[논문]춘계 독도 주변해역 야광충의 먹이생물

강정훈

doi:10.7850/jkso.2020.25.4.160

춘계 독도 주변해역 야광충의 먹이생물
Observation of Items Fed by Noctiluca Scintillans around Dokdo in Spring 원문보기

바다 : 한국해양학회지 = The sea : the journal of the Korean society of oceanography, v.25 no.4, 2020년, pp.160 - 172

강정훈 (한국해양과학기술원 위해성분석연구센터)

초록
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2014년 춘계에 독도 주변해역에서 전례없이 높은 개체수를 나타낸 야광충의 섭식특성을 이해하고자 야광충 식포 내 먹이생물의 조성과 출현량을 분석하였다. 출현 야광충 개체수는 4,328~17,791 inds.m^-3이었고, 야광충 식포 내 먹이생물 출현율은 평균 32%(24~50%)이었다. 관찰된 먹이생물의 조성은 분변립, 원생생물, 꽃가루, 규조류, 와편모조류, 요각류, 어란, 그리고 치자어로서 매우 다양하였고, 분변립의 출현율이 가장 높았다(43%). 원생생물(19%)과 꽃가루가 18%를 차지한 반면, 규조류와 와편모조류가 각각 7%와 4%를 나타냈다. 식포 내의 출현율을 근거로 분변립, 원생생물과 꽃가루가 어란, 규조류, 와편모조류 그리고 치자어에 비해 더 선호된 것으로 여겨졌다. 본 연구결과는 연구기간에 독도 주변해역에서 출현한 높은 개체수의 야광충이 기존에 알려진 먹이생물 규조류보다 다른 먹이생물과 관련이 높음을 의미하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

To understand on-site feeding traits of Noctiluca scintillans with unprecedented high abundances around Dokdo in spring, 2014, the composition and abundance of food items in the digestive vacuole of the species were analyzed. Abundances of N. scintillans ranged from 4,328~17,791 inds.m-3 around Dokdo during the study. The incidence of preyed items in the vacuole of N. scintillans ranged by averaged 32% (24~50%) in the surface waters around Dokdo. Diverse preyed items consisted of fecal pellet, protozoans, pollen, diatoms, dinoflagellates, copepods and ichtyoplankton, while fecal pellets were dominantly fed by N. scintillans (43%) and next by protozoans (19%), pollen (18%), diatoms (7%) and dinoflagellates (4%). Fecal pellet, protozoans and pollen were relatively preferred by N. scintillans compared to diatoms, dinoflagellates and ichtyoplankton based on the incidence in the food vacuoles. Present results indicated that high abundance of N. scintillans found around Dokdo was likely associated with non-phytoplankton items rather than previously well-known diatoms as prey during the study.

주제어

표/그림 (8)

그림 Fig. 1. Map showing stations for sampling of Noctiluca scintillans conducted around Dokdo in the East Sea in spring 2014.
그림 Fig. 2. Abundances of Noctiluca scintillans with one or two preyed organisms and without prey in the food vacuoles around Dokdo in the East Sea in spring 2014. Arrows indicates abundances of N. scintillans with two preyed organisms.
표 Table 1. Location for sampling of Noctiluca scintillans and the preyed items in the food vacuole of the species around Dokdo in the East Sea in spring 2014
표 Table 2. The sampling depth, average temperature and salinity around Dokdo in the East Sea in spring 2014
표 Table 3. Abundance of preyed organisms in the food vacuole of Noctiluca scintillans collected in the surface mixed layer around Dokdo in the East Sea in spring 2014
그림 Fig. 3. Taxonomical identification and abundances of prey items engulfed by Noctiluca scintillans sampled around Dokdo in the East Sea in spring 2014.
그림 Fig. 4. Food items found in the vacuole of Noctiluca scintillans sampled around Dokdo in the East Sea in spring 2014. A) Thalassiosira eccentrica, B) Coscinodiscus radiatus, C) Thalassiosira pacifica, D) Parafavella sp., E) Prorocentrum micans, F) Protoperidinium sp., G) Prorocentrum sp., H) Heterocapsa sp., I) pollen, J) fish egg, K) fish larvae, L-M), fecal pellets, N) copepods, and O) Evadne nordmanni.
그림 Fig. 5. Long-term variation in averaged abundances (0-100 m) of Noctiluca scintillans sampled around Dokdo in the East Sea from 2006 to 2019 (www.dokdo.re.kr).

AI 본문요약
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문제 정의

식포 내의 먹이생물의 정성, 정량적 정보는 야광충 먹이생물의 직접적 정보가 될 뿐만 아니라, 포식자로서 먹이생물 군집의 하향조절(top-down control)특성과 야광충 개체군 크기에 대한 생태학적 이해도를 높일 수 있다. 본 연구는 독도 주변해역에서 2014년 춘계에 관측된 야광충의 대발생 시 식포 내에 존재하는 생물의 종류와 양을 파악하여, 야광충의 먹이 섭식특성을 이해하고자 하였다.

제안 방법

실험실로 운반 후 시료병 내의 내용물이 잘 섞이도록 충분히 흔든 후 10-30 mL을 분취하여 계수판(Bogorov counting tray)에 옮겨 해부현미경(SteReo SV8, Zeiss)하에서 ×50~80배의 배율에서 야광충을 동정 및 계수하였고, 식포 내 먹이생물의 유·무를 기준으로 구분하여 계수하였다.
야광충 사진은 영상분석 프로그램(AxioCam ICc 3, ZEN 2011 programme, SteREO Discovery, V8; Zeiss)으로 촬영하였고, 야광충 식포 내의 먹이생물사진은 ×400배의 광학현미경하에서 영상분석 프로그램(AxioCam ICc 3, ZEN 2010 program; Axio Imager A2; Zeiss)으로 촬영했다.
동물플랑크톤 채집은 표준네트(직경 60 ㎝, 망구크기 200 ㎛)를 이용하였고, 정선 상태에서 목표수심까지 네트를 내린 후, 50 ㎝/sec의 속도를 유지하여 표층까지 예인하였다. 여과해수 부피의 정량을 위해 유량계(Hydro-Bios Kiel 438110: back-run stop)를 표준네트 입구에 부착하여 회전수를 기입하였다. 채집시료는 선상에서 채집통을 주의하여 세척한 후 시료병에 옮겨담은 후, 중성 포르말린으로 최종농도 5%가 되도록 고정하였다.
연구기간 중 야광충 식포 내에 존재하는 먹이생물의 정량분석을 위해 시료병에서 분취한 일정부피(10-30 mL)내에서 관찰하여 먹이를 섭식한 야광충을 골라낸 후, 관찰한 부피 내의 먹이생물 개수와 종조성을 확인하여 단위체적당 총 개수(inds·m-3)로 환산하였다.
여과해수 부피의 정량을 위해 유량계(Hydro-Bios Kiel 438110: back-run stop)를 표준네트 입구에 부착하여 회전수를 기입하였다. 채집시료는 선상에서 채집통을 주의하여 세척한 후 시료병에 옮겨담은 후, 중성 포르말린으로 최종농도 5%가 되도록 고정하였다. 실험실로 운반 후 시료병 내의 내용물이 잘 섞이도록 충분히 흔든 후 10-30 mL을 분취하여 계수판(Bogorov counting tray)에 옮겨 해부현미경(SteReo SV8, Zeiss)하에서 ×50~80배의 배율에서 야광충을 동정 및 계수하였고, 식포 내 먹이생물의 유·무를 기준으로 구분하여 계수하였다.
한국 해양과학기술원 해양조사선 “이어도 호”를 이용하여 매 정점에서 채집에 앞서 CTD (SBE 911 plus)를 내려 수온과 염분의 수직분포를 확인한 후, 표층혼합층에서 수직채집하였고, 표층혼합층 깊이는 수온변화범위가 표층 수온의 1℃ 이내인 곳까지 감안하여 결정하였다(Table 2).

대상 데이터

4. Food items found in the vacuole of Noctiluca scintillans sampled around Dokdo in the East Sea in spring 2014. A) Thalassiosira eccentrica, B) Coscinodiscus radiatus, C) Thalassiosira pacifica, D) Parafavella sp.
연구기간 중 야광충 식포 내에 존재하는 먹이생물의 정량분석을 위해 시료병에서 분취한 일정부피(10-30 mL)내에서 관찰하여 먹이를 섭식한 야광충을 골라낸 후, 관찰한 부피 내의 먹이생물 개수와 종조성을 확인하여 단위체적당 총 개수(inds·m^-3)로 환산하였다. 대부분 야광충 100개체 정도를 관찰했고, 먹이생물 출현율이 가장 낮았던 정점 50 (24%)에서는 최대 900개체까지 관찰하였다. 야광충에 섭식된 생물은 광학현미경(Axioplan 11, Zeiss)하에서 ×400배의 배율로 동정하였고, 네트 플랑크톤 이상(>20 ㎛)의 생물을 대상으로 하였다.
1). 독도 주변해역 정점에서의 야광충 시료는 한국해양과학기술원의 수행과제(독도의 지속가능한 이용연구)의 일환으로 독도 주변해역에 분포하는 동물플랑크톤의 군집 및 생물량 조사가 수행된 춘계 조사기간(2014년 4월 29일~5월 3일) 중 획득되었다. 조사 정점은 울릉도 동부연안에서 독도를 가로질러 동부 정점에 이르는 총 6곳(16, 20, 30, 47, 45, 50)이었다(Table 1, Fig.
한국 해양과학기술원 해양조사선 “이어도 호”를 이용하여 매 정점에서 채집에 앞서 CTD (SBE 911 plus)를 내려 수온과 염분의 수직분포를 확인한 후, 표층혼합층에서 수직채집하였고, 표층혼합층 깊이는 수온변화범위가 표층 수온의 1℃ 이내인 곳까지 감안하여 결정하였다(Table 2). 동물플랑크톤 채집은 표준네트(직경 60 ㎝, 망구크기 200 ㎛)를 이용하였고, 정선 상태에서 목표수심까지 네트를 내린 후, 50 ㎝/sec의 속도를 유지하여 표층까지 예인하였다. 여과해수 부피의 정량을 위해 유량계(Hydro-Bios Kiel 438110: back-run stop)를 표준네트 입구에 부착하여 회전수를 기입하였다.
식포 내에 먹이생물을 포함한 야광충 사진들을 모았으며, 그 종류는 Table 3에 기록된 생물들로 구성되었다. 특히 지각류의 경우, 먹이생물 정량분석 시에 출현하지 않았으나, 별도로 추가 분석했을 때 관찰되었으며, Evadne nordmanni로 분석되었다(Fig.
야광충 식포 내 먹이생물 관찰을 위한 채집은 2014년 5월 1일에 독도 주변 6개 정점에서 수행되었다(Fig. 1). 독도 주변해역 정점에서의 야광충 시료는 한국해양과학기술원의 수행과제(독도의 지속가능한 이용연구)의 일환으로 독도 주변해역에 분포하는 동물플랑크톤의 군집 및 생물량 조사가 수행된 춘계 조사기간(2014년 4월 29일~5월 3일) 중 획득되었다.
야광충에 섭식된 생물은 광학현미경(Axioplan 11, Zeiss)하에서 ×400배의 배율로 동정하였고, 네트 플랑크톤 이상(>20 ㎛)의 생물을 대상으로 하였다.
야광충은 연구선(이어도 호)에 승선하여 울릉도 동쪽에서 독도를 잇는 장기모니터링 정점(6개)의 표층혼합층에서 채집하여 분석하였다. 출현한 야광충은 4,328~17,791 inds.
독도 주변해역 정점에서의 야광충 시료는 한국해양과학기술원의 수행과제(독도의 지속가능한 이용연구)의 일환으로 독도 주변해역에 분포하는 동물플랑크톤의 군집 및 생물량 조사가 수행된 춘계 조사기간(2014년 4월 29일~5월 3일) 중 획득되었다. 조사 정점은 울릉도 동부연안에서 독도를 가로질러 동부 정점에 이르는 총 6곳(16, 20, 30, 47, 45, 50)이었다(Table 1, Fig. 1). 한국 해양과학기술원 해양조사선 “이어도 호”를 이용하여 매 정점에서 채집에 앞서 CTD (SBE 911 plus)를 내려 수온과 염분의 수직분포를 확인한 후, 표층혼합층에서 수직채집하였고, 표층혼합층 깊이는 수온변화범위가 표층 수온의 1℃ 이내인 곳까지 감안하여 결정하였다(Table 2).

이론/모형

야광충 사진은 영상분석 프로그램(AxioCam ICc 3, ZEN 2011 programme, SteREO Discovery, V8; Zeiss)으로 촬영하였고, 야광충 식포 내의 먹이생물사진은 ×400배의 광학현미경하에서 영상분석 프로그램(AxioCam ICc 3, ZEN 2010 program; Axio Imager A2; Zeiss)으로 촬영했다. 식포 내의 다양한 생물(식물플랑크톤, 원생생물 및 동물플랑크톤)은 Shim(1994)과 Chihara and Murano(1997) 그리고 Yoo(1995)를 참조하여 분석하였다.

성능/효과

보다 야광충 식포 내에서 더 많이 관찰되었다. 그리고 원생생물, 어란 그리고 분변립이 야광충 식포 내에서 매우 높은 개체수를 나타냈으며, 이는 다른 식물플랑크톤과 동물플랑크톤에 비해 매우 높은 값이었다(Table 3).
독도 6개 정점에서 먹이생물 분류군 별 평균 출현율의 경우, 분변립이 가장 높았고(43%), 원생생물이 19%, 꽃가루가 18%를 차지했고, 어란과 치자어가 9%, 규조류가 7%, 그리고 와편모조류가 4%를 나타냈다(Table 3, Fig. 3).
2). 독도 주변해역에서 식포 내에 먹이생물이 종조성과 상관없이 1 개체가 있는 야광충은 1,638~3,030 inds.m^-3 범위에서 출현했고, 2 개체가 있는 야광충은 0~21 inds.m^-3범위에서 출현하였으며, 그 이상의 개체를 포함한 야광충은 없었다(Fig. 2).
, 2004). 따라서 현재까지 보고된 동해에서의 야광충 개체수에 비해, 본 연구시기에 관측된 야광충의 개체수가 예외적이었음을 알 수 있다. 비록 이 개체수는 아드리아 해와 사가미 만에서 관측된 최대개체수인 142,477 inds.
본 연구기간 독도 주변해역에서 출현한 총 야광충 식포 내에서 먹이생물이 평균 32% (24~50%)가 출현했고, 관찰된 먹이생물 조성은 식물플랑크톤의 경우 중심형 규조류와 와편모조류가 각각 7%와 4%의 출현율을 나타냈으며, 종 조성 측면에서 기존 연구결과와 유사하였다(Table 3). 그러나 분변립의 압도적인 출현율(43%)과 꽃가루의 출현(18%)이 매우 특징적이었다.
그러나 출현 시기의 수온과 먹이농도(엽록소-a) 그리고 야광충 식포 내의 먹이생물 출현율은 연구기간동안 관찰된 높은 개체수의 야광충 출현과 어느 정도 관련이 있을 것으로 생각되었다. 본 연구기간동안 야광충 식포 내의 출현율을 근거로 분변립, 원생생물, 꽃가루, 어란, 규조류, 와편모조류가 먹이로서 선호된 것으로 여겨졌다.
, 2017). 식물플랑크톤이 거의 없을 때에는, 와편모조류보다 요각류 알이 더 선호되었으며, 최고 34%까지 차지하였다. 남부 캘리포니아 내만에서 관찰된 야광충 식포 내에서 요각류 Acartia tonsa의 알이 관찰된 바가 있으며, 이와 비슷한 크기의 알을 생산하는 다른 요각류 개체군에 영향을 끼칠 수 있다(Kimor, 1979).
요약하면, 본 연구기간 중 출현한 야광충 식포 내에서 먹이생물이 평균 32%(24~50%)가 출현했고, 먹이생물 조성은 분변립, 원생생물, 꽃가루, 규조류, 와편모조류, 요각류, 어란, 그리고 치자어로서 매우 다양하였다. 식포 내에서 관찰된 먹이생물의 출현율은 분변립이 가장 높았고(43%), 원생생물(19%)과 꽃가루가 18%를 차지한 반면, 규조류와 와편모조류가 각각 7%와 4%를 나타내 기존연구 결과와 매우 상이하였다. 그러나 출현 시기의 수온과 먹이농도(엽록소-a) 그리고 야광충 식포 내의 먹이생물 출현율은 연구기간동안 관찰된 높은 개체수의 야광충 출현과 어느 정도 관련이 있을 것으로 생각되었다.
채집된 야광충 식포 내 먹이생물은 분명한 형태를 갖는 것을 대상으로 분석하였고, 원래의 형태를 알아보기 힘든 정도로 소화된 것은 제외하였다. 야광충 식포 내에서 관찰된 먹이생물은 식물플랑크톤(규조류와 와편모조류), 원생생물, 요각류, 어란, 치어, 분변립(fecal pellet) 그리고 소나무의 꽃가루(pollen)가 확인되었다. 규조류는 중심형 규조목이 대부분이었고, 와편모조류는 적조원인종으로 알려진 Heterocapsa sp.
요약하면, 본 연구기간 중 출현한 야광충 식포 내에서 먹이생물이 평균 32%(24~50%)가 출현했고, 먹이생물 조성은 분변립, 원생생물, 꽃가루, 규조류, 와편모조류, 요각류, 어란, 그리고 치자어로서 매우 다양하였다. 식포 내에서 관찰된 먹이생물의 출현율은 분변립이 가장 높았고(43%), 원생생물(19%)과 꽃가루가 18%를 차지한 반면, 규조류와 와편모조류가 각각 7%와 4%를 나타내 기존연구 결과와 매우 상이하였다.
식포 내에 먹이생물을 포함한 야광충 사진들을 모았으며, 그 종류는 Table 3에 기록된 생물들로 구성되었다. 특히 지각류의 경우, 먹이생물 정량분석 시에 출현하지 않았으나, 별도로 추가 분석했을 때 관찰되었으며, Evadne nordmanni로 분석되었다(Fig. 4).

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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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