개량조개의 종묘생산을 위한 생물학적 기초자료를 얻고자 난발생에 영향을 미치는 수온, 염분 및 수용밀도에 관하여 실험한 결과, 수온에 따른 난발생의 각 단계에 이르기까지의 수온 (TW, $^{\circ}C$)에 따른 발생속도 (h, 시간)는 $18^{\circ}C$, $23^{\circ}C$, $28^{\circ}C$ 및 $33^{\circ}C$에서 D형 유생까지 각각 33시간 30분, 20시간 40분, 18시간 15분 및 15시간이 소요되어 수온이 높을수록 빨랐으며, 그 관계식은 다음과 같다. 2세포기 : 1/h = 0.1051WT - 1.4782 ($r^2=0.9926$) 8세포기 : 1/h = 0.037WT - 0.3686 ($r^2=0.9648$) 낭배기 : 1/h = 0.008WT - 0.0521 ($r^2=0.9134$) 담륜자 : 1/h = 0.0041WT - 0.0235 ($r^2=0.9072$) D형유생 : 1/h = 0.0024WT - 0.0102 ($r^2=0.9611$) 개량조개의 수온과 난발생 속도와의 관계에서 추정된 난발생의 생물학적 영도는 평균 $8.0^{\circ}C$였으며, 개량조개 수정란은 D형 유생까지의 발생률을 고려할 때 발생 가능한 수온은 $18-28^{\circ}C$, 적정 수온은 $23^{\circ}C$였다. 개량조개의 수정란이 D형 유생으로 발생 가능한 염분은 20-35 psu로 나타났고, 염분에 따른 수정란의 D형 유생까지 발생률을 고려할 때 최소 25 psu 이상이며 적정 염분은 30-35 psu였다. 수정란으로부터 D형 유생까지의 발생률을 높일 수 있는 수정란의 수용밀도는 사육수 1 ml 당 40개 이하로 나타났다.
이매패류의 부유유생은 성패(양식자원)에 직접적인 영향을 미치고 있어, 부유유생의 출현시기 및 출현량에 관한 연구는 자연 채묘량의 증대와 인공종묘의 생산을 위해서 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 유전자 분석기법을 이용하여 보성 연안에서 총 21종의 이매패류 부유유생을 확인하였으며, 이 중 구마모토굴(M. sikamea), 왜홍합(X. atratus), 종밋(M. senhousia), 참굴(M. gigas), 가리맛 조개(S. constricta), 새꼬막(A. kagoshimensis), Kurtiella aff. bidentata 그리고 꼬막(T. granosa)이 중요 부유유생으로 관찰되었다. 특히, 보성 연안해역의 주요 수산자원인 새꼬막(A. kagoshimensis)과 꼬막(T. granosa)은 각각 이매패류의 0.51~12.50% (평균 4.00%), 0.01~12.50% (평균 1.92%)의 구성비율을 차지하며 다른 이매패류보다 낮은 출현량을 보였다. 꼬막(T. granosa)과 새꼬막(A. kagoshimensis)의 부유유생은 6월부터 9월까지 관찰되었으나, 각각 8월 초와 8월말에 가장 높은 출현율을 보였다.
담수산 징거미새우, Macrobrachium nipponense의 유생을 부화후부터 후기유생단계까지의 전 유생기간동안 수온 $25^{\circ}C$, 염분 $7\%0$의 일정한 조건하에서 사육하고 섭이율, 호흡율, 배설율 및 성장율을 측정하였다. 성장은 건중, 탄소, 질소, 수소 및 단백질, 지질의 함량변화로서 측정하였는데 단백질보다는 지질이 더 높은 비율로 축적되었다. 그리고 모든 생리적, 생화학적 특성은 각 유생단계간에 그리고 개체의 탈피주기에 따라서 상당한 변화를 나타내었다. 평균섭이율은 탈피간기에 가장 높았으며 bell-shaped 양상을 나타내었다. 호흡율은 부화후부터 후기유생 단계까지 계속 증가한 반면, 배설율은 탈피간기에서 증가하여 bell-shaped 양상을 나타내었다. 이러한 생리적, 생화학적 자료로서 시간의 경과에 따른 발생변화의 양상과 생물에너지학적 효율을 분석하기 위하여 섭이율, 성장율, 호흡율 및 배설율등을 회귀방정식으로 나타내었다. 탈피주기동안 탄소는 초기에 증가하는 경향을 나타내었으며, 암모니아 질소는 탈피전기까지 꾸준히 증가하는 경향을 나타내었다. 단백질은 탈피전기의 중기에 다소 높은 축적을 보이면서 탈피전기의 말기까지 일정량을 유지하면서 체물질을 구성하는 우점성분으로 일정하게 유지되었다.
나팔고둥의 효율적인 종묘생산을 위한 생물학적 기초자료를 얻고자 산란유발, 유생 및 치패사육에 미치는 수온의 영향에 대하여 실험한 결과는 다음과 같다. 수온별 나팔고등의 산란양을 조사한 결과, 가장 많은 산란을 한 $15^{\circ}C$에서 전체 암컷이 2003년 11월에 113 개의 난낭을 산란하였고, 12월에 345 개, 2004년 1월에 1,232 개, 2월에 1,045 개의 난낭을 산란하여 우리나라에서 나팔고등의 산란기는 1월과 2월임을 알 수 있었다. 나팔고둥의 발생속도를 파악하기 위한 난발생과 유생의 성장 단계는 수정란, 4-세포기, 8-세포기, 상실기, trochophore, veliger, hatched veliger로 구분하였는데, 난낭을 뚫고 부출 하기까지 약 50-83일이 소요되었다. 각 발생 단계의 수온별 소요시간을 보면 8-세포기까지 $10^{\circ}C$에서는 10일, $15^{\circ}C$에서 7일이 걸렸고, $20^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$에서는 5일이 소요된 반면, $5^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$에서는 발생이 관찰되지 않았다. 나팔고등 유생의 수은별 성장을 조사한 결과, $10^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$ 에서는 모든 유생이 폐사하였고, $25^{\circ}C$의 경우 실험개시시 평균 $408{\pm}21.52{\mu}m$이던 유생의 30일 경과 후 $544{\pm}23.22{\mu}m$, 60일 경과 후 $683{\pm}19.76{\mu}m$로 성장하여 가장 높은 성장을 보였으나, 생존율은 10%로 가장 낮았다. 또한 $15^{\circ}C$의 경우 30일 경과 후 $509{\pm}18.34{\mu}m$, 60일 후 $625{\pm}19.76{\mu}m$로 성장하였고, 생존율은 23%로 가장 높게 나타나 치패사육시 가장 적정한 수온은 $15^{\circ}C$라 판단되었다.
피조개 D형 유생을 냉동보존하기 위한 적절한 첨가제 종류와 농도 및 동해방지제로 적용한 ethylene glycol 농도에 대한 냉동보존 효과실험을 실시하였다. 유생을 0$^{\circ}C$로 설정된 프로그램 냉동기로 옮겨 -1$^{\circ}C$/분의 냉동율로 -12$^{\circ}C$까지 냉동한 후 10분 동안 유지한 상태에서 식빙하고 -35$^{\circ}C$까지 재냉동한 다음, 즉시 액체질소통에 저장하였다. 1.0 M과 2.0 M ethylene glycol을 동해방지제로 사용하여 첨가제별로 D형 유생을 냉동한 결과, 0.5 M sucrose에서 생존율이 각각 50.5 ${\pm}$ 1.3%, 51.9 ${\pm}$ 1.7%로 가장 좋았다. 0.5 M sucrose를 첨가한 ethylene glycol의 농도별 냉동에서는 2.0 M이 생존율 51.9 ${\pm}$ 1.7%로 가장 높았다. 주사 및 투과전자현미경을 이용하여 유생을 관찰한 결과, 냉동 전, 후 유생의 외부형태 및 세포내 구조의 차이가 인정되지 않았다.
코끼리조개의 인공종묘생산 기술개발의 일환으로 성숙된 모패를 절개법에 의하여 인공수정시켜 난 발생 및 유생의 발달과정을 관찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 코끼리조개의 난은 분리침성란으로 나타났으며, 방란직후 알의 모양은 타원형이나 수정이 되면 직경 $70\mu$m의 구형으로 된다. 수정난의 발생은$ 11^{citc}C$에서 4시간 후 4세포기로 되고, 2일이 지나면 담륜자 유생(trochophore larvae), 수정 후 3일째에는 D상 유생, 23일째에는 각정기, 36일째에는 성숙유생으로 되었다. 수온(w)에 따른 각 단계별 소요시간(t)의 관계를 보면, 8세포 : 1/t=0.0209 w-0.1167 (r=0.9967) 포배기 : 1/t=0.0055 w-0.0192 (r=0.9825) 담륜자기 : 1/t=0.0034 w-0.0155 (r=0.9907) D상 유생기 : 1/t=0.0014 w-0.0023 (r=0.9843) 상기 식에서 산출된 코끼리조개의 생물학적 기초수온은 3.82$^{\circ}C$였다.
식물먹이생물인 미세조류를 대체할 수 있는 효모를 개발하기 위하여 빵효모 (S. cerevisiae), C. utilis 및 K. fragilis의 먹이효율을 조사하였다. 이들 3종류 효모의 세포벽을 제거한 것과 제거하지 않은 것을 Artemia nauplii를 대상으로 조사하였고, 그 중 가장 좋은 먹이효율을 보인 C. utilis를 택하여 진주담치 유생을 대상으로 그 먹이효율을 조사하였다. 또 효모의 먹이효율을 향상시키기 위하여 C. utilis의 세포벽을 약 25%, 50%, 75% 제거하여, 그에 따른 진주담치 유생의 먹이효율을 조사하였다. Artemia nauplii의 실험결과 C. utilis는 빵효모나 K. fragilis보다 높은 생존율과 성장을 보였다. Artemia nauplii와 진주담치 유생 실험 모두에서 C. utilis의 세포벽을 제거하여 공급한 실험구는 제거하지 않은 실험구보다 유의적으로 높은 생존율과 성장을 보였다. 또 세포벽을 많이 제거할수록 성장과 생존율은 높은 경향이었다. 세포벽을 75% 제거한 C. utilis를 공급한 진주담치 유생의 생존율과 성장은 대조구인 I. galbana를 공급한 실험구와 유의성이 없었다. 또 세포벽을 75% 제거한 C. utilis를 I. galbana와 50%씩 혼합하여 공급한 진주담치 유생은 I. galbana만을 100% 공급한 대조구에 비하여 유의적으로 높은 성장을 보였다(P<0.05). 따라서 세포벽을 75% 제거한 C. utilis는 조개류의 대표적 먹이생물로 알려진 I. galbana를 최소 50% 이상 대체할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 서식지와 포식압에 따라 머리 크기가 서로 다르게 나타나는 polyphenism에 대하여 한국산 도롱뇽 유생을 대상으로 이루어졌다. 인왕산과 수락산, 경기도 광주에서 채집해 온 도롱뇽의 알(난괴)을 서식지 특성과 포식압에 따라 4가지 그룹으로 나누었다. 서식지는 계곡 형과 웅덩이 형 두 그룹으로 나누었고, 포식압은 높음과 포식압 없음, 두 그룹으로 나누었다. 포식압 수준은 하루에 포식자의 cue에 노출된 빈도로 나누었으며 높은 수준은 하루 세 번으로 하였다. 포식 cue는 버들치의 냄새를 추출하여 사용하였고, 알 채집일 다음날부터 부화 후 일주일까지 cue에 노출시켰다. Chemical cue 노출 처리가 끝나는 부화 후 일주일이 되는 날, 각 도롱뇽 유생의 머리 중 가장 넓은 부분과 눈이 있는 부분의 길이, 그리고 snout-vent length를 측정하였다. 눈이 있는 부분의 길이는 머리 중 가장 넓은 부분으로 나눈 수치를 이용하여 통계 처리를 하였으며 결과는 다음과 같다. 도롱뇽 유생의 머리 크기 비율은 포식압의 수준이 높음에 따라 의미 있게 증가하였다. 또한 계곡형 서식지에 사는 도롱뇽 유생의 머리는 버들치의 cue에 반응하여 포식압이 높을 때 머리 크기 비율이 의미 있게 증가하지만, 웅덩이형 서식지에 사는 도롱뇽 유생은 무의미한 결과가 나타났다. 그리고 snout-vent length의 길이는 서식지와 상관없이 높은 포식압에서 증가하는 경향이 나타났다.
저염분 순치기간에 먹이를 섭취함으로서 얻을 수 있는 초기 유생의 생리적 변화는 다음과 같이 요약할 수 있다. 하루 동안의 순치기간에 염분농도에 따른 유생의 생존율은 차이를 보였지만 각 염분구간별 먹이섭취 유무에 따른 생존효과는 유사하였다. 그러나 먹이섭취 시 유생이 에너지원으로 활용할 수 있는 cholesterol, triglyceride의 증가가 있었으며 삼투압에 영향을 미칠 수 있는 glucose 농도가 유의적으로 증가하였다. 또한 저염분 순치기간 동안에 스트레스, 조직손상 및 대사작용의 지표가 되는 BUN과 creatine의 감소가 있었다. 먹이섭취로 인한 소화효소의 활성이 먹이를 섭취한 실험구 모두에서 증가하였다. 그러므로 유생발달과 함께 중요한 소화, 순환, 생식기관이 형성되며 탈피 성장을 위한 신진대사가 빠르게 진행되는 유생시기에 저염분 순치가 효율적으로 이루어져 향후 지속적인 성장을 유도하기 위해서는 먹이를 섭취하는 것이 더 효과적인 것으로 판단되었다.
인간과 같은 척삭동물문에 속하는 우렁쉥이 (Halocynthia roretzi)의 유생은 척추동물의 체제를 매우 단순화시킨 구조를 하고 있다 (Nishida, 1997). 유생은 약 10여종의 세포들로 구성되며, 미부 중앙에 척삭과 그 위에 신경관의 원형 (prototype)을 갖는다. 모든 배(embryo)들은 초기 발생과정에서 언제나 동일한 세포분열과 발생운명 양식을 나타낸다. 또한, 해부현미경을 이용하여 수정란으로부터 초기 원장배에 이르기까지 원하는 하나의 할구만을 분리, 제거 및 재결합하는 등의 micromanipulation실험이 가능하다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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