[논문]한국 미기록종 Navicula spartinetensis (Bacillariophyceae)의 분류 및 분포

김혜숙; 김종성; 박진순

doi:10.7850/jkso.2020.25.4.097

한국 미기록종 Navicula spartinetensis (Bacillariophyceae)의 분류 및 분포
First Report of Navicula spartinetensis (Bacillariophyceae) from Korean Tidal Flats Along with Its Distribution in Northeast Asia 원문보기

바다 : 한국해양학회지 = The sea : the journal of the Korean society of oceanography, v.25 no.4, 2020년, pp.97 - 105

김혜숙 (한국해양대학교 해양환경학과 및 해양과학기술전문대학원 해양과학기술융합과) , 김종성 (서울대학교 자연과학대학 지구환경과학부 및 해양연구소) , 박진순 (한국해양대학교 해양환경학과 및 해양과학기술전문대학원 해양과학기술융합과)

초록
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Navicula는 갯벌 규조류 군집의 가장 중요한 속 중의 하나로서, 매우 높은 종 다양성을 보인다. 본 연구에서는 Navicula spartinetensis가 국내를 포함하여 황해지역에 서식함을 최초로 밝혔으며, 또한 광학 및 전자현미경하에서 관찰하여 그 형태적 특징을 기재하였다. 시료 채집은 한국 정점의 경우 2006년 10월에 2곳, 2007년 7월에 1곳, 2018년 7월에 1곳으로 총 4곳에서 채집하였고, 중국 정점의 경우 2018년 6월에서 7월까지 총 7곳에서 채집하였다. N. spartinetensis는 1975년에 Sullvian & Reimer가 최초로 기재한 종으로서, 본 연구에서 관찰된 개체들 역시 원전의 기재와 일치하는 형태적 특징을 보이고 있다. 개각면이 좁은 피침형이며, 길이는 19.3-29.3 ㎛, 너비는 4-6 ㎛, 10 ㎛ 당 점무늬열은 13-15개이고, 등줄 끝은 같은 방향으로 굽어 있다. N. spartinetensis는 기존에 유럽과 남아메리카에 분포하는 것으로 알려져 있었는데, 본 연구를 통해 그 분포가 한국을 포함한 동북아시아 지역으로도 확장되었다. 결론적으로 한국 저서 규조류의 다양성은 여전히 저평가되고 있으며, 보다 집중적인 분류학적 연구 수행이 요구된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The genus Navicula, with its notably high species diversity, is one of the most important genera of the diatom assemblages of the tidal flats. In the present study, Navicula spartinetensis was firstly observed from Yellow Sea including both of Korean and Chinese tidal flats. Morphological description was also made based on the LM and SEM observation. Samples were collected from four locations in Korea, two in October 2006, one in July 2007, and one in July 2018, and seven location in China from June to July 2018. N. spartinetensis was firstly described by Sullvian & Reimer in 1975; Cells are lanceolate with narrow valve faces, 20-30 ㎛ long, 5-6 ㎛ wide, and the density of striae is 12-13 in 10 ㎛, and the terminal raphe ending curved in the same direction. N. spartinetensis has been previously reported from Europe and South America, and the present study has expanded its distribution to the Northeast Asia. In conclusion, the diversity of Korean marine benthic diatoms is still underestimated thus extensive further study of diatom taxonomy is needed.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. Sampling sites in the Yellow sea
그림 Fig. 1. LM photos of the Navicula spartinetensis from Yellow sea. (a-b) CH-DD. (c) CH-DL. (d-e) KO-BO. scale bar, 10 ㎛.
그림 Fig. 2. Scanning electron microscopic views of Navicula spartinetensis from Yellow sea. (a), (c) External valve face with elongate areolae. Slightly elevated raphe sternum, terminal raphe endings hooked to the same direction. (b) Central raphe endings simple. (d) Terminal raphe ending.
그림 Fig. 3. Biogeographic distribution of Navicula spartinetensis in Northeast Asia.
표 Table 2. Previous reports of the "Navicula flanatica" from the Northeast Asia with their suggested re-identification

AI 본문요약
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문제 정의

spartinetensis는 이전 연구에서 한국, 중국과 일본에서 보고된 적이 없었으며, 따라서 본 연구를 통해 한국뿐만 아니라 동북아시아에도 최초로 보고되는 바임을 확인하였다. 그리고 추가적으로 N. spartinetensis가 오동정되었을 확률이 높은 N. flanatica의 동북아시아 출현 기록도 함께 검토하였다.
그 결과 기존에 흔히 Navicula flanatica (Grunow, 1860)로 동정되어 왔던 종의 특징이 해당 종의 원전과 일치하지 않으며, 오히려 개각의 크기 및 점무늬열의 형태와 밀도에 있어 Navicula spartinetensis(Sullivan and Reimer, 1975)와 잘 일치함을 발견하였다. 따라서 미기록종으로서 해당 종의 형태적 특징을 자세히 기재하여 보고하고자 하며, 더불어 동북아시아에서의 Navicula spartinetensis 분포에 대한 정보를 제시하고자 한다.
또한 기존의 Navicula 연구 문헌을 살펴 본 결과, 황해 지역에서 Navicula flanatica로 동정되어 보고된 종의 특징은 개각의 크기 및 점무늬열의 형태와 밀도에 있어 Navicula spartinetensis와 잘 일치하였다. 따라서 본 연구는 Navicula spartinetensis의 국내 출현을 보고하는 최초의 연구이다.
더불어 여전히 많은 지역에서의 규조류 식물상 연구가 부족하다는 것을 의미하기도 한다. 본 연구에서는 N. spartinetensis의 한국에서 분포뿐만 아니라, 더 나아가 동북아시아에서의 분포를 검토하기 위해서 한국, 중국, 그리고 일본에서 기존에 연구한 규조류 문헌을 조사하였다. N.
본 연구에서는 Navicula 속의 분류학적 연구를 위해 황해 11개 정점에서 갯벌 퇴적물을 채집하여 출현 규조류 종들을 관찰하였다. 광학현미경 및 전자현미경 관찰에 기반하여 상세한 관찰을 수행하였으며, 외형적 유사성뿐 아니라 미세구조의 특징 역시 엄밀하게 고려하여 동정을 수행하였다.
그러나 기존에 보고된 종들에 대한 분류학적 재검토는 거의 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 국내에서 흔히 N. flanatica로 동정되었던 종에 대한 분류학적 재검토를 수행하였다. 광학현미경 및 전자현미경 관찰 결과 해당 종의 정확한 동정이 N.
(2016)은 기존에 한국 연안에서 Navicula scopulorum으로 보고되고 있던 종이 실제로는 Climaconeis속의 신종임을 밝혀 새로이 기재한 바 있다. 이에 대해서 저자는 유럽과 미국에서의 규조류 연구 결과를 무비판적으로 수용한 데 그 원인을 두고 있다. 규조류 연구의 역사가 깊고 활발한 외국의 경우에도 기존에 Navicula로 분류되던 종들에 기반하여 2000년 이후에 여러 새로운 속이 정립된 바 있기도 하다.

제안 방법

5cm 긁어서 채집하였으며, 코니컬 튜브에 담아 현장에서 해수와 포르말린을 섞어 고정하였다. 고정된 시료는 실험실로 가져온 후 현미경 관찰을 위한 전처리 과정을 진행하였다.
본 연구에서는 Navicula 속의 분류학적 연구를 위해 황해 11개 정점에서 갯벌 퇴적물을 채집하여 출현 규조류 종들을 관찰하였다. 광학현미경 및 전자현미경 관찰에 기반하여 상세한 관찰을 수행하였으며, 외형적 유사성뿐 아니라 미세구조의 특징 역시 엄밀하게 고려하여 동정을 수행하였다. 그 결과 기존에 흔히 Navicula flanatica (Grunow, 1860)로 동정되어 왔던 종의 특징이 해당 종의 원전과 일치하지 않으며, 오히려 개각의 크기 및 점무늬열의 형태와 밀도에 있어 Navicula spartinetensis(Sullivan and Reimer, 1975)와 잘 일치함을 발견하였다.
규조류의 관찰 및 사진촬영을 위해서는 디지털 카메라(OLYMPUS Tech X Cam Ⅲ, ZEISS Axiocam 305 color)가 부착된 광학 현미경(Olympus BX53, x100 대물렌즈)을 사용하였다. 또한 광학 현미경에서 관찰이 어려운 규조류의 미세구조 관찰 및 촬영을 위해서는 전계방사형 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope; Tescan, MIR-3)을 사용하였다.
규조류의 관찰 및 사진촬영을 위해서는 디지털 카메라(OLYMPUS Tech X Cam Ⅲ, ZEISS Axiocam 305 color)가 부착된 광학 현미경(Olympus BX53, x100 대물렌즈)을 사용하였다. 또한 광학 현미경에서 관찰이 어려운 규조류의 미세구조 관찰 및 촬영을 위해서는 전계방사형 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope; Tescan, MIR-3)을 사용하였다. 마지막으로 촬영한 규조류 사진의 도판 편집에는 Adobe Photoshop elements 10 프로그램이 이용되었다.
채집한 퇴적물 시료의 전처리는 Park(2011)의 방법에 따라 처리하였다. 먼저, 순차적인 초음파 처리를 통해 퇴적물로부터 규조류를 분리하였다. 분리된 규조류 시료는 염산(HCl)과 과산화수소(H₂O₂)를 이용해 유기물과 실트 입자를 제거하였다.
위의 관찰내용을 바탕으로 우리 연구의 출현 종과 N. flanatica의 원 기재 내용을 비교하였다.
분리된 규조류 시료는 염산(HCl)과 과산화수소(H₂O₂)를 이용해 유기물과 실트 입자를 제거하였다. 유기물 제거가 끝난 규조류 시료와 Naphrax 레진을 사용해 영구 프레파라트를 제작하여 광학현미경 관찰에 사용하였고, 시료의 일부는 스터브(stub)에 얹어 잘 건조시킨 후 백금코팅하여 주사전자현미경 관찰에 사용하였다.
중국에서는 2018년 6월과 7월 사이에 랴오둥반도에서 2곳, 보하이만에서 1곳, 산둥반도에서 4곳으로 총 7곳에서 표층퇴적물을 채집하였다. 퇴적물 시료는 조수가 저 수위일 때 스파툴라로 퇴적물의 표층을 0-0.5cm 긁어서 채집하였으며, 코니컬 튜브에 담아 현장에서 해수와 포르말린을 섞어 고정하였다. 고정된 시료는 실험실로 가져온 후 현미경 관찰을 위한 전처리 과정을 진행하였다.

대상 데이터

또한 중국에서는 황하강과 양자강이, 한반도에서 한강, 영산강과 금강 같은 하천에서 퇴적물이 유입되어, 연안에서는 점토가 우세한 조간대가 분포한다(Choi, 1991; Oh and Kum, 2001). 규조류 관찰을 위한 표층 퇴적물 시료는 황해의 해안선을 따라 한국과 중국의 여러 갯벌에서 각각 채집하였다(Table 1). 한국에서는 2006년 10월 강화도에서 2곳, 2007년 7월 서산에서 1곳, 2018년 7월 부안에서 1곳으로 총 4곳에서 채집하였다.
먼저, 순차적인 초음파 처리를 통해 퇴적물로부터 규조류를 분리하였다. 분리된 규조류 시료는 염산(HCl)과 과산화수소(H₂O₂)를 이용해 유기물과 실트 입자를 제거하였다. 유기물 제거가 끝난 규조류 시료와 Naphrax 레진을 사용해 영구 프레파라트를 제작하여 광학현미경 관찰에 사용하였고, 시료의 일부는 스터브(stub)에 얹어 잘 건조시킨 후 백금코팅하여 주사전자현미경 관찰에 사용하였다.
한국에서는 2006년 10월 강화도에서 2곳, 2007년 7월 서산에서 1곳, 2018년 7월 부안에서 1곳으로 총 4곳에서 채집하였다. 중국에서는 2018년 6월과 7월 사이에 랴오둥반도에서 2곳, 보하이만에서 1곳, 산둥반도에서 4곳으로 총 7곳에서 표층퇴적물을 채집하였다. 퇴적물 시료는 조수가 저 수위일 때 스파툴라로 퇴적물의 표층을 0-0.
규조류 관찰을 위한 표층 퇴적물 시료는 황해의 해안선을 따라 한국과 중국의 여러 갯벌에서 각각 채집하였다(Table 1). 한국에서는 2006년 10월 강화도에서 2곳, 2007년 7월 서산에서 1곳, 2018년 7월 부안에서 1곳으로 총 4곳에서 채집하였다. 중국에서는 2018년 6월과 7월 사이에 랴오둥반도에서 2곳, 보하이만에서 1곳, 산둥반도에서 4곳으로 총 7곳에서 표층퇴적물을 채집하였다.

이론/모형

채집한 퇴적물 시료의 전처리는 Park(2011)의 방법에 따라 처리하였다. 먼저, 순차적인 초음파 처리를 통해 퇴적물로부터 규조류를 분리하였다.

성능/효과

점무늬열의 밀도는 같은 속의 여러 유사한 종들을 나누는 중요한 형태적 특징 중 하나이다. N. flanatica는 점무늬열의 밀도가 10 ㎛에 11-13개인데 비해, N. spartinetensis의 점무늬열 밀도는 10 ㎛당 13-15개를 보였다. 또한 N.
spartinetensis의 한국에서 분포뿐만 아니라, 더 나아가 동북아시아에서의 분포를 검토하기 위해서 한국, 중국, 그리고 일본에서 기존에 연구한 규조류 문헌을 조사하였다. N. spartinetensis는 이전 연구에서 한국, 중국과 일본에서 보고된 적이 없었으며, 따라서 본 연구를 통해 한국뿐만 아니라 동북아시아에도 최초로 보고되는 바임을 확인하였다. 그리고 추가적으로 N.
점무늬열 배열에서도 두 종의 차이는 분명하였다. N. spartinetensis의 경우 점무늬열 배열은 중앙영역에서 방사형이며 양 끝 쪽에서는 수렴하는 형태라면, N. flanatica는 전 개각면에 걸쳐서 약한 방사형인 것으로 관찰되었다. 마지막으로 관찰된 뚜렷한 차이점으로서 N.
flanatica로 동정되었던 종에 대한 분류학적 재검토를 수행하였다. 광학현미경 및 전자현미경 관찰 결과 해당 종의 정확한 동정이 N. spartinetensis임을 밝혔는데, 해당 종의 출현 기록은 국내뿐 아니라 동북아시아에서도 최초이다. 이번 연구를 통해서 유럽과 미국의 연구 결과에 의지하였던 과거의 규조류 동정에 오류가 있음이 확인되었으며, 향후 분류학적 재검토가 반드시 이루어져야 할 것이다.
광학현미경 및 전자현미경 관찰에 기반하여 상세한 관찰을 수행하였으며, 외형적 유사성뿐 아니라 미세구조의 특징 역시 엄밀하게 고려하여 동정을 수행하였다. 그 결과 기존에 흔히 Navicula flanatica (Grunow, 1860)로 동정되어 왔던 종의 특징이 해당 종의 원전과 일치하지 않으며, 오히려 개각의 크기 및 점무늬열의 형태와 밀도에 있어 Navicula spartinetensis(Sullivan and Reimer, 1975)와 잘 일치함을 발견하였다. 따라서 미기록종으로서 해당 종의 형태적 특징을 자세히 기재하여 보고하고자 하며, 더불어 동북아시아에서의 Navicula spartinetensis 분포에 대한 정보를 제시하고자 한다.
flanatica의 출현 기록이 있었다. 낙동강 하구와 새만금에서 보고된 종의 기재와 도판을 살펴 본 바로는 두 기록 모두 N. spartinetensis의 오동정이었다(Table 2). 인천 연안과 금강에서의 출현 기록에 있어서는 도판 및 기재가 없었으므로 해당 종의 정확한 실체를 확신할 수 없다.
spartinetensis의 점무늬열 밀도는 10 ㎛당 13-15개를 보였다. 또한 N. spartinetensis 개각의 길이는 19.3-29.3 ㎛로, 45 ㎛인 N. flanatica보다 뚜렷하게 더 작은 개체 크기를 가졌다. 점무늬열 배열에서도 두 종의 차이는 분명하였다.
본 연구에서 11개 정점 모두에서 동일한 종이 출현하였으나, 원전에 기재된 Navicula flanatica의 원래 형태적 특징과는 일치하지 않음을 확인하였다. 또한 기존의 Navicula 연구 문헌을 살펴 본 결과, 황해 지역에서 Navicula flanatica로 동정되어 보고된 종의 특징은 개각의 크기 및 점무늬열의 형태와 밀도에 있어 Navicula spartinetensis와 잘 일치하였다. 따라서 본 연구는 Navicula spartinetensis의 국내 출현을 보고하는 최초의 연구이다.
Navicula flanatica는 한국 갯벌에서 흔히 보고되어 왔던 종으로서, 조(1989) 및 Park(2011) 연구 등에 도판이 제시된 바 있다. 본 연구에서 11개 정점 모두에서 동일한 종이 출현하였으나, 원전에 기재된 Navicula flanatica의 원래 형태적 특징과는 일치하지 않음을 확인하였다. 또한 기존의 Navicula 연구 문헌을 살펴 본 결과, 황해 지역에서 Navicula flanatica로 동정되어 보고된 종의 특징은 개각의 크기 및 점무늬열의 형태와 밀도에 있어 Navicula spartinetensis와 잘 일치하였다.
본 연구에서 출현한 Navicula spartinetensis의 형태적 특징과 N. flanatica의 원전에 기재된 형태적 특징을 비교하였을 때, 가장 뚜렷한 형태적 차이는 점무늬열 밀도이다. 점무늬열의 밀도는 같은 속의 여러 유사한 종들을 나누는 중요한 형태적 특징 중 하나이다.

후속연구

spartinetensis임을 밝혔는데, 해당 종의 출현 기록은 국내뿐 아니라 동북아시아에서도 최초이다. 이번 연구를 통해서 유럽과 미국의 연구 결과에 의지하였던 과거의 규조류 동정에 오류가 있음이 확인되었으며, 향후 분류학적 재검토가 반드시 이루어져야 할 것이다.

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Yool, A. and T. Tyrrell, 2003. Role of diatoms in regulating the ocean's silicon cycle. Global Biogeochemical Cycles, 17: 1103.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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