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서 론

염분은 해양생태계에서 해양생물의 분포에 영향을 미 치며, 염분변화는 때때로 해양생물의 생리적 변화를 야 기시키기도 한다. 즉 염분은 어류의 대사활동, 삼투조절 및 생체리듬 등에 영향을 미치기 때문에 연어와 같은 회유성어류 및 기수지역에 서식하는 광염성어류 등의 생활에 있어서 대단히 중요한 요인으로 작용한다 (Mortensen and Damsgard 1998; Claireaux and Audet 2000). 따라서 염분에 대한 어류의 내성 및 적응기구 등 을 구명하기 위하여 이들의 삼투조절 및 기타 생리학적 인 관점에서 연구들이 수행되어 왔다 (Handeland et al. 1998; Mortensen and Damsgard 1998; Claireaux and Audet 2000; Handeland et al. 2000). 하지만, 이들 대부분의 연구 는 연어, 숭어 및 넙치와 같은 대형이면서 경제성이 높 은 어류에 한정되어 있으며, 망둑어와 같은 기수 및 천 해해역의 중요한 생태적 지위에 있는 소형어류에 대한 연구는 극히 미비한 실정이다.  

망둑어과 어류는 담수, 기수 및 연안 등지에 넓게 분 포하는 소형 저서성 어류로 우리나라에는 40여종이 분 포하는 것으로 알려져 있으며 (Kim et al. 1987), 이들에 대한 생태 및 생리에 관해서 일부 연구들이 수행되었다 (Paik 1970; Ryu and Lee 1979; Baek and Lee 1985). 두줄 망둑, Tridentiger trigonocephalus은 주로 강의 하류나 하 구 같은 기수지역, 점망둑, Chasmichtthys dolichognathus 은 바위와 암벽으로 이루어진 조간대 바위틈, 날개망둑, Favonigobius gymnauchen은 기수역의 모래진흙 바닥 등 에 서식하며, 우리나라 남해 및 서해 연안 등지의 많은 지역에 분포하는 체장 10 cm 전후의 소형어류들이다. 이 같이 3종의 망둑어는 담수, 기수 및 연안의 많은 지역에 서 어류군집의 중요한 위치를 차지함에도 불구하고, 염 분에 대한 저항성, 특히 생존 및 성장에 대한 비교∙연 구는 없는 실정이다. 따라서 본 연구는 넓은 범위의 염 분에 대한 망둑어 3종의 적응성을 파악하기 위하여 이 들의 생존 및 성장에 미치는 염분의 영향을 검토하였다.  

재료 및 방법

1. 시험어

시험에 사용한 망둑어 종류인 두줄망둑, Tridentiger trigonocephalus, 점망둑, Chasmichtthys dolichognathus 및 날개망둑, Favonigobius gymnauchen은 5월에서 6월에 걸 쳐 부산 다대포 연안, 경상남도 양산군 일광해변, 남해안 연안 등지에서 투망 및 손 그물로 채집하였다. 채집된 망 둑어류는 시험실로 운반하여 400 L 순환식 여과수조에 서 10일 이상 순치시켰다. 이때 수온, 염분 및 용존산소 는 각각 22.8~23.2°C, 20.4~21.1‰ 및 6.5~7.0 mg L-1 이었고, 먹이는 Artemia 유생, 패류육질 및 시판용 넙치 사료를 혼합하여 공급하였다. 시험에는 유사한 체장의 개체 (두줄망둑, 4.2~5.0 cm; 점망둑, 2.9~3.8 cm; 날개망 둑, 4.8~6.4 cm)를 선별하여 사용하였다.  

2. 시험방법

시험은 PVC수조 (52×36×30 cm)를 사용하였고, 시험 용액은 2일마다 새로운 해수로 교환하였고, 기타 사육조 건 Table 1과 같다. 염분농도는 33.6‰ 해수를 100%로 하여 각각 80 (27.4‰), 60 (20.2‰), 40 (13.4‰), 30 (10.1 ‰), 20 (6.7‰) 및 10% (3.4‰)을 천연담수와 혼합하여 조제하였고, 0%는 담수만을 사용하였다. 시험기간 중에 염분 (Water Checker, U-10, Horiba, Ltd.)을 비롯하여 수 온(봉상온도계), pH (pH meter, 250A, Orion Research Inc.) 및 용존산소 (Model-250A, ATI Orion, Co., USA)는 1일 1회 측정하였다. 모든 시험은 수온±1°C의 조절이 가능 한 항온실에서 실시하였으며, 산소발생기에 의해 지속적 으로 산소를 공급하였다. 시험어류는 시험구에 따라 각 각 10마리씩 수용하였고, 24시간마다 사망개체를 계수하 여 생존율로 나타냈다. 성장은 실험수조에 수용하기 전 에 체중을 측정하였고, 2주 단위로 이들을 다시 측정하 였다. 이때, 먹이는 시험어의 순치동안에 투여한 같은 먹 이 종류를 1일 2회 시험구별로 어체중당 2%를 동등하 게 공급하였다. 시험은 4주간 2회 실시하였으며, 시험도 중 사망한 개체는 평균값의 개체가 사망한 것으로 판단 하여 일일성장률을 계산하였다.  

Table. 1. Test condition of 3 gobiidae exposed to various salinity concentrations

3. 통계분석

본 시험결과에 대한 유의성 검정은 SPSS 통계프로그램 (SPSS Inc.)을 이용하여 ANOVA에 의해 최소유의차 검정으로 평균 간의 차이를 검정하였다(P⁄0.05). 

결 과

1. 생존

염분농도에 따른 4주간의 망둑어 3종에 대한 생존율을 Fig. 1에 나타냈다. 두줄망둑의 생존율은 염분농도 3.4‰ 이상에서 90% 이상을 나타냈고, 담수에서는 87.5%를 나 타냈으나 유의한 차이는 관찰되지 않았다. 점망둑은 염 분농도 13.4‰ 이상에서 90% 이상의 생존율을 보였고, 3.4‰ 이하에서는 80% 이하의 생존율을 보여 유의한 차 이가 관찰되었다 (P⁄0.05). 또한, 날개망둑의 생존율은 염분농도 3.4‰ 이상에서 90% 이상을 나타내었으나, 담 수에서는 87.5%를 나타내어 유의하게 감소하였다 (P⁄ 0.05).  

Fig. 1. Survival rate of 3 gobiidae exposed to various salinity concentrations.

2. 성장

염분농도에 따른 망둑어 3종에 대한 성장률을 Tables 2~4에 나타냈다. 두줄망둑의 체중은 염분농도에 따라 0.266~0.274 g의 범위에서 4주 후에 0.332~0.362 g의 범위로 성장하여 염분농도 10.1~20.2‰에서 가장 높았 다. 점망둑은 0.172~0.177 g의 범위에서 4주 후에 0.176 ~0.185 g의 범위로 체중이 증가하였고, 20.2‰ 이상의 염분에서 가장 높게 나타났다. 날개망둑은 초기 0.284~ 0.310 g의 체중 범위에서 4주 후에 0.348~0.429 g의 범 위로 성장하여 10.1~27.4‰의 염분에서 가장 높은 성 장을 보였다. 염분농도에 따른 두줄망둑의 일일성장률은 염분농도 13.4 및 20.2‰에서 가장 높게 나타냈고, 담수 에서는 유의하게 감소하였다 (P⁄0.05, Table 2). 점망둑 의 일일성장률은 염분농도 20.2~33.6‰ 이상에서 가장 높게 나타났고, 10.1‰ 이하에서 가장 낮아 유의한 감소 를 보였다 (P⁄0.05, Table 3). 날개망둑의 일일성장률은 염분농도 10.1~27.4‰에서 가장 높았고, 염분농도 3.4, 6.7 및 33.6‰에서 다음으로 높게 나타났으며, 담수에서 가장 낮게 나타났다(P⁄0.05, Table 4).  

Table. 2. Mean growth rates of T. trigonocephalus exposed to various salinity concentrations

Table. 3. Mean growth rates of C. dolichognathus exposed to various salinity concentrations

Table. 4. Mean growth rates of F. gymnauchen exposed to various salinity concentrations

고 찰

일반적으로 어류는 서식지의 외부환경에 대해 어류가 체액 내의 삼투조절이 실패 했을 때, 대사변동을 일으키 게 되며, 극단적인 경우에는 사망한다 (Woo and Fung 1981). 4주간의 시험에서 두줄망둑의 생존율은 염분농도 에 따라 유의한 변화가 없었으나, 점망둑의 생존율은 염 분농도 3.4‰ 이하에서 80% 이하를 나타내어 유의한 차 이를 보였고, 날개망둑은 담수에서 87.5%의 생존율로 유의하게 감소하였다. 염분에 따른 어류의 저항성은 그 들의 서식지역에 따라 다양하게 나타나는데, 기수지역에 서식하는 어류는 담수 혹은 해수지역에 한정되어 서식 하는 어류보다 넓은 범위의 염분에서도 강한 내성을 나 타내며, 삼투조절이 가능한 것으로 알려져 있다 (Otto 1971; Blaber 1974; Martin 1990). 두줄망둑은 주로 강의 하류나 하구 같은 기수지역, 점망둑은 바위와 암벽으로 이루어진 조간대 바위틈, 날개망둑은 기수역의 모래진흙 바닥 등에 서식하는 종들이다. 따라서 이들 3종의 망둑어 는 담수나 해수지역에 한정되어 서식하는 어류에 비해 6.7~33.6‰의 넓은 염분 범위에서도 생존에는 큰 영향 이 없을 것으로 생각된다. 한편, Nordlie (1978)은 Mugil cephalus, Oncorhynchus mykiss와 같은 광염성 어류일지 라도 극히 광범위한 염분범위에서는 삼투조절의 실패로 인해 사망을 초래한다는 사실을 지적하였다. 따라서 점 망둑 및 날개망의 생존율이 각각 3.4‰ 이하 및 0‰의 염분에서 유의하게 감소하는 것으로 보아 이들 종에 있 어서는 삼투조절 등의 실패로 인하여 사망한 것으로 예상된다.  

어류의 성장에 있어 염분의 영향은 흔히 삼투 및 이 온조절에 소비되는 에너지가 가장 적게 드는 염분에서 가장 양호한 성장을 할 수 있다. 즉, 등장액의 환경조건 에서 삼투조절에 소비되는 에너지가 가장 적게 소모되 는 염분범위가 성장에 최적 조건이라는 것을 의미한다 (Morgan and Iwama 1991). 지금까지의 보고에 의하면, 하 구역 등에 서식하는 광염성 어류에 있어 성장에 필요한 최적 염분 농도는 종에 따라 다르다. 즉, 광염성 어류의 성장에 있어 최적염분 범위는 Table 5에 나타낸 바와 같 이 5~35‰ 범위 내에서 다양한 값을 보이고 있다. 염분 농도에 따른 두줄망둑의 성장률은 염분 13.4 및 20.2‰ 에서 가장 높게 나타났고, 담수에서 유의한 감소를 보였 으며, 점망둑은 염분 20.2~33.6‰ 이상에서 가장 높았 으나, 10.1‰ 이하에서는 유의하게 감소하였다. 또한, 날 개망둑의 성장률은 염분농도 10.1~27.4‰에서 가장 높 았고, 염분농도 3.4, 6.7 및 33.6‰에서 다음으로 높게 나 타났으며, 담수에서 가장 낮게 나타났다. 따라서 두줄망 둑은 3.4~33.6‰, 점망둑은 20.2~33.6‰, 날개망둑은 10.1~27.4‰의 넓은 염분범위에서 Pomadasys commersonnii 종과 같이 정상적인 성장이 이루어질 것으로 생각된다. 

Table 5. Optimum salinity for growth of fishes

이상의 결과와 논의로부터 두줄망둑은 염분 3.4~33.6‰, 점망둑은 염분 20.2~33.6‰, 날개망둑은 염분 10.1~27.4‰의 범위에서 정상적인 생종과 성장이 이루어질 것으로 생각되나, 두줄망둑과 날개망둑은 담수, 점망둑은 3.4‰ 이하의 염분에서는 생리기능의 저하 등으로 인해 정상적인 성장이 이루어지지 않을 것이며, 특히 점망둑은 3.4‰ 이하의 염분에서는 삼투조절의 실패 등으로 인하여 생존율이 감소가 예상된다.  

적 요

넓은 범위의 염분에 대한 망둑어 3종의 적응성을 파악하기 위하여 이들의 생존 및 성장에 대한 염분농도의 영향을 검토하였다. 두줄망둑은 0~33.6‰의 염분범위에 서 유의한 생존율 차이가 없었고, 점망둑의 생존율은 염 분농도 13.4‰ 이상에서 90% 이상을 나타내었으며, 3.4‰ 이하에서는 80% 이하로 유의하게 감소하였다. 또한, 날개 망둑의 생존율은 염분농도 3.4‰ 이상에서 90% 이상을 나타내었으나, 담수에서는 87.5%로 유의한 감소가 관찰 되었다. 두줄망둑은 염분농도 13.4 및 20.2‰에서 가장 높은 일일성장률은 나타냈고, 담수에서 유의한 감소가 관찰되었다. 점망둑의 일일성장률은 염분농도 20.2~33.6 ‰ 이상에서 가장 높았고, 10.1‰ 이하에서 가장 낮아 이들 사이의 유의한 차이를 나타냈다. 날개망둑의 일일성 장률은 염분농도 10.1~27.4‰에서 가장 높았으나, 담수 에서 유의한 감소가 나타났다. 이상의 결과는 3종의 망 둑어, 특히 점망둑은 낮은 염분에 노출되었을 때, 그들의 생존 및 성장에 영향을 받는다는 것을 의미하고 있어 이들의 분포 및 개체수에 잠재적인 영향을 받을 수 있 을 것으로 예상된다.  

사 사

본 연구는 국립수산과학원 R&D 과제 “생태독성 평가기법을 이용한 어장건강성 평가” 연구 지원으로 수행하였다.