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ISSN : 1226-9999(Print)
ISSN : 2287-7851(Online)
Korean J. Environ. Biol. Vol.39 No.1 pp.55-67
DOI : https://doi.org/10.11626/KJEB.2021.39.1.055

The effect of starvation on the characteristics of morphometric measurement and body-sectioned shape in Far Eastern catfish (Silurus asotus)

In-Seok Park*†, In Bon Goo1, Hyun Woo Gil2
Division of Convergence on Marine Science, Korea Maritime & Ocean University, Busan 49112, Republic of Korea
1Seojoonbio Inc., Daejeon 34047, Republic of Korea
2National Institute of Fisheries Science, South Sea Fisheries Research Institute, Yeosu 59675, Republic of Korea

This author contributed equally to this work.


* Corresponding author In-Seok Park Tel. 051-410-4321 E-mail. ispark@kmou.ac.kr
04/01/2021 08/03/2021 09/03/2021

Abstract


A 210-day experiment was conducted to examine the effects of starvation on survival, external morphometric traits, and sectioned morphometric traits in Far Eastern catfish (Silurus asotus). The survival rate decreased to 92.2±0.47% in the fed group and to 74.4±2.59% in the starved group. Eight dimensions of Ls, DALPO/Ls, DADOP/Ls, ED/Ls, CH/Ls, BDAA/Ls, BDMA/Ls, and BWAA/Ls showed significant differences (p<0.05), and 16 other dimensions of DALAD/Ls, DPDPL/Ls, HPLAA/Ls, HALAV/Ls, HALOP/Ls, DAUPO/ Ls, DADAV/Ls, DADAA/Ls, Max BL/Ls, Man BL/Ls, LD/Ls, HWOP/Ls, DAUF/HL, DAUS/HL, IW/HL, and DAUE/HL were not significantly different among the initial, fed, and starved groups (p>0.05). The fed group showed higher total height (THX), wider width (WX), and larger area (AX) than those of the starved group in each body section. This research provides information on the morphometric traits and body sections of starved Far Eastern catfish. These results can be used as a basic guide to indicate nutritional status and assist in aquaculture methods for Far Eastern catfish. Moreover, the methods used in this study were considered helpful because the survey analysis method can be used to investigate information on the nutritional status of other fish species.



메기 (Silurus asotus) 기아 시 외부형태 및 체 절단면 변화

박 인석*†, 구 인본1, 길 현우2
한국해양대학교 해 양과학융합학부
1㈜서준바이오
2국립수산과학원 남 해수산연구소

초록


    서 론

    메기목 (Siluriformes), 메기과 (Siluridae)에 속하는 메기 (Far Eastern catfish, Silurus asotus)는, 국내 연간 생산량이 4,700여 톤 (국내 내수면어업 생산량의 15%)에 이르는 주 요 내수면 양식종이다 (KOSIS 2019). 대부분의 어류는 계 절 변화, 서식 환경 변화 및 산란기 등으로 기아를 겪으 며, 이러한 기아의 시기는 수 주에서 수 년에 이를 수 있다 (Park 2004;Hur et al. 2006a, 2006b;Park et al. 2007;Hardy 2012;Park et al. 2012). 그러나, 이때 어류는 체내 조직 내 의 내생적 축적에너지의 소모를 비롯한 생화학적, 생리학 적 및 행동학적 변화를 통해 이러한 기아를 극복하는 바, 그 결과로 성장 감소, 어체의 화학적 조성 및 수분 함량 변 화와 같은 어체 축적에너지 변화를 동반한다 (Weatherley and Gill 1987;Lee et al. 1999;Park 2004, 2006;Park et al. 2007;Hur et al. 2006a, 2006b). 어류를 대상으로 한 기아에 관한 연구는 수분 함량의 체 구성 변화, 혹은 저장 에너지 의 변화에 따른 체중 변화 등을 주로 다루고 있다 (Park et al. 2002). 기아 시 체 축적에너지의 사용은 성장 감퇴로 이 어지며, 이러한 현상은 무지개송어 (Oncorhynchus mykiss) 의 기아실험을 통해 보고된 바 있다 (Weatherley and Gill 1981).

    어류의 형태적 특징은 성별이나 종을 구별하고, 잡종과 같은 혼란스러운 종을 식별하거나, 그룹과 종의 정형화된 형태의 연구나 생물계통 연관관계를 확인하고 분류하는 데 활용된다 (Park and Zhang 1994;Park 2004, 2020a, 2020b;Park et al. 2004;Park and Oh 2020). 이러한 형태학적 차이 는 일반적인 수치 혹은 특수한 해부학적 형태로 이해되고 비교된다 (Strauss and Bond 1990). 비록 어류는 유전적요소 에 의해서도 체형이 결정되지만 (Riddell et al. 1981), 먹이의 양과 질 등의 환경적요인에 의한 체형의 변이가 나타나기 때문에 (Ihssen et al. 1981), 이러한 체형의 파악은 동일종 내에서의 환경적 변이를 파악할 수 있는 점을 고려하며, 만 약 다른 환경에 서식하는 동일종 내의 계통 확인을 위해서 는 먹이 변화에 영향을 적게 받는 계측형질의 파악이 필요 하다 (Currens et al. 1989). 역으로, 이러한 계측형질 파악을 통해 먹이 공급 변화에 따른 어류의 영양상태 확인도 가능 하다 (Park et al. 2002). 결과적으로, 다양한 섭이 조건에서 어떠한 형태학적 특성이 영향을 받는지를 이해한다면, 섭 이 조건이 다른 서식지의 동종 내에서 유전적으로 분리된 그룹에 대한 평가를 향상시킬 수 있다 (Currens et al. 1989).

    Classical dimension과 truss dimension이 어류의 체형 분 석을 위해 주로 사용되며 (Hubbs and Lagler 1947;Strauss and Bookstein 1982;Park 2004;Park et al. 2007), truss dimension은 어체의 기능적 단위나 해부학적 지점들 간의 측정 거리를 기준함으로, 체폭과 어체 축과 연관된 길이를 포함 하여 계군 간 구별 시에는 이론적으로 어체 축 길이에 집중 되는 classical dimension에 비해 어류 체형 분석에 있어 우 수하다 (Strauss and Bond 1990;Park et al. 2007). Currens et al. (1989)은 classical dimension과 truss dimension을 사용 하여 기아시킨 chinook salmon (O. tshawytscha)과 무지개송 어의 체형을 분석한 결과, 몸통 부위의 체폭이 가장 영향을 많이 받았고 꼬리 부분이 가장 적게 영향을 받았음을 도출 하여, 어류의 꼬리 부분에서의 측정은 몸통 부위에서의 측 정에 비해 종간 변이를 이해하는 데 더욱 유용하다고 보고 한 바 있다. 한편, 체 절단면에서 관찰할 수 있는 어체 크기, 형태와 같은 여러 형질은 소비자가 수산물 선택을 고려할 때 중요시하는 요소들로, 이러한 소비자들의 취향에 부합 하는 수산물과 아울러 상품가치가 높은 수산물 생산을 고 려할 수 있다는 관점에서, 체 절단면에 대한 연구는 중요한 요소가 될 수 있다 (Park et al. 2002).

    메기에서 기아 효과는 일부 내장의 중량지수를 비롯한 일부 조직의 변화에 대한 연구가 보고된 바 있어 (Goo et al. 2020), 본 연구에서는 이미 수행된 이러한 연구에 첨가하 여 계측형질 조사를 통해 섭이환경 차이에 의한 외형 변화 를 파악하고, 각 지점의 체절단면 변화 관찰을 통해 메기에 서의 기아에 따른 형태적 특성 변화를 조사하였다.

    재료 및 방법

    1. 실험어

    본 연구에 사용한 메기 (Silurus asotus)는 2017년 4월에 한국해양대학교의 수산유전육종학실험실의 어류사육실 에서 부화하여 2019년 3월에 체장이 18 cm 전·후로 성장 한 1,000마리로, 이 중 200마리씩을 무작위로 선별하여 기 아군, 섭이군 및 초기군으로 설정하여 실험을 진행하였다. 실험은 2019년 4월부터 진행하였으며, 실험 전 실험어의 조건을 동일하게 맞추어 실험 결과의 신뢰도를 높이기 위 하여, 2019년 3월에 모든 실험어에 대하여 시판 중인 사료 (Table 1)를 체중 1~3%에 해당하는 양을 2주간 급이하였 다 (Goo et al. 2020).

    실험 시작 시 실험어를 전자저울 ( JW-1; Acom, Poshen, Republic of Korea)과 digital vernier caliper (CD-20CP; Mitutoyo, Kawasaki, Japan)를 사용하여 체중과 체장을 0.1 g, 0.1 cm 단위로 각각 측정하였으며, 초기군, 섭이군 및 기아군 의 평균 체중과 평균 체장은 각각, 359±9.9 g, 18±3.6 cm (n=200), 354±7.7 g, 18±2.8 cm (n=200), 356±9.7 g, 18±2.3 cm (n=200)였다. 2019년 4월 4일, 본 실험 시작에 앞서 24시간 절식하여 사료로 인한 측정 시의 교란을 배제 하면서 최초 샘플하였다 (Park et al. 2001).

    2. 기아실험

    초기군, 섭이군 및 기아군은 실험 시작 시 Goo et al. (2020) 의 방법에 의거, 최종 농도 1,000 ppm의 NaHCO3 (Sigma, USA)와 200 ppm의 염산리도카인 (Lidocaine-HCl, Hong- seung, Republic of Korea)을 이용하여 마취 후 선별하였으 며, 이들을 순환여과시스템하에서 사육하였다. 사육수조 는 1.1톤 원형 FRP 수조 (지름 118 cm, 깊이 100 cm)로 각 실험군당 2개 조를 이용하였으며, 그물을 덮어 실험어의 탈출을 방지하였다. 광주기는 40 W 형광등 (5,400 K)을 이 용하여 타이머를 통해 12L : 12D 주기를 유지하였고 암 기에는 어떠한 불빛도 조사하지 않았으며, 수온은 25± 0.5°C를 유지하였다. 실험기간 동안 섭이군은 매일 2회 (10:00~11:00, 18:00~19:00) 사료를 충분히 급이한 반면, 기아군은 실험기간 동안 사료를 급이하지 않으면서 기아 군에서 외부 행동 관찰시 활력이 급격히 저하하는 시기인 실험 후 210일까지 본 실험을 진행하였다.

    생존율은 폐사한 실험어의 수를 실험기간 동안 누적하 여 계산하였다. 실험 종료 후, 시료 확보 시 사료로 인해 팽 창된 장이 결과를 교란하는 것을 방지하기 위해, 섭이군 은 시료 확보 전 24시간 절식하였으며 (Park et al. 2001), 섭이군과 기아군 각각에서 60마리씩 시료 확보하여 최종 농도 1,000 ppm의 NaHCO3와 200 ppm의 염산리도카인 (Hongseung, Korea)을 이용하여 마취 적정 시간보다 장시 간 충분히 마취 후 죽인 다음 사진 촬영 및 측정하였고, 이 후 10% 중성포르말린 (Sigma, USA) 수용액에 고정하였다.

    3. 외부 계측형질 측정

    Park et al. (2004)에서 연구된 바와 같이, classical dimension과 truss dimension에 대한 각 측정지점 사이의 25가 지 계측형질을 측정하였다 (Table 2, Fig. 1). Ls, HPLAA, HALAV 및 HALOP는 수평거리 (horizontal distance)로 나 타내었으며, 나머지 항목은 각 측정지점 간의 직접거리 (direct distance)로 나타내었다. 각 계측형질은 Ls (체장)에 대한 상대비로 전환하여 분석하였으며, DAUF, DAUS, IW 및 DAUE는 두장에 대한 상대비로 측정값을 변환한 후 분 석하였다.

    4. 체 절단면 형태 측정

    체 절단면은 고정된 표본을 Park (2020)의 방법에 의거, Fig. 2에서와 같이 가슴지느러미 기저 앞부분 (P), 등지느 러미 기저 앞부분 (D), 뒷지느러미 기저 앞부분 (A) 및 뒷 지느러미 중간 부분 (M)에서 각각 0.5 cm 이내 두께로 횡 단절단하여 조사하였다. 각 체 절단면에 대한 둘레를 가 슴지느러미 기저 앞 체 절단면의 둘레 (body circumference anterior to the base of the pelvic fin: CIP), 등지느러미 기저 앞 체 절단면의 둘레 (body circumference anterior to the base of the dorsal fin: CID), 뒷지느러미 기저 앞 체 절단면의 둘 레 (body circumference anterior to the base of the anal fin: CIA) 및 뒷지느러미 가운데 지점 체 절단면의 둘레 (body circumference at the midpoint of the anal fin: CIM)로 mm 단 위로 측정하였다 (Fig. 2).

    또한, 가슴지느러미 기저 앞, 등지느러미 기저 앞, 뒷지 느러미 기저 앞 및 뒷지느러미 가운데 지점에서의 각 횡 단면 면적 (area anterior to the base of the pectoral fin: AP; area anterior to the base of the dorsal fin: AD; area anterior to the base of the anal fin: AA; area at the midpoint of the anal fin: AM)을 mm2 단위로 디지털면적기 (X-Plan 460D III; Ushikata, Japan)를 이용하여 각각 측정하였으며, 각각의 체 절단면에 대하여 전체 높이 (total height anterior to the base of the pectoral fin: THP; total height anterior to the base of the dorsal fin: THD; total height anterior to the base of the anal fin: THA; total height at the midpoint of the anal fin: THM), 체 높이 (height anterior to the base of the pectoral fin: HP; anterior to the base of the dorsal fin: HD; height anterior to the base of the anal fin: HA) 및 폭 (width anterior to the base of the pectoral fin: WP; width anterior to the base of the dorsal fin: WD; width anterior to the base of the anal fin: WA; width at the midpoint of the anal fin: WM)을 mm 단위로 측정하였 다 (Fig. 2).

    더불어 복강이 위치한 가슴지느러미 기저 앞 체 절단면 (belly thickness 1, anterior to the base of the pectoral fin: BTP 1; belly thickness 2, anterior to the base of the pectoral fin: BTP 2)과 등지느러미 기저 앞 체 절단면 (belly thickness 1, anterior to the base of the dorsal fin: BTD 1; belly thickness 2, anterior to the base of the dorsal fin: BTD 2)는 Fig. 2에서 와 같이 복강 두께를 mm 단위로 측정하였으며, 평균 복 강 두께 (average belly thickness: ABT)는 mm 단위로 (BTP 1+BTP 2+BTD 1+BTD 2)/4 식으로 계산하였다 (Park 2020). 체형 (body shape: BS) 측정 시 체형 1 (Body shape 1: BS 1)은 (CID/Ls)×100으로, 체형 2 (body shape 2: BS 2)는 (THD/Ls)×100으로, 체형 3 (body shape 3: BS 3)은 (WD/ Ls)×100으로 계산하였다 (Park 2020).

    아울러 각 체 절단면의 체 절단형 (section shape: SS) 측 정도 백분율로 계산하였다. 즉, 체 절단형 1-1 (section shape 1-1: SS 1-1)은 (WP/THP)×100으로, 체 절단형 1-2 (section shape 1-2: SS 1-2)는 (WD/THD)×100으로, 체 절단형 2-1 (section shape 2-1: SS 2-1)은 (HP/WP)×100으로, 체 절단 형 3-1 (section shape 3-1: SS 3-1)은 (ABT/WP)×100으로, 체 절단형 3-2 (section shape 3-2: SS 3-2)는 (BTP 1/WP)× 100으로, 체 절단형 3-3 (section shape 3-3: SS 3-3)은 (BTP 2/WP)×100으로 그리고 체 절단형 4-1 (section shape 4-1: SS 4-1)은 {0.5(π×HP×0.5×WP)/AP}×100으로 계산하 였다 (Park 2020).

    5. 통계분석

    본 실험에 사용한 모든 계측형질에 대하여 일원분산분 석 (one-way ANOVA)을 사용하여 그룹 간 그 유의성을 비 교하였으며 (p<0.05, n=60; SPSS 9.0, SPSS Inc., USA), 평 균값은 Duncan’s multiple range test (Duncan 1955)를 통해 p<0.05 수준에서 유의한 차이를 판별하였다. 모든 실험은 3반복으로 수행하였다.

    결 과

    메기 (Silurus asotus)의 기아실험 시작 후 210일이 경과한 2019년 11월에 기아군이 급격히 활력을 잃었으며, 이에 따 라 실험을 종료하였다. 실험기간 동안의 생존율은 Fig. 3에나타난 바와 같이 섭이군은 92.2±0.47%, 기아군은 74.4± 2.59%였다 (p<0.05).

    기아실험에 따른 외부 계측형질 측정 결과는 Table 3 과 같으며, Ls, DALPO/Ls, DADOP/Ls, ED/Ls, CH/Ls, BDAA/Ls, BDMA/Ls 및 BWAA/Ls의 8개 항목에서 유의한 차이를 보였으며 (p<0.05), 다른 16개 항목 DALAD/Ls, DPDPL/Ls, HPLAA/Ls, HALAV/Ls, HALOP/Ls, DAUPO/ Ls, DADAV/Ls, DADAA/Ls, Max BL/Ls, Man BL/Ls, LD/ Ls, HWOP/Ls, DAUF/HL, DAUS/HL, IW/HL 및 DAUE/ HL에서는 세 그룹 간 유의한 차이가 없었다 (p>0.05). Ls, DADOP/Ls, ED/Ls, CH/Ls, BDAA/Ls, BDMA/Ls 및 BWAA/Ls 항목에서는 초기군과 기아군 간 유의한 차이 를 보이지 않았으나 (p>0.05), 이들은 섭이군과는 유의 한 차이를 보였으며 (p<0.05), DALPO/Ls는 세 군 모두에 서 유의한 차이를 보였다 (p<0.05). Ls는 섭이군에서 성 장으로 인해 유의한 차이를 보였으며 (p<0.05), 기아군에 서는 Ls의 평균값은 감소하였으나, 초기군과는 유의한 차 이를 보이지 않았다 (p>0.05). 체고 및 체폭과 관련된 항 목에서 섭이군과 기아군 간의 차이가 크게 나타났으며, 두 부의 계측형질 항목에서는 유의한 차이를 보이지 않았다 (p>0.05). Fig. 4에서 보이는 바와 같이, 기아군은 섭이군 및 초기군에 비하여 수척한 복부를 띠는 특징을 보였다.

    Table 4는 각 지점에서의 체 절단면의 형질을 측정한 결과이다. 체 절단면의 둘레를 측정한 항목 중 CIP, CIA 및 CIM에서는 초기군과 기아군 사이에는 유의한 차이 가 없으나 (p>0.05), 섭이군과는 유의한 차이를 보였고 (p<0.05), CID에서는 세 군 간 유의한 차이를 보였다 (p<0.05). 가슴지느러미 기저 지점의 체 절단면과 관련 된 항목들 중에서는 BTP 1에서는 세 군 간의 유의한 차이 가 없었다 (p>0.05). THP와 WP는 초기군과 기아군 사이 에서는 유의한 차이가 없었으나 (p>0.05), 섭이군과는 유 의한 차이를 보였다 (p<0.05). AP, HP 및 BTP 2는 세 군에 서 유의하게 차이가 났다 (p<0.05). 등지느러미 기저 지점 의 체절단면에서는 BTP 1이 세 군 사이에 유의한 차이가 나지 않았고 (p>0.05), BTD 2는 초기군과 섭이군 사이에 서는 유의한 차이가 없었으나 (p>0.05), 이들 두 군과 기 아군 사이는 유의한 차이를 보였다 (p<0.05). AD, THD, HD 및 WD에서는 세 군 모두에서 유의한 차이를 보였다 (p<0.05). 뒷지느러미 기저 지점의 체 절단면 관련 항목에 서 THA는 초기군과 기아군 사이에는 유의한 차이가 없으 나 (p>0.05), 이들 두 군과 섭이군 사이에서는 유의한 차 이를 보였다 (p<0.05). AA와 WA는 초기군, 섭이군 및 기 아군 사이에서 유의한 차이를 나타내었다 (p<0.05). 뒷지 느러미 중간지점의 체 절단면에서는 THM이 초기군, 섭이 군 및 기아군 모두에서 유의한 차이를 보였으며 (p<0.05), AM과 WM은 초기군과 기아군 간에서는 유의한 차이는 없 었으나 (p>0.05), 이들 두 군과 섭이군 사이에는 유의한 차 이를 보였다 (p<0.05). 평균 복강두께 (ABT)는 초기군, 섭 이군 및 기아군 모두에서 유의하게 차이났다 (p<0.05).

    체장과 체 절단면의 측정 혈질을 토대로 한 체형 및 체 절단형 조사 결과는 Table 5와 같다. BS 1은 섭이군과 기 아군 사이에서 유의한 차이를 보였으며 (p<0.05), BS 2 는 섭이군과 기아군 사이에서는 유의한 차이가 없는 반면 (p>0.05), 이들은 초기군과는 유의한 차이를 보였다 (p< 0.05). BS 3, SS 1-1. SS 1-2, SS 2-1, SS 3-1, SS 3-2, SS 3-3 및 SS 4-1에서는 초기군, 섭이군 및 기아군 간에서 유의한 차 이가 없었다 (p>0.05). Fig. 5에서와 같이, 섭이군은 각 체 절단면에서 기아군보다 더 높은 높이, 더 넓은 너비 및 더 넓은 면적을 보였다.

    고 찰

    성장 및 건강상태와 관련된 어류영양에 대한 연구는 자 연 상태 혹은 양식된 어류의 섭이상태를 이해하는 데 도 움을 준다 (Weatherley and Gill 1987;Park et al. 1998, 2001; Park 2004). 개체의 외부 표현형 차이는 유전적요인 혹은 환경적요인이거나, 유전적 및 환경적요인이 동시에 작용 하여 발생하며 (Li et al. 1993), 일부 연구에서 보고된 것 처럼 어류의 형태적 특성은 유전성이 낮으므로 영양상 태 같은 섭이와 관련된 환경적요인이 주 원인임을 시사한 다 (Ihssen et al. 1981;Currens et al. 1989). 기아는 체내에 비축된 에너지 (내인성 에너지) 사용이 필수적이며, 이로 인해 신체 조직의 점진적 고갈 및 성장 감퇴를 초래한 다 (Weatherley and Gill 1987;Hur et al. 2006a;Park et al. 2007). Love (1980)에 의하면 많은 어종은 자연 상태에서 장기간의 기아에도 견딜 수 있다고 한 바, 본 연구 결과, 메 기 (Silurus asotus)는 210일 간의 기아에도 비록 활력은 저 하되지만 생존이 가능하였다. 기아군의 체장이 섭이군뿐만 아니라 초기군에 대하여도 낮은 값을 보인 바, 극단적인 기 아의 효과는 체조직 소모뿐만 아니라 성장 감퇴를 야기하 는 결과를 확인할 수 있었고, 이와 유사한 결과가 12주간의 넙치 (Paralichthys olivaceus)의 기아실험에서 체장이 초기군 대비 섭이군에서 136.2%로 증가, 기아군에서 92.1%로 감 소한 것으로 보고되었으며 (Park 2006), 4주간의 무지개송 어 (Oncorhynchus mykiss)를 대상으로 한 기아 시에서도 유 사한 결과가 보고되었다 (Sumpter et al. 1991).

    본 연구 결과, 기아 시 영향을 많이 받는 체고와 체폭 관 련 형질에서 유의한 결과를 나타낸 바, 기아는 골격에 근거 한 지점에서의 형질보다는 체고와 체폭의 메기 체형에 전 반적으로 영향을 미치는 것으로 사료된다. 이러한 결과는 Trachurus symmetricus, ayre (Clupea hatrngus), 연어 (O. keta), 무지개송어 및 chinook salmon (O. tshawytscha)등 타 어종 에서 보고된 바와도 유사하다 (Ehrlich et al. 1976;Theilacker 1978;Currens et al. 1989;Seong et al. 2012). 아울러 이러 한 결과는 섭이와 기아의 지방대사에서의 생리학적 차이 에 의한 것으로도 설명 가능하며 (Park 2006), Currens et al. (1989)는 연어과 어류에서 몸통 부위는 섭이와 기아 시 지방 축적과 손실이 가장 활발하게 발생하는 곳이라고 언급한 바 있다. Lee et al. (1999)은 버들치 (Rhynchocypris oxycephalus)에서 9주간 기아 시 간중량지수가 크게 감소한 현상을 가용할 수 있는 영양의 전환으로 보고한 바 있으며, 철갑상어 (Acipencer transmontanus)와 무지개송어에서 기아 시 흰색 근육으로 이루어진 복강보다는 복강 지방과 간이 영양원으로 더욱 쉽게 사용될 수 있다는 유사한 보고가 있 다 (Weatherley and Gill 1981;Hung et al. 1997).

    Classical dimension과 truss dimension은 외형 특징을 조 사하여 어류의 체형을 분석하는 데 사용하는 방법으로서 (Park 2004;Park et al. 2004), classical dimension은 Hubbs and Lagler (1947)가 사용한 방법으로 머리 부위와 꼬리 부 위를 기준으로 어체의 길이, 체고 및 체폭에 관한 일부 형질을 주로 활용하는 방법이고, truss dimension은 Humphries et al. (1981)이 classical dimension을 보완하여 어체 의 형태나 윤곽을 파악할 수 있는 십자형 계측방법으로서, 균일하고 다양한 측정을 통해 어체의 계측형질 연구에 사 용되어지고 있다. 본 연구에서는 이러한 계측형질 연구 방 법을 적용하여 기아에 의한 메기에서의 외부형태 변화를 관찰하였는 바, 머리, 몸통 및 꼬리에서 기아에 따른 형태 변화에 대한 결과를 효과적으로 도출할 수 있었다. 본 연구 에서 사용한 형질들은 어류의 기아에 따른 형태 변화 및 외 형 파악을 위해 유용하게 활용할 수 있는 가치가 있을 수 있는 것으로 사료된다.

    기아한 메기의 계측형질을 측정한 결과, 체고와 체폭에 관련된 값이 초기군에 비하여 증가하였는 바, 유사한 결 과가 75일간 기아한 버들치에서도 보고된 바 있다 (Park 2004). 그러나, 체폭과 관련한 HWOP/Ls는 섭이군과 기 아군에서 유의한 차이를 보이지 않은 바, 이 형질은 섭이 와 관련하여 영향을 덜 받는 것을 나타낸다. 이는 골격을 기반으로 한 지점을 측정한 형질로, 본 연구에서 조사한 DAUF/HL, DAUS/HL, IW/HL 및 DAUE/HL 등은 기아군 과 섭이군 간 유의한 차이가 관찰되지 않은 바, IW, DAUF, DAUS 및 DAUE와 같은 이러한 골격을 기반으로 한 지점 의 계측형질은 섭이에 따른 영향을 받지 않음을 나타내었 다. 따라서, 이러한 계측형질은 메기 종을 구별하기 위한 분 류학적 지표로서 활용될 수 있음을 시사한다. 연어과 치어 및 버들치에서 이와 같은 일부 계측형질이 분류학적 지표 로 활용된 바 있다 (Currens et al. 1989;Park et al. 2001). 그 외, 기아에 따라 유의한 변화가 관찰된 몸통과 꼬리 부분과 관련된 다른 형질들은 먹이 등 서식 환경에 의한 차이에 기 인해 변동성을 띤다.

    Lee et al. (1999)은 버들치 기아 시 횡단절단의 절단 부 위 M보다는 P, D, A에서 큰 변화가 발생한 결과를 근거로, 체강과 관련된 가슴지느러미, 등지느러미 및 뒷지느러미 에서 기아의 영향을 가장 먼저 받으며, 그 다음으로 가슴지 느러미의 표현형 변화가 발생한다고 보고한 바 있다. Lee et al. (1999) 연구에서는 활용한 M과는 상이한 지점으로 인해 이번 연구 결과와는 직접적으로 비교하는 것은 어려 우나, 체 절단면의 변화 조사를 통해 이러한 결론을 도출 할 수 있음을 확인하는 것에는 무리가 없을 것으로 사료된 다. 또한, 본 실험에서 메기는 기아 상태에서 체고도 감소하 였는 바, 이는 익히 알려진 바와 같이 어류가 기아 상태에 서 체강 벽의 에너지 원을 사용하는 것으로 이해되며, 이와 유사한 결과는 버들치, 돌돔 (Oplegnathus fasciatus) 및 넙치 (Paralichthys olivaceus) 등을 대상으로 한 여러 기아실험에 서도 보고된 바 있다 (Park et al. 2001, 2015). 또한, 이와 관 련된 여러 연구들에서 섭이군의 ABT는 기아군보다 유의 하게 높은 값을 보인 바, 이는 어류의 체강 두께를 높은 상 품성과 연계하여 고려할 때, 어류 양식 시 육종형질 목표로 서 선정할 수 있으며 이것은 기아군이 섭이군에 비해 낮은 시장성을 가지기 때문에 상업화 수단으로도 사용될 수 있 다 (Gjerde and Schaeffer 1989).

    BTP 1과 BTD 1은 섭이군과 기아군에서 차이가 나지 않 은 반면, BTP 2는 기아군은 초기군에 비해 낮은 값과 섭이 군은 초기군에 비해 높은 값을 보였으며, BTD 2는 섭이군 과 초기군 사이에는 차이가 없는 반면, 기아군은 이 두 군 에 비해 낮은 값을 보인 바, 이는 기아 시 복강 체벽으로부 터의 에너지원 흡수에 기인된 것으로 사료된다. 이와 같은 복강 두께는 산천어 (O. masou)와 은어 (Plecoglossus altivelis) 에서 3배체가 2배체에 비해 산란기 3배체 자체의 불임으 로 인하여 두꺼운 것을 보인 바 있다 (Ueno et al. 1986;Park and Zhang 1994). 개체의 전반적인 복강 두께를 나타내는 평균 복강 두께는 어류 양식 시 육종 목표 형질로도 사용 되고 있으며 (Gjerde and Schaeffer 1989), 기아군은 섭이군 에 비해 낮은 평균 복강 두께를 보이고 있어, 상품의 품질 관점에서 고려 시 더 낮은 상품가치를 나타낸다 (Park and Zhang 1994).

    BS 1, BS 2 및 BS 3은 체장 대비 형질들로, 이러한 형질들 이 기아군에 비해 섭이군의 등지느러미 기저 앞 체 절단면 의 둘레가 낮게 나타나고, 등지느러미 기저 앞 체 절단면 전체 높이 및 등지느러미 기저 앞 체 절단면 폭에서 각각 차이가 없음을 고려한다면, 메기 기아 시 체장 변화는 다 른 형질보다 변화의 정도가 낮음을 시사하는 것으로 사료 된다. BTP 2의 값이 기아군에 비해 섭이군에서 높게 나타 난 반면, 상대 형질인 SS 3-3에서는 섭이군과 기아군이 유 의한 차이가 없게 나타남과 더불어 SS 2-1에서의 섭이군과 기아군 결과를 병행하여 고려 시, 기아는 일정 형질인 횡단 형태의 급격한 변화는 수반하지 않는 것으로 사료된다. SS 1-1, SS SS 1-2, SS 2-1, SS 3-1, SS 3-2, SS 3-3 및 SS 4-1의 모 든 체 절단형에서 메기 기아에 따른 유의한 차이, 즉 뚜렷 한 형태 변화는 보이지 않았다. 본 연구의 메기 기아 시 조 사된 체 절단면에서 나타난 여러 형질들을 여타 어류의 기 아 연구 시 적용된다면, 기아 시 어류들 간의 공통된 특정 변화 형질을 파악할 수도 있을 것이며, 이렇게 파악된 특정 형질은 그 대상 어류의 생태계에서의 영양상태 파악을 위 한 한 지표로도 활용될 수 있으리라 사료된다.

    본 연구에서의 결과는 메기의 기아 상태에 대한 외형 및 체 절단면 형질에 대한 정보를 제공한다. 이는 메기에 대한 먹이 조절에 대한 방법을 보조하고, 영양상태를 나타내는 기본 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 본 연구에서 사용한 조사 분석 방법을 타 어종에서 적용 시 그 영양 상태에 대한 정보를 파악하는 데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

    적 요

    메기 (Silurus asotus)를 대상으로 210일간 기아 시 계측 형질 및 체 절단면 형질을 측정하여 그 기아 효과를 조 사하였다. 실험 종료시 섭이군의 생존율은 92.2±0.47% 였으며, 기아군에서는 74.4±2.59%의 생존율을 보였다. Ls, DALPO/Ls, DADOP/Ls, ED/Ls, CH/Ls, BDAA/Ls, BDMA/Ls 및 BWAA/Ls의 8개 항목에서 유의한 차이를 보 였으며 (p<0.05), 다른 16개 항목 DALAD/Ls, DPDPL/ Ls, HPLAA/Ls, HALAV/Ls, HALOP/Ls, DAUPO/Ls, DADAV/Ls, DADAA/Ls, Max BL/Ls, Man BL/Ls, LD/Ls, HWOP/Ls, DAUF/HL, DAUS/HL, IW/HL 및 DAUE/HL 에서는 초기군, 섭이군 및 기아군의 세 그룹 간 유의한 차 이가 없었다 (p>0.05). 섭이군은 각 체 절단면에서 기아군 보다 더 높은 전체 높이 (THX), 더 넓은 너비 (WX) 및 더 넓은 면적 (AX)을 보였다. 본 연구는 메기의 기아 상태에 대한 외형 및 체 절단면 형질에 대한 정보를 제공한다. 이 는 메기에 대한 먹이 조절에 대한 방법을 보조하고 영양상 태를 나타내는 기본 기초자료로 활용될 수 있을 것이다. 또 한, 본 연구에서 사용한 조사 분석 방법을 타 어종에서 적 용 시 그 영양 상태에 대한 정보를 파악하는 데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

    사 사

    본 논문의 수정 시 건설적이고 도움되는 논평을 주신 익 명의 심사자들께 감사드립니다. 아울러 본 논문의 실험 시 수고하신 한국해양대학교 수산유전육종학연구실의 실원 들께도 감사드립니다. 본 연구는 교육부의 연구윤리 확보 를 위한 지침 (학술진흥법 제15조)과 식품의약품 안전처의 실험동물에 관한 법률 (법률 제1601호) 기준을 준수하였으 며, 아울러 한국해양대학교 연구윤리를 준수하였습니다.

    Figure

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    Morphometric measurements of each landmark of Far Eastern catfish, Silurus asotus used in this study (according to Park et al. 2004). Upper: lateral view of the whole body; Lower: dorsal view of the head part.

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    Total height (THX), width (WX), area (AX), height (HX), and belly thickness (BTX 1 and BTX 2) measured in Far Eastern catfish, Silurus asotus on a cross-sectional slice (lower figure) taken just anterior to the base of the pelvic fin (X=P), just anterior to the base of the dorsal fin (X=D), just anterior to the base of the anal fin (X=A), and just anterior to the midpoint of the anal fin (X=M) (upper figure).

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    Survival rates of fed and starved Far Eastern catfish, Silurus asotus during the 210-day experimental period. The aggregate survival rates of the fed and starved groups during the experimental period were determined in triplicate groups (according to Goo et al. 2020).

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    Typical external morphology of Far Eastern catfish, Silurus asotus at the conclusion of the starvation experiment. Initial (a), fed (b), and starved groups (c) in the 210-day period. Note that the lateral ventral region in the starved group is thin (arrows in Fig. 4c) (according to Goo et al. 2020).

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    Typical external morphology of a cross-sectional slice of Far Eastern catfish, Silurus asotus at the conclusion of the starvation experiment just anterior to the base of the pelvic fin (X=P), just anterior to the base of the dorsal fin (X=D), just anterior to the base of the anal fin (X=A), and just anterior to the midpoint of the anal fin (X=M). Also, refer to Fig. 2.

    Table

    Composition of the experimental diets used in the starvation experiment*1

    Dimensions of the morphometric characteristics used in this study*

    Morphometric dimensions of Far Eastern catfish, Silurus asotus treated for 210 days in the starvation experiment*

    Sectioned morphometric traits of Far Eastern catfish, Silurus asotus treated for 210 days in the starvation experiment*

    Shape traits of Far Eastern catfish, Silurus asotus treated for 210 days in the starvation experiment*

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