Effects of Temperature, Irradiance, and Nutrient Type on the Fragment Growth of Green Tide Alga Cladophora vadorum

녹조 대발생종 금발대마디말(Cladophora vadorum)의 절편 생장에 온도, 조도 및 영양염 종류가 미치는 영향

Abstract

The green macroalga Cladophora vadorum bloomed along the coast at Sangrok Beach, Buan, South Korea, in September 2015. To elucidate the cause of bloom, the effects of environmental factors on the vegetative growth of adult fragments were examined. Growth experiments were carried out under different combinations of temperatures and irradiances, and with a single factor of nutrients (nitrogen, phosphorus). The maximal growth of C. vadorum was reported under the combination of 25°C and 100 μmol photons m⁻²s⁻¹. The species grew under a wide range of N and P concentrations. The growth of C. vadorum peaked at 50 μM PO₄³⁻, 80 μM NH₄⁺, and 100 μM NO₃⁻. Adult fragments formed holdfasts and new branches within 3 days in culture and became adults, showing polarized growth patterns, in 2 weeks. This is the first report showing the development of numerous bladelets from a segment in Cladophora species. The present results indicate that Cladophora blooms appear under growth conditions that are favorable in terms of temperatures, irradiance, and nutrients via fragment growth patterns producing rapid holdfasts and many bladelets.

서 론

녹조대발생(green tides)은 부영양화 환경에서 녹조류의 과도한 증식을 말하며(Charlier et al., 2007; Shimada et al., 2008; Zhang et al., 2013), 이들의 발생 빈도와 발생해역이 지속적으로 증가하고 있어 세계적인 환경재해로 대두되고 있다(Blomster et al., 2002; Largo et al., 2004; Ye et al., 2011). 녹조대발생은 갈파래(Ulva), 염주말(Chaetomorpha), 대마디말(Cladophora), 헛뿌리말(Rhizoclonium) 속의 해조류에 의해 주로 일어나며(Fletcher, 1996; Taylor et al., 2001; Nelson et al., 2003), 생태계 구조 변화 및 생물다양성 감소를 초래하여 연안생태계에 나쁜 영향을 미친다(Nelson and Lee, 2001; Franz and Friedman, 2002). 예를 들면, 녹조대발생은 광과 공간에 대한 경쟁에서 열성인 해초류(seagrass bed) 개체군을 감소시키고(Råberg et al., 2005), 대발생 해조류의 괴사 및 침전은 해수의 용존산소를 감소(혹은 무산소 상태)시켜 무척추동물, 어류 및 포유류가 사멸지대(dead zone)를 형성하므로 종다양성이 높은 해역이 생장속도가 빠른 소수의 일년생 종만이 존재하는 해역으로 바뀐다(Hallegraeff, 1993; Worm et al., 2001). 결과적으로 녹조대발생은 연안의 관광명소 파괴, 선박의 안전 위협, 어획량 감소, 해면 양식 등 생태적 서비스와 엄청난 경제적 피해를 가져오고 있다(Liu et al., 2009; Hu et al., 2010; Ye et al., 2011).

중국(칭다오)에서 2008년에 대발생한 가시파래(Ulva prolifera)는 양적으로 100만톤 이상이었으며, 약 1,000억원(US$ 100 million) 이상의 제거비용이 발생하였으며(Wang et al., 2009), 이후에도 어업활동에 의한 김 양식장에 착생한 갈파래류 절편과 방출된 유주자에 의해 지속적으로 대발생이 일어나고 있다(Zhang et al., 2014; Wang et al., 2015). 가시파래에 의한 녹조대발생은 파래류의 분류, 생리, 생태학적 연구를 촉진시키는 시발점이 되었으나(Zhang et al., 2013), 향후 다양한 해조류에 의한 녹조대발생이 예견되므로 체계적인 관리를 위해서는 잠재적인 대상종에 대한 생리 및 생태학적 연구가 필요한 시점이다. 일반적으로, 녹조대발생 원인종은 영양염 흡수와 광합성효율이 좋아서 빠른 생장을 보이는 일년생이며(Peckol et al., 1994; Duarte, 1995; Tan et al., 1999; Merceron et al., 2007; Nelson et al., 2008; Choi et al., 2010), 개체군 생장은 현미경적 세대인 유주자낭(zoosporangia) 혹은 배우자낭(gametangia), 그리고 성체의 절편 생장에 의해 일어나는 것으로 알려져 있다(Dan et al., 1997; Deng et al., 2011; Zhang et al., 2013, 2016). 한 예로, 갈파래류인Ulva mutabilis와 U. prolifera (=Enteromorpha prolifera)의 절편은 성숙을 촉진시켜 유주자를 대량으로 동시에 생성한다고 하였으며(Nordby and Hoxmark, 1972; Dan et al., 1997; Lin et al., 2008), 최근 황해에서 발생한 Ulva prolifera의 대발생은 절편(fragment)에 의한 무성생식이 중요한 메커니즘이라고 하였다(Zhang et al., 2016). 절편 재생(fragment regeneration)은 이끼깃털말(Bryoposis hypnoide)과 녹조대발생 종인 Chaetomorpha valida의 새로운 개체군 형성에 기여하는 것으로 확인되었으며, 이러한 절편은 인간활동이나 초식자의 섭식활동에 의해서 발생한다고 하였다(Deng et al., 2011).

녹조류 대마디말 속(Cladophora spp.)에는 214종의 사상형 해조류가 포함되어 있으며, 이들은 조간대에서 조하대까지, 그리고 담수에서 해수까지 세계적인 분포를 보이는 유비쿼터스 종이다(Dodds and Gudder, 1992; Graham et al., 2009; Guiry and Guiry, 2016). 이러한 대마디말류는 다양한 온도, 염분, 조도와 수소이온농도(pH)에 내성을 가지며(Entwisle, 1989; Taylor et al., 2001), 빠른 영양염 흡수와 생장으로 다양한 지역(미국, 캐나다, 핀란드 등)에서 녹조대발생을 일으켰다(Pitkänen et al., 1997; Vahteri et al., 2000; Higgins et al., 2008). 대마디말류인 Cladophora vagabunda의 생장은 질소(N, nitrogen)와 인(P, phosphorus)의 이용 가능성 및 조도와 온도의 상호작용에 의해서 결정되며, 영양염이 많을수록 개체군 생장은 빠르다고 하였다(Peckol et al., 1994). 다른종의 대발생에서 나타나는 것처럼, 대마디말류에 의해 생성된 해조류 매트는 부패과정에서 악취를 발생시켜 관광객 감소(Higgins et al., 2008)와 산소 고갈에 따른 저서동물의 종다양성과 생물량을 감소시켰다(Valiela et al., 1997; Lomstein et al., 2006; Balkis et al., 2013). 대마디말류인 수정대마디말(Cladophora glomerata)에 대한 연구는 미국 오대호 인근에서 주로 수행되었으며, 원인은 용존 인산염과 밀접한 관련이 있다고 하였다(Higgins et al., 2008). 최근, 우리나라 서해안의 상록해수욕장 인근에서 2015년 9월에 약 214톤의 금발대마디말(Cladophora vadorum)의 대발생이 일어났다. 이로 인해 경제종인 홍조류 김의 종묘생산에 지장을 초래하여 어업인의 경제적 손실을 유발시켰으며, Ha et al. (2016)은 이곳의 해수의 총인산염(0.438 mg L−1)이 서해안 평균(0.046 mg L−1)에 비해 높게 나타남으로써 대발생의 원인을 고농도의 인산염 이라고 하였다. 따라서 본 연구는 우리나라 연안에서 최초로 발생한 금발대마디말 대발생의 원인을 구명하기 위하여, 온도, 조도와 영양염 종류가 금발대마디말 성체의 절편 생장과 재생에 어떠한 영향을 미치는지를 파악하고자 하였다.

 

재료 및 방법

금발대마디말의 엽체는 전북 부안군 상록해수욕장(34° 60' N, 126° 48' E)에서 2015년 9월에 채집되었으며, 현장해수가 담긴 플라스틱 샘플병에 넣어 실험실로 운반한 후, 유화용 붓과 여과 및 멸균해수(0.45 μm)로 수회 세척하였다. 이후, 금발대마디말 엽체(3 g)를 멸균해수(100 mL)와 함께 파쇄기에 넣고 8,000 rpm으로 10 s 동안 세단한 후 망목(Ø 0.5 mm)으로 여과하고 메스실린더로 침강시켜서 실험에 필요한 3-4개의 마디를 가지는 절편(fragments)을 확보하였다.

성체의 형태와 발생

금발대마디말 절편의 생장 및 가근의 형성과정을 확인하기 위하여, 6개의 슬라이드글라스 조각(2.5×2.5 cm)과 15 mL의 PES 배양액(Provasoli, 1968)이 담긴 페트리디쉬(Ø 9 cm)에 3 mL의 금발대마디말 현탁액(1 mL 당 약 100개 절편)을 접종한 후, 25℃, 100 µmol photons m−2s−1와 12:12h L:D (Light:Dark)의 광주기로 세팅된 배양기(Bionex, Korea)에서 2달 동안 배양하였다. 배양기간 동안 배양액은 3일 간격으로 전량 교환하였으며, 배양기의 광원은 형광등이었고 조도는 디지털 조도계(DX-200)로 측정하였다. 절편의 생장패턴과 기부 생성 등 형태적 변화는 광학현미경(Olympus BH-2, Japan)으로 관찰하였고 부착된 디지털카메라(Canon IXUS 860IS)로 촬영하였다.

온도와 조도 영향

온도와 조도가 금발대마디말의 생장에 미치는 영향을 파악하기 위하여, 마개가 달린 배양용기에 PES 배지(5 mL)와 현탁액(1 mL)을 넣은 후 각기 다른 온도(15, 20, 25, 30℃)와 조도(50, 100 μmol photons m−2s−1)로 세팅된 인큐베이터에서 8일 동안 배양하였다. 모든 배양기에서 광주기는 12:12h L:D로 동일하였으며, 실험 조도는 형광등과 배양용기의 간격을 조절하여 만들었다. 배양액은 3일 간격으로 전량 교환하였으며 규조류의 생장을 억제하기 위하여 GeO2 (5 mgL−1)를 배양액에 첨가하였다(Shea and Chopin, 2007).

배양 개시 전과 배양 8일 후, 금발대마디말은 현미경에 부착된 디지털카메라로 촬영되었다. 실험구별로 3회 반복구를 두었으며, 반복구별로 30개체를 무작위로 선택하여 Image J 프로그램으로 길이를 측정하였고 평균값을 이용하여 상대생장률(RGR, relative growth rate)을 아래의 식으로 계산하였다(Serisawa et al., 2002).

L2는 배양 종료 시, L1은 배양 개시 때의 절편 길이이고 T2–T1는 배양기간(day)을 나타낸다.

영양염 종류와 생장

금발대마디말의 생장에 영양염의 종류가 미치는 영향을 파악하기 위하여, 먼저 저영양염해수(100 mL)가 담긴 3개의 비이커에 각기 NaH2PO4 (0.142 g)을 용해시켜 인산염 stock solution (10 mM)을, NH4Cl (0. 540 g)을 녹여 암모늄 stock solution (100 mM)을, 그리고 NaNO3 (0.850 g, Sigma Co., USA)를 녹여 질산염 stock solution (100 mM)을 만들었다. 이후, 저장용액(stock solution)을 저영양염해수로 희석하여 다양한 농도의 인산염(0, 10, 20, 50, 100 μM), 암모늄(0, 5, 10, 40, 80, 100 μM)과 질산염 농도(0, 10, 40, 80, 100, 200 μM)의 배양액을 만들어 실험에 사용하였다. 저영양염해수(low nutrient seawater, OSIL, LNS23, UK)는 질산염(nitrate), 아질산염(nitrite), 인산염(phosphate)의 농도가 <0.1 μM이하이고 규산염(silicate) 농도가 <0.3 μM 이하로 제조된 인공해수이다. 다양한 인산염, 암모늄과 질산염 농도를 가진 배양액(5 mL)이 담긴 배양용기에 금발대마디말 절편 현탁액(1 mL)을 넣었으며 실험구별 3개 반복구를 두었다. 배양액은 3일 간격으로 전량 교환하였으며, 금발대마디말은 25℃, 100 μmol photons m−2s−1와 12:12h L:D로 세팅된 배양기에서 6일 동안 배양되었다. 금발대마디말의 길이 측정과 상대생장률은 온도와 조도 실험과 동일한 방법으로 수행되었다.

통계분석

다양한 환경요인(온도, 조도, 영양염)이 금발대마디말의 생장에 미치는 영향을 파악하기 위하여, 통계분석은 Cochran’s test로 등분산검정(homogeneity of variances)을 실시하여 데이터의 동질성을 확인한 후, one-way ANOVA test (영양염)와 two–way ANOVA test (온도×조도)로 금발대마디말의 생장에 대한 유의차를 검정하였다. 평균에 대한 유의차가 발견되면 Tukey’s HSD test 방법으로 사후 검정을 실시하였으며(Sokal and Rohlf, 1995), 데이터 분석을 위해 사용된 통계 프로그램은 STATISTICA version 7.0이었다.

 

결 과

성체의 형태와 발생

금발대마디말 엽체는 황록색으로 두 갈래로 분지된 긴 실모양의 사상체이며, 세포의 길이는 183.94±5.96 μm (mean ± SE, n=50 cells)였고, 직경은 31.28±1.09 μm (n=50)로서 길이/직경의 비율은 6.01±0.17 μm이다(Fig. 1A, 1B). 금발대마디말의 생장은 절편의 정단부에서 일어났으며, 새로 생장한 부위는 배양전에 접종된 절편에 비해 세포너비가 가늘어(23.74±0.67 μm, n=50) 구분되었다(Fig. 1C). 말단부에서는 3일 후에, 부착기가 생성되기 시작하였으며, 2주 후에는 발달된 기부형태를 보였다(Fig. 1D, 1E). 배양 4주 후 금발대마디말 절편의 부착기 면적은 0.02±0.00 mm2로 증가하였다(Fig. 1F). 보통 부착기는 말단부에서 생성되었지만, 새롭게 생장한 정단부에서도 형성되는 경우도 관찰되었으며(Fig. 1C), 많은 부착기를 가진 절편도 있었다(Fig. 1G). 약 8주 배양한 금발대마디말의 기부에서는 다량의 가늘고 긴 엽체가 생성되어 서로 엉켜서 생장하였다(Fig. 1H, 1I).

Fig. 1.Development of new filaments of Cladophora vadorum. A: Field-collected materials. B: Cut fragments. C: A developed new filaments (arrow). D: Formation of holdfast. E: A developed holdfast after 2 weeks in culture. F: Holdfast development after 4 weeks. G: Two parts of holdfasts. H: Secondary branches from holdfast after 8 weeks of incubation. I: 8 weeks old cultured fragments. Scale bars are 200 μm (A,G), 100 μm (B-C), 50 μm (D-F), 1 mm (H), 0.2 cm (I).

온도와 조도 영향

온도-조도 생장 실험에서 배양 전 금발대마디말 절편의 길이는 320.79±8.71 μm (mean±SE, n=300 fragments)였으며, 배양 8일 후에 556.17-2358.71 μm로 생장하였다. 조도별 엽체의 길이는 1,442.08±178.69 μm (50 μmol photons m−2s−1)와 1,624.46±149.67 μm (100 μmol photons m−2s−1)로 생장하여 동일한 온도조건에서는 고조도에서 빠른 생장을 보이는 것으로 나타났다(F1,16=46.72, P<0.01). 다양한 온도조건(15-30℃)에서 금발대마디말은 생장하였으며, 절편의 길이는 15℃에서 762.75±93.50 μm로 최소였고 25℃에서 2,288.81±40.31 μm로 최대로서, 25℃에서는 다른 온도와 구별되는 빠른 생장을 보였고(P<0.01), 20과 30℃의 실험구 사이에는 유의차가 없었다(Tukey test, P＞0.01, Table 1). 배양기간에 금발대마디말의 상대생장률은 8.62-32.53 % day−1를 보였으며 25℃의 100 μmol photons m−2s−1에서 최대였다(Fig. 2).

Table 1.df, dgrees of freedom; MS, mean square; F, F-statistic variance ratio; P, probability.

Fig. 2.Relative growth rate (RGR, % day−1) of Cladophora vadorum cultured under various temperature and irradiance levels for 8 days. Culture conditions were 34 psu and 12:12h L:D. Data represents mean±SE (n=3 replicates)

영양염 종류와 생장

배양 개시 전, 금발대마디말 절편의 길이는 377.27±9.58 μm (mean ± SE, n=300)였으며, 배양 6일 후, 인산염 실험구(0, 10, 20, 50, 100 μM)에서 생장한 절편의 길이는 839.32-978.74 μm였다. 금발대마디말 절편의 상대생장률은 12.74-15.42% day−1로써 인산염 농도가 50 μM인 실험구에서 최대였고 고농도(100 μM)에서는 오히려 생장이 지연되었다(Fig. 3A). 사후 검정 결과, 금발대마디말의 상대생장률은 3개의 인산염 농도 10, 20, 100 μM에서는 유의차가 없는 것으로 나타났다(Tukey HSD test, P＞0.01).

Fig. 3.Relative growth rate (RGR, % day−1) of Cladophora vadorum grown in PO43− (A), NH4+ (B) and NO3− (C) for 6 days. Fragments were cultured under 25℃, 100 μmol photons m−2s−1 and 12:12h L:D. Vertical bars indicate standard errors (n=3 replicates). Different letters indicate significant group of mean found with the Tukey HSD test.

금발대마디말은 5-100 μM의 다양한 암모늄 농도에서 생장하였으며, 6일 배양한 절편의 길이는 826.93-1,019.30 μm였고 상대생장률은 12.69-16.08% day−1였다(Fig. 3B). 금발대마디말의 생장은 암모늄 농도와 비례하여 증가하였으나 최대생장이 일어난 80 μM를 정점으로 하여 고농도인 100 μM에서는 오히려 감소하는 것으로 나타났다(F5,12=104.49, P<0.01).

질산염이 첨가된 배양액에서 금발대마디말 절편의 길이는 배양 6일 후에 751.97-1035.34 μm였고 상대생장률은 11.26-16.47% day−1였다(Fig. 3C). 금발대마디말의 생장은 저농도(0, 5, 10, 40 μM)에 비해 고농도(80, 100 μM)에서 빠른 생장을 보였으나(F6,14=99.13, P<0.01), 200 μM의 고농도에서는 오히려 생장이 억제되었다. 사후검정에서 금발대마디말의 생장은 80과 100 μM에서는 유의차가 없었으나, 나머지 실험구에 비해 빠른 생장을 보였고, 저농도 실험구(0, 5 μM)에 비해 10, 40 및 200 μM에서 높은 생장을 보였다(Tukey test, P＞0.01).

 

고 찰

녹조대발생을 일으키는 갈파래, 염주말과 대마디말류에 속하는 종의 생장을 결정하는 가장 중요한 환경요인은 온도와 조도이며, 이들은 다양한 온도와 조도 하에서 생존과 생장이 가능한 것으로 알려져 있다(Taylor et al., 2001; Nelson et al., 2008). 본 연구에서 금발대마디말의 성체 절편은 15℃에 비해 상대적으로 고온인 20과 25℃에서 빠른 생장을 보였는데, 2015년에 상록해수욕장에서 대발생이 일어난 8-9월의 평균 수온인 25℃와 일치하였다. 또한, 녹조대발생종인 솜대마디말(Cladophora albida)과 송이가지대마디말(C. vagabunda)도 최대 생장이 25℃에서 일어난다는 Breeman et al. (2002)의 연구결과와 유사하였다. 본 연구에서 금발대마디말 절편은 저조도(50 μmol photons m−2s−1)에 비해 고조도인 100 μmol photons m−2s−1에서 빠른 생장을 보였는데, 이는 담수인 오대호에서 대발생한 수정대마디말의 최대 생장조건(20℃와 120 μmol photons m−2s−1)과 유사한 생리적 특성을 보였다. 또한, 금발대마디말의 성체 절편은 20-30℃에서 상대생장률이 25-33% day−1로서 세계 최대 규모의 대발생 종인 가시파래의 10-25% day−1 (16-26℃, 100-200 μmol photons m−2s−1에서)에 비해 높게 나타남으로써(Luo et al., 2012), 금발대마디말의 여름철 대발생에 많은 관심과 관리가 필요할 것으로 생각된다.

해조류의 유성 및 무성생식은 대발생을 일으키는 종의 중요한 메카니즘이며, 새로운 해역에 도입된 종은 엽체의 재생(regeneration)에 의한 무성생식을 하는 특성을 가지고 있다(Maggs and Stegenga, 1999; Boudouresque and Verlaque, 2002; Nyberg and Wallentinus, 2005). 특히, 영양번식(vegetative propagation)은 포자 생존이 어려운 스트레스가 심한 환경에서 효율적이며(Lin et al., 2008), 그 중에서 엽체의 절편에 의한 재생(fragment regeneration)은 대발생 종의 성숙 촉진 나아가 대량의 유주자 방출을 유도함으로써 대발생의 중요한 요인으로 작용한다(Hiraoka et al., 2004; Deng et al., 2011). 이러한 절편 재생 형태의 녹조대발생은 1992-2000년에 핀란드(걸프만)와 2008년에 중국(칭다오)에서 일어난 가시파래의 대발생과 밀접한 관련이 있는 것으로 확인되었다(Blomster et al., 2002). 또한, 중국에서 최대규모의 대발생을 일으킨 가시파래는 다른 갈파래류(Ulva intestinalis, U. compressa)와 다르게 절편에서 수많은 소엽(blade-let)를 생성하였고 각 소엽이 한 개체로 발달하는 생장 전략을 가진다고 하였다(Zhang et al., 2016). 본 연구에서도 금발대마디말의 성체 절편은 단기간에 부착기를 형성하였고 기부에서 수 많은 소엽이 생성됨을 확인하였으며 정단부에서는 빠른 극성 생장(polarized growth)을 보였다. 갈파래류의 절편에서 부착기와 가지 형성은 가끔 기록되었지만(Eaton et al., 1966; Lee and Wichroski, 1996; Zhang et al., 2016), 대마디말류에서의 부착기와 소엽 형성은 본 연구에서 최초로 관찰되었다.

금발대마디말 절편의 생장은 대조구(0 μM)에 비해 인산염(10-100 μM), 암모늄(5-100 μM), 혹은 질산염(5-200 μM)이 첨가된 실험구에서 촉진되었으며, 최대 생장이 일어나는 영양염 농도는 50 μM (인산염), 80 μM (암모늄)과 100 μM (질산염)로서 영양염 종류에 따라 다른 것으로 나타났다. 복술대마디말(Cladophora dalmatica)의 최대 생장을 위한 영양염 농도는 10 μM (인산염), 100 μM (암모늄)과 800 μM (질산염)로서 이때 생장률은 4-8% day−1였으며(Taylor et al., 2001), Cladophora coelothrix는 암모늄 35-70 μM에서 10-15% day−1로 빠른 생장을 보였다(de Paula Silva et al., 2008). 본 연구에서 금발대마디말의 생장률은 15-17% day−1로서 복술대마디말(4-8% day−1)과 Cladophora coelothrix (10-15% day−1)에 비해 높은 생장률을 나타냈다. 1970년에서 1990년까지 오대호에서 늦가을에 일어난 대마디말류의 대발생은 고농도의 인산염(210-421 μM) 때문으로 확인되었으며(Nicholls et al., 2001), 이외에도 인산염 농도와 대마디말의 생장(혹은 생물량)은 정비례하는 것으로 알려져 왔었다(Higgins et al., 2005a, 2005b). 그러나, Taylor et al. (2001)에 따르면 복술대마디말은 인산염 30 μM과 고농도의 질산염 100 μM에서 생장이 저해되었고, 본 연구에서도 금발대마디말의 생장은 고농도의 인산염(100 μM), 암모늄(100 μM), 질산염(200 μM)의 농도에서 오히려 생장이 억제되는 것이 확인되었으나 생장을 억제하는 생리적 기작에 대해서는 밝혀져 있지 않는 상태이다.

해조류의 개체군 생장은 적절한 온도와 조도 범위에서 기하급수적으로 증가하며(Sousa et al., 2007; Liu et al., 2010), 대발생을 일으키는 녹조류는 일반적으로 초봄에 빠른 생장을 시작하고 여름에 최고조에 도달하였으며, 다양한 환경조건에서 생존 및 생장에 대한 내성을 보였다(Kim et al., 2004; Liu et al., 2009; Zhao et al., 2011). 금발대마디말은 서해안 상록해수욕장에서 2015년 8-9월에 대발생을 일으켰는데 이때 수온과 조도가 최적 생장조건이었고, Ha et al. (2016)는 해수의 총 인(TP)의 농도(5 μM)와 총 질소(TN)의 농도(30 μM)가 서해안의 다른 해역의 해수에 비해 10배(총 인)와 5배(총 질소)가 높은 것을 확인하여, 대발생의 원인을 인간활동으로 인한 영양염의 과다공급으로 보고하였다.

결론적으로, 본 연구에서 영양염 농도에 대한 실내배양의 결과는 2015년의 금발대마디말 대발생이 부영양화가 원인이라는 Ha et al. (2016)의 결과를 뒷받침하며, 더불어 영양염 종류(인산염, 암모늄, 질산염)와 성체의 절편 생장도 대발생과 밀접한 관련이 있는 것으로 확인하였다. 특히, 실내배양에서 금발대마디말 성체 절편의 부착기 형성과 수많은 소엽(blade-let)의 형성에 대한 관찰은 금발대마디말의 생리적 특성도 대발생을 촉진시키는 중요한 요인임을 밝혔다. 금발대마디말의 가늘며 긴 엽체가 파도나 초식자에 의해 쉽게 절단될 수 있으며, 대발생 현장에서 부착기를 가진 엽체는 관찰되지 않았다는 것은 이를 뒷받침하고 있다. 마지막으로 금발대마디말의 사상형 엽체는 표면적 증대로 다른 종에 비해 영양염 흡수 효율이 높았을 것으로 생각되며, 향후 이러한 대마디말류의 대발생에 대한 대책이 필요할 것으로 생각된다.