiculidae)의 패류도 같이 관찰되었지만 Song and Kwon (1994)에 의하면 납자루속(genus Acheilognathus)과 납줄개속(genus Rhodeus)의 어류가 재첩을 숙주조개로 이용하지 않는다는 이전 연구결과가 있어 재첩은 납자루아과 어류의 산란숙주조개 대상 종에서 제외하였다.
- 본 연구에서도 기존 연구 결과와 유사하게 각시붕어는 숙주조개 당 9.31±5.94개, 묵납자루는 숙주조개 당 2.86±2.45개, 줄납자루는 숙주조개 당 2.50±1.32개로 확인되었다.
- 121). 숙주조개의 각고와 각폭의 크기 또한 각장크기와 동일하게 모든 종에서 PEF가 AEF에 비해 0.63~0.78mm(각고), 0.59~0.87mm(각폭) 더 큰 결과를 보였다(Figure 6).
- 숙주조개의 크기에 따른 종 간 산란선호도의 차이를 조사하기 위해 숙주조개의 아가미 속 난 및 치어가 확인된 조개(PEF)와 확인되지 않은 조개(AEF)의 평균 각장크기(35.03±4.87mm)를 종 간 비교분석한 결과 각시붕어에서 37.12±4.15mm (PEF), 묵납자루에서 각장 37.07±3.27mm (PEF), 줄납자루에서 각장 37.20±4.23mm (PEF)로 3종 모두 PEF 의 평균각장의 크기가 AEF에 비해 2.04~2.17mm 더 큰 결과를 보였다.
- 연구대상 지역에 서식하는 납자루아과 어류 종의 산란양상을 알아보기 위해 문헌조사와 현지조사를 수행한 결과 각시붕어, 묵납자루, 줄납자루 3종이 관찰되었다. 조사시기의 선정을 위해 3종의 산란시기를 문헌 조사한 결과, 각시붕어 4~5월, 묵납자루 5~6월, 줄납자루 5~8월로 확인되었다(Song, 1994; Baek, 2005; Kim et al.
- 연구대상 지역에서 출현한 어류 군집 조사결과 내촌천 (HN)에서 4과 14종, 덕치천(HD)에서 4과 18종, 골지천(JG) 에서 4과 16종, 조양강(JJ)에서 4과 16종으로 확인되었다. 채집된 어류 중 숙주조개를 이용하는 납자루아과 어류는 내촌천(HN)과 골지천(JG)에서 묵납자루 1종(HN; 18.
- 조사지역의 이･화학적 수환경을 분석한 결과 북한강 수계인 내촌천(HN)에서 DO 87.8%, pH 7.89, BOD 4.02mg/L, 수온 15.8℃, 하폭 50-65m, 유폭 20-45m, 덕치천(HD)에서 DO 50.8%, pH 6.61, BOD 0.78mg/L, 수온 15.6℃ 하폭 45-70m, 유폭 35-50m로 확인되었으며, 남한강 수계인 골지 천(JG)에서 DO 97.3%, pH 9.07, BOD 4.33mg/L, 수온 18. 2℃ 하폭 120-125m, 유폭 25-45m, 조양강(JJ)에서 DO 77.
- 종 간 숙주조개 당 평균산란 난 및 치어의 수를 비교분석한 결과 각시붕어는 16개의 작은말조개에 총 149개로 숙주 조개 당 평균 9.31±5.94개, 묵납자루는 43개의 작은말조개에 총 123개로 숙주조개 당 2.86±2.45개, 줄납자루는 16개의 작은말조개에 40개로 숙주조개 당 2.50±1.32개로 확인되었다.
- 종 별 숙주조개의 크기에 대한 납자루아과 어류의 산란양의 상관관계 비교분석 결과 각시붕어, 묵납자루의 경우 각장의 크기가 클수록 산란된 난 및 치어의 수가 많은 양의 상관관계(r=0.255, r=0.324)를 나타냈으나, 줄납자루는 각장의 크기와 산란된 난 및 치어의 수의 양의 상관성이 확인되지 않았다(r=-0.105). 통계분석을 통한 유의성을 검증한 결과 묵납자루의 경우 통계적으로 유의한 수준의 차이를 보였으나(Pearson correlation, P=0.
- 본 연구는 납자루아과 어류 네 개의 집단 내촌천(HN), 덕치천(HD), 골지천(JG) 및 조양강(JJ)을 대상으로 숙주조개를 이용하는 납자루아과 어류에 대한 산란양상을 조사하였다. 집단 간 숙주조개의 크기에 따른 산란선호도가 유사하게 나타났으며, 즉 네 집단 모두 각장의 크기가 큰 작은말 조개를 산란을 위한 숙주조개로 선호하는 양상을 보였다. 납자루아과 어류 3종의 산란숙주조개 크기 선호도에 대한 이전 연구에서는 묵납자루는 주로 30.
- 연구대상 지역에서 출현한 어류 군집 조사결과 내촌천 (HN)에서 4과 14종, 덕치천(HD)에서 4과 18종, 골지천(JG) 에서 4과 16종, 조양강(JJ)에서 4과 16종으로 확인되었다. 채집된 어류 중 숙주조개를 이용하는 납자루아과 어류는 내촌천(HN)과 골지천(JG)에서 묵납자루 1종(HN; 18.62%, JG; 9.77%), 덕치천(HD)에서 각시붕어(2.76%), 묵납자루 (12.71%) 및 줄납자루(3.87%) 3종, 조양강(JJ)에서 묵납자루(10.42%)와 줄납자루(9.27%) 2종으로 확인되었으며, 숙주조개를 이용하는 다른 속의 어류인 중고기속(genus Sarcocheilichthys)은 관찰되지 않았다(Figure 3).
- 채집된 총 982개의 작은말조개 중 163개(16.6%)에서 납자루아과 어류의 난 및 치어가 확인되었고, 총 646개의 난 및 치어를 대상으로 RFLP 분자마커를 이용하여 종 동정을 수행하였다. 각 지점별 어류조사결과 묵납자루 1종이 확인된 내촌천(HN)은 총 136개체의 작은말조개가 채집되었으며, 그 중 11개체에서 납자루아과 어류의 난 및 치어가 확인되었다.
- 추가적으로, 납자루아과 어류 2종 이상이 동서하는 덕치천(HD)과 조양강(JJ) 2개의 집단에서 동일한 숙주조개에 2종의 납자루아과 어류가 산란한 결과를 확인하였다. 덕치천(HD) 집단에서 2개, 조양강(JJ) 집단에서 2개로 총 4개의 숙주조개에서 2종의 난 및 치어가 확인되었고, 2종은 모두 묵납자루와 줄납자루로 나타났다(Table 2).
- 105). 통계분석을 통한 유의성을 검증한 결과 골지천(JG)의 경우 통계적으로 거의 유의한 수준의 차이를 보였으나(P=0.061), 내촌천(HN)과 덕치천(HD) 및 조양강(JJ)에서는 통계적으로 유의한 결과는 보이지 않았다(P=0.488, P=0.176, P=0.708) (Figure 5).
- 25mm 더 크게 나타났다. 통계분석을 통한 유의성을 검증한 결과 덕치천(HD)에서 가장 통계적으로 유의한 수준의 차이를 보였고(Mann-Whitney U test, P=0.002), 골지천(JG)의 분석결과 통계적으로 거의 유의한 수준의 차이 (marginally significant)를 보였다(P=0.077). 나머지 내촌천 (HN)과 조양강(JJ)의 경우 통계적으로 유의한 수준의 차이는 보이지 않았다(P=0.
- 17mm 더 큰 결과를 보였다. 통계분석을 통한 유의성을 검증한 결과 묵납자루만이 통계적으로 유의한 수준의 차이를 보였고(MannWhitney U test, P=0.009), 나머지 각시붕어와 줄납자루의 경우 통계적으로 유의한 수준의 차이는 보이지 않았다 (P=0.095, P=0.121). 숙주조개의 각고와 각폭의 크기 또한 각장크기와 동일하게 모든 종에서 PEF가 AEF에 비해 0.
- 105). 통계분석을 통한 유의성을 검증한 결과 묵납자루의 경우 통계적으로 유의한 수준의 차이를 보였으나(Pearson correlation, P=0.032), 각시붕어와 줄납자루는 통계적으로 유의한 결과는 나타내지 않았다(P=0.341, P=0.931) (Figure 8).
- 묵납자루 1종이 확인된 골지천(JG)에서 총 300개체의 작은말조개가 채집되었으며, 그 중 61개체에서 납자루아과 어류의 난 및 치어가 확인되었다. 확인된 난 및 치어 268개체의 종 동정결과 모두 묵납자루로 분석되었다. 묵납자루, 줄납자루 2종이 확인된 조양강(JJ)에서는 총 133개체의 작은말조개가 채집되었으며, 그 중 15개체에서 납자루아과 어류의 난 및 치어가 확인되었다.
- 각 지점별 어류조사결과 묵납자루 1종이 확인된 내촌천(HN)은 총 136개체의 작은말조개가 채집되었으며, 그 중 11개체에서 납자루아과 어류의 난 및 치어가 확인되었다. 확인된 난 및 치어 29개체의 종 동정결과 모두 묵납자루로 분석되었다(Table 1). 각시붕어, 묵납자루 및 줄납자루 3종이 확인된 덕치천(HD)은 총 413개체의 작은말조개가 채집되었으며, 그 중 75개체에서 납자루아과 어류의 난 및 치어가 확인되었다.
- 각시붕어, 묵납자루 및 줄납자루 3종이 확인된 덕치천(HD)은 총 413개체의 작은말조개가 채집되었으며, 그 중 75개체에서 납자루아과 어류의 난 및 치어가 확인되었다. 확인된 난 및 치어 312개체의 종 동정결과 각시붕어가 16개의 숙주조개에 149개체, 묵납자루가 43개의 숙주조개에 123개체, 줄납자루가 16개의 숙주 조개에 40개체의 순으로 산란된 것을 확인할 수 있었다 (Table 1). 묵납자루 1종이 확인된 골지천(JG)에서 총 300개체의 작은말조개가 채집되었으며, 그 중 61개체에서 납자루아과 어류의 난 및 치어가 확인되었다.
- 묵납자루, 줄납자루 2종이 확인된 조양강(JJ)에서는 총 133개체의 작은말조개가 채집되었으며, 그 중 15개체에서 납자루아과 어류의 난 및 치어가 확인되었다. 확인된 난 및 치어 37개체의 종 동정결과 묵납자루가 13개의 숙주조개에 34개체, 줄납자루가 2개의 숙주조개에 3개체의 순으로 산란된 것을 확인할 수 있었다(Table 1).
후속연구
- 본 연구에서는 납자루아과 어류 네 개 집단 내촌천(HN), 덕치천(HD), 골지천(JG) 및 조양강(JG)을 대상으로 기존 개발된 RFLP 분자마커를 이용하여 숙주조개 속 난 및 치어에 대한 정확한 종 동정을 수행하였고, 그 결과를 기반으로각 집단 간, 종 간 숙주조개 크기에 대한 산란양상을 보다 정확히 규명하였으며, 숙주조개를 이용하는 납자루아과 어류의 생태적 적응양상을 명확히 파악하고 더 나아가 숙주조개와 납자루아과 어류의 공생(mutualism) 혹은 숙주-기생의 상호관계(host-parasite relationship)를 규명하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.
- 이는 묵납자루가 각시붕어와 줄납자루보다 상대적으로 더 큰 숙주조개를 산란숙주조개로서 선호하는 경향을 알 수 있었으나, 이전 연구결과 줄납자루는 말조개, 각시붕어는 Anodonta속으로 작은말조개 보다 상대적으로 크기가 큰 조개를 산란숙주조개로 선호한다고 보고된 바 있어(Song and Kwon, 1994), 이전 연구와는 다른 결과를 보였다. 이러한 결과는 본 연구대상지에 동서하는 숙주조개가 작은말조개 1종으로 한정되고, 종별로 산란된 숙주조개의 분석시료수 차이(묵납자루; N=43, 각시붕어; N=16, 줄납자루; N=16)가 묵납자루로 편향되어 향후 추가적인 시료 확보를 통한 면밀한 분석이 필요할 것으로 판단된다.
- 0mm 크기의 말조개(Unio douglasiae)를 숙주로 선호한다고 보고된바 있으며, 각시붕어는 선호하는 조개 크기에 대한 이전 연구 결과는 없으나, 크기가 작은 Unio속보다 상대적으로 크기가 큰 조개인 Anodonta속을 산란숙주 조개로 선호한다고 보고된바 있다(Song and Kwon, 1994, Baek and Song, 2005). 이러한 이전 연구결과를 고려 했을때, 납자루아과 어류는 숙주조개의 선택에 따라 자손의 생존율을 높일 수 있기 때문에(Mills and Reynolds, 2002), 크기가 작은 조개 보다 크기가 큰 조개를 산란숙주조개로 선호하는 방향으로의 생활사 전략으로 진화하였을 것으로 추정되나, 향후 추가적인 연구를 통하여 이 가설을 검증하는 것이 필요하다.
- 이러한 결과는 납자루아과 어류가 2종 이상 동서할 때, 동일한 자원인 작은말조개를 자신의 산란숙주로 이용하기 위한 종간경쟁(interspecific competition)의 가능성을 나타낸다. 이전 연구에 따르면 Kitamura (2007)는 납자루아과 어류가 2종 이상 동서할 경우 숙주조개의 크기에 대한 경쟁뿐만 아니라 산란시기, 산란수, 산란관의 길이 등을 달리하여 경쟁을 피하는 방향으로 산란전략을 선택한다는 연구결과도 보고된 바 있으나, 본 연구에서는 숙주조개의 크기만을 변수로 분석을 수행하여 향후 납자루아과 어류의 산란에 관여하는 다른 요인들을 추가적으로 분석하여 본 연구결과를 보완할 필요가 있을 것으로 사료된다.
- 따라서, 납자루아과 어류의 산란양상을 명확히 파악하기 위해서는 숙주조개 속 난의 정확한 동정에 대한 유전학적 방법의 도입이 필요하다고 판단된다. 최근 PCR (polymerase chain reaction) 기반 RFLP (restriction fragment length polymorphism; 제한절편 길이 다형성) 분자기법을 이용하여 납자루아과 어류 3종 각시붕어(Rhodeus uyekii), 묵납자루(Acheilognathus signifer) 및 줄납자루 (Acheilognathus yamatsutae)의 난 및 치어를 대상으로 정확한 동정을 수행한 연구가 진행되었고(Choi and Lee, 2018), 이러한 연구방법을 이용할 경우 납자루아과 어류의 산란양상과 번식생태를 보다 명확히 이해하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 최근 연구에 따르면 숙주조개가 납자루아과 어류의 난을 배출하려하는 난출현상이 보고된 바 있으나(Reichard et al., 2011), 본 연구의 경우 현장조사만을 수행하여 난출현상에 대한 요인은 고려하지 못하였고, 이는 향후 납자루아과 어류의 실내실험을 통한 분석을 추가적으로 수행하여 현장조사의 결과를 보완할 필요가 있을 것으로 사료된다.
- , 2010). 특히, Reichard et al. (2011)은 납자루아과 어류와 숙주조개 간 상호작용을 기존에 알려져 왔던 상리공생(mutualism)에 의한 공진화 (coevolution) 관점에서 숙주-기생의 상호관계(host-parasite relationship)로의 새로운 가설을 제기하였으나 보다 명확한 이해를 위해서는 추후 이 주제에 대한 많은 연구가 요구된다.
- 본 연구 대상지의 경우 납자루아과 어류가 서식처로 선호하는 하천의 수변부를 대상으로 조개를 조사한 결과 작은말 조개와 함께 재첩과(Corbiculidae)의 패류가 확인되었으며, 납자루아과의 어류가 재첩을 숙주조개로 이용하지 않는다고 알려져 있어(Song and Kwon, 1994), 납자루아과 어류가 산란숙주조개로 이용한다고 알려진 작은말조개만을 산란 양상 파악에 이용하였다. 하지만 하천의 수심이 깊은 곳에 작은말조개 이외에 다른 숙주조개 종이 서식할 가능성을 완전히 배재할 수는 없을 것으로 판단되기 때문에 추가 연구를 통하여 연구 서식지의 다른 숙주조개 종의 분포 유무를 확인할 필요가 있다.
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