• 제목/요약/키워드: filter-feeding bivalve

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이매패의 생물정화 기작을 이용한 마산만의 수질개선방안 (Water quality management by bio-purification of bivalve, Mytilus galloprovincialis, in Masan Bay)

  • 홍석진;엄기혁;장주형;박종수;김동명;권정노
    • 한국습지학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.71-84
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    • 2007
  • 마산만은 한국의 대표적인 반 폐쇄성 내만으로 유속이 느리며, 해수의 순환이 제한되어 입자물질의 침강이 주로 일어나고 있다. 특히, 육상기원 오염물질 유입은 환경오염문제를 일으켜, 부영양화, 적조, 저층 빈산소 현상 등의 문제가 빈번히 발생하고 있다. 본 연구에서는 생태계 모델을 이용하여, 이매패류를 포함하는 생태계 시스템에서 물질순환 과정의 계산을 수행하였으며, 여과식자인 이매패류에 의한 COD와 식물플랑크톤 같은 입자유기물질의 제거 효과도 계산하였다. 또한, 이매패류 양식장의 입식위치와 입식량을 산정하여, 생물학적 수질관리에 적용하고자 하였다. 모델결과에서, 최적 입식위치는 해양 물리적 과정을 참고로 하여 식물플랑크톤의 집적이 일어나는 곳을 선정하였으며, 최적 입식밀도는 35 개체/$m^{-3}$였고, 최적 입식 면적은 약 500 ha로 나타났다. 이매패류가 최적의 성장을 보인다고 가정하면, 육상부하의 삭감에 관한 노력 없이도 수중의 COD 농도의 18%의 개선효과가 나타났다.

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담수 이매패류 3종의 여과율 측정을 통한 조류 제어의 생물학적 접근 가능성 (Biological Accessibility to Algae Control through Measurement of Filtration Rate of Three Freshwater Bivalves)

  • 나영권;김동균;김영신;박정호;곽인실
    • 생태와환경
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    • 제54권1호
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    • pp.39-48
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    • 2021
  • 본 연구에서는 2020년 6월에서 9월까지 4개월 동안 우리나라 하천 중 금강 백제보에 주로 서식하는 말조개, 펄조개와 대칭이를 채집하여 서식처 특성을 살펴보았고, 이들의 여과율을 실내 실험을 통하여 측정하여 검량선을 산출하였다. 백제보에서 채집된 말조개, 펄조개, 대칭이는 24시간 동안 평균 154.84 ㎍ L-1의 Chl-a를 제거하였으며, 이는 실내 수조(2 L) 내의 식물플랑크톤 C. vulgaris(초기 Chl-a=168.34 ㎍ L-1)를 약 24시간 만에 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서 사용한 말조개, 펄조개, 대칭이가 연평균 4만 마리가 서식할 경우(Lee et al., 2020), 6월 한달 동안 예상되는 Chl-a의 저감 효과는 10.55%으로 예측되고 7월의 경우 34.88%, 8월의 경우 20.14%, 9월의 경우 46.21%로 평균 27.94%의 저감 효과를 예상할 수 있다. 이러한 결과는 간접적으로 이매패류가 서식지에서 효과적으로 Chl-a를 제거할 수 있을 가능성을 제시한다. 실제로 이매패류를 통하여 수생태계의 조류 제어능력을 평가하기 위해서는 이매패류뿐만 아니라 식물플랑크톤, 수생식물, 저서생물, 퇴적물, 유속 등의 작용들을 종합적으로 고려해야 하지만 본 연구에서는 이매패류의 여과율과 이에 따른 Chl-a에 저감율에 기반하여 수생태계 조류 제어능력을 산정하였다. 본 연구 결과들은 차후 다양한 요인과 관점에서의 통합된 연구에 기초적인 정보를 제공할 것으로 사료된다.

참재첩을 이용한 부영양호의 수질개선 (Water Quality Improvement with the Application of Filter-feeding Bivalve (Corbicula leana Prime) in a Eutrophic Lake)

  • 김호섭;박정환;공동수;황순진
    • 생태와환경
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    • 제37권3호통권108호
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    • pp.332-343
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    • 2004
  • 본 연구에서는 여과섭식성 이매패류인 참재첩(Corbicula leana)의 섭식에 따른 수체내 영양염 및 입자성 물질의 변화를 mesocosm (width ${\times}$ length ${\times}$ depth: 3 m ${\times}$ 3 m ${\times}$ 0.5 m)에서 분석함으로써 수질개선기법으로의 적용가능성을 검토하였다. 짧은 기간 동안의 mesocosm실험은 패류의 교체를 통한 연속적인 두 단계로 수행되었다. 첫 번째 단계는 패류 투입 이후 8일 동안이며 패류의 교체 이후의 진행된 8일 동안의 실험은 두 번째 단계로 구분된다. 이러한 연속적인 실험을 통해 조개의 섭식에 따른 수질변화를 좀더 명확하게 비교할 수 있었다. 재첩 투입 직후 높은 패사율을 보였으나 처리구의 교체가 있던 8일의 재첩의 패사율은 4 ind $day^{-1}$ 이하로 안정된 상태를 유지하였다. 엽록소 a 농도는 투입 직후의 수체 내 농도와 비교해 패류의 교체전과 후에 각각 71%, 88% 감소하였고 부유물질은 70%, 77% 감소하였으며, 여과율은 평균 0.46과 0.61 mL AFDW $mg^{-1}$ $hr^{-1}$이였다. 폐사율이 높았던 시기에 수중 내 암모니아성 질소와 용존총인이 증가하였다. 폐사율과 암모니아 농도는 양의 상관성을 보인 반면에 (r = 0.95, P<0.001), 용존총인의 농도는 폐사율과 음의 상관성을 나타냈다 (r = 0.94, P<0.001). 패류의 폐사율이 낮았던 교체 이후에도 암모니아의 농도는 증가하였고 실험 초기 대조구와 비교해 높은 농도를 유지하였다(P= 0.042, ANOVA). 반면에, 용존 총인은 비록 농도가 증가하였으나 초기 대조구와 비교해 큰 차이는 없었다(P= 0.509, ANOVA). 이러한 결과들은 만약 패류가 투입 초기에 새로운 서식지에 성공적으로 정착한다면 부영양 호수의 수질을 효과적으로 개선할 수 있는 방법이 될 수 있음을 시사한다.

북한강 수계에 분포하는 말조개의 남조류 섭식특성 (Grazing Effects of Freshwater Bivalve Unio douglasiae of the North Han River on the Cyanobacterial Bloom Waters)

  • 이연주;김백호;황순진
    • 생태와환경
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    • 제41권3호
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    • pp.367-373
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    • 2008
  • 유해남조의 생물학적 제어를 위한 연구의 일환으로 북한강수계(가평)에 서식하는 이매패 말조개(Unio douglasiae)의 섭식특성을 조사하였다. 섭식실험은 크게 시간별, 개체크기, 동물밀도, 먹이밀도 (엽록소-a 농도) 등에 따라 패류의 여과율 및 배설물 생산량을 각각 측정하였다. 말조개의 여과율은 섭식 후 적용 7시간째 (0.21 L $g^{-1}h^{-1}$, 0.54 mg $g^{-1}h^{-1}$), 크기 5 cm보다 작은 개체에서 최고 여과율 및 배설물 생산량 (5.89 L $g^{-1}h^{-1}$, 16.38 mg $g^{-1}h^{-1}$)을 각각 나타냈다. 또한 가장 낮은 먹이밀도 (엽록소-a 88.5 ${\mu}gL^{-1}$)에서 0.41 L $g^{-1}h^{-1}$로 최고 여과율을 보였으며, 일정 먹이농도 이상에서는 배설물 생산량이 증가하지 않는 것으로 나타났다. 또한 패류의 조류 제어효과는 개체 밀도가 증가할수록 뚜렷한 효과를 나타냈다. 결국 이상의 결과들은 북한강에 서식하는 이매패 말조개가 부영양호수의 남조류 제어의 유용생물로서 적용 가능성을 입증하였다.

식물플랑크톤에 대한 담수산 패류 (참재첩)의 섭식효과 (Filter-Feeding Effect of a Freshwater Bivalve (Corbicula leana PRIME) on Phytoplankton)

  • 김호섭;신재기;황순진
    • 생태와환경
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    • 제34권4호통권96호
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    • pp.298-309
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    • 2001
  • 영양상태가 다른 두 호수에서 식물플랑크톤 군집에 대한 담수산 패류의 섭식 효과를 2000년 6월부터 9월까지 조사하였다. 실험은 10 l 플라스틱 용기에 패류를 투입하지 않는 것과 투입한 것으로 처리되었고 2반복으로 수행되었다. 수체 내 존재하는 총질소와 총인 그리고 엽록소 a 농도는 소양호에 비해 일감호에서 월등히 높았다(p<0.01). 일감호에서 우점한 식물플랑크톤 군집은 거의 대부분 남조류 였던 반면 소양호에서는 편모조류가 우점하였다. 패류가 투입된 용기 내 총 식물플랑크톤의 감소율은 소양호와 일감호에서 각각 $1.70{\sim}7.39\;d^{-1}$그리고 $0.38{\sim}1.64\;d^{-1}$의 범위였다. 시간에 따른 식물플랑크톤의 변화를 바탕으로 한 패류의 유기물함량에 따른 여과율(FR; $ml\;mgAFDW^{1}\;h^{-1}$)은 일감호(0.24${\sim}$0.88)에서 보다 소양호(1.70${\sim}$3.06)에서 높았다. 조개 개체 당 여과율($l\;mussel^{-1}\;day^{-1}$)은 소양호에서 1.6${\sim}$7.8 l,일감호에서 1.7${\sim}$3.0 l로 나타났다(p<0.05).생물량에 대한 C-flux로 고려할 때, Corbicula leana는 소양호의 경우 식물플랑크톤 현존량의 0.8${\sim}$4.4배를, 일감호에서는 0.4${\sim}$l.6배를 섭식하는 것으로 조사되었다. 패류의 섭식 활동으로 인해 인의 농도가조개가 없는 용기에 비해 30${\sim}$50%증가하였다. 본 연구에서 나타난 결과들은 참재첩 (Corbicula leana)의 여과 섭식 잘동이 식물플랑크톤의 밀도와 군집구조에 따라 차이가 있음을 제시한다. 또한, 매우 부영양화된 호수에서도 참재첩은 높은 여과율을 나타냄으로써 국내 소규모의 부영양화된 호수에서 수질관리에 담수패류를 이용할 수 있는 가능성을 제시한다.

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남세균 제어를 위한 동물플랑크톤(Daphnia magna)과 패류(Unio douglasiae)의 단독 및 혼합적용 (Combined Effects of Filter-feeding Bivalve and Zooplankton on the Growth Inhibition of Cyanobacterium Microcystis aeruginosa)

  • 김난영;박명환;황수옥;김백호;황순진
    • 생태와환경
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    • 제48권2호
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    • pp.108-114
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    • 2015
  • 유해조류의 생물학적 제어를 위하여 여과능이 입증된 패류와 동물플랑크톤을 혼합적용하고, 현장적용 가능성을 검토하였다. 실험수는 매년 남조 Microcystis aeruginosa가 대발생하는 일감호 (서울)의 현장수, sediment, 배지를 대형 수조에 일정량 넣고 인위적으로 조류대발생을 일으켜 유지하고 있는 실험수를 이용하였다. 실험은 동물플랑크톤만 처리한 Z군 (40 individuals $L^{-1}$), 패류만 처리한 M군 (2 individuals $L^{-1}$), 동물플랑크톤과 패류를 모두 첨가한 ZM군 (Z, M군의 밀도를 합한 것)으로 설계하였다. 수심별 조류제어 효과를 확인하기 위하여 표층, 중층에서 각각 일정량의 실험수를 꺼내 엽록소량의 경시적 변화를 측정하였다. 결과, 중층의 모든 처리구에서 Chl-a의 감소를 보였으며 24시간째 Z군은 63.2%의 제어율을 보인 반면, M군과 ZM군은 각각 79.8%, 90.8%의 제어율을 나타내 뚜렷한 억제효과를 보였다. 표층의 경우, Z군과 ZM군은 각각 51.9%, 63.4% 등으로 50% 이상의 억제효과를 보인 반면, M군의 경우 대조군의 27.4%로서 가장 낮은 제어율을 보였다. 결과를 종합하면, 두 생물제재의 혼합이 수층에 상관없이 그 효과는 입증되었으나 남조 M. aeruginosa의 부유성을 감안한다면, 패류의 적용수심이 조류제어에 매우 중요한 인자임을 알 수 있었다. 따라서 생물제재의 혼합적용이 보다 높은 효과를 보였으며 조류의 생리적 특성과 생물제재간의 상호관계에 대한 세밀한 연구가 요구되었다.

한국 이매패류 내 VHSV 검출 및 잠재적 위험성 분석 (Detection and Analysis of the Potential Risk of VHSV in Bivalves in Korea)

  • 최재찬;김영철;최환준;박전오;정현도
    • 한국어병학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.27-35
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    • 2015
  • Viral hemorrhagic septicemia virus (VHSV)는 세계적으로 담수와 해산어에 심각한 경제적 손실을 야기시키는 주요바이러스이다. 이매패류는 감염어로부터 해수로 방출된 바이러스를 여과섭식작용을 통해 축적하는 것으로 알려져 있어 carrier로써의 가능성이 보고된 바 있으므로. 본 연구에서는 이를 확인하기 위해 국내 어류 양식장 주변에 서식하는 참굴(Crassotrea gigas)과 담치(Mytilus edulis)를 샘플링하였고, RT-PCR법을 통해 바이러스를 검출하여 패류 내 VHSV존재를 확인하였다. 기존 병성감정기관에서 사용하는 primer로는 IVa genotype만을 검출할 수가 있었기 때문에 Glycoprotein(G) gene의 conserved region에 대한 primer를 제작하여 VHSV의 4가지 타입 모두 검출할 수 있게 하였고 이를 본 연구에 사용하였다. 총 84개 중 22개의 시료가 nested PCR을 통해 양성으로 확인되었고, 이 중 6개의 양성시료를 시퀀싱하여 유전학적 분석을 실시하였다. 그 결과 국내 여러 지역의 패류에서 검출된 VHSV는 모두 IVa genotype으로 아주 제한적인 결과를 보여주었으며, 이는 국내 어류에게 질병을 일으키는 VHSV의 타입은 IVa genotype이라는 이전의 보고와 상응하는 결과를 나타냈다고 할 수 있다. 결론적으로 본 연구에서는 양식장 주변에 서식하는 이매패류의 여과섭식작용으로 인한 축적되는 바이러스로 인한 전염가능성과 패류 내 존재하는 바이러스와 어류에서 질병을 발생시키는 바이러스와의 상호관계를 조사하였으며, 향후 다른 genotype의 유입 및 검출을 위한 연구는 계속적으로 필요하다고 생각된다.

여과 섭식성 패류가 동 ${\cdot}$ 식물플랑크톤 군집에 미치는 영향 (Effect of Filter-feeding Bivalve (Corbiculidae) on Phyto- and Zooplankton Community)

  • 김호섭;공동수;황순진
    • 생태와환경
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    • 제37권3호통권108호
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    • pp.319-331
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    • 2004
  • 본 연구는 실험적으로 조성된 인공연못(2 m ${\times}$ 2 m ${\times}$ 2 m)에서 패류의 여과 섭식이 수체 내 물질순환과 플랑크톤 군집에 미치는 영향을 평가하기 위해 이루어졌다. 실험의 초기에는 처리구와 대조구 enclosure 모두에서 남조류인 Microcystis viridis와 M. aeruginosa 등이 우점하였고, 세포밀도와 생물량의 큰 차이는 없었다. 패류 100개체 투입 이후에 처리구에서 세포밀도의 감소와 수중 내 N/P의 증가와 더불어 우점종은 Microcystis에서 Scenedesmus로 바뀌었다. 반면에, 대조구에서의 세포밀도는 증가와 더불어 Oscillatoria spp.가 우점하였다. 패류 600개체 투입 이후에는 처리구와 대조구 모두에서 Selenastrum spp.와 Cryptomonas sp.가 우점하였다. 실험 초기 대조구에서의 동물플랑크톤 밀도는 처리구에 비해 높았으나 100개체 투입 이후에는 처리구에서 높았다. 패류 600개체 투입 이후에는 처리구에서 크기가 작은 윤충류와 요각류 유생들의 밀도가 감소하였으나, Bosmina longirostris, Diacyclops thomasi와 같은 크기가 큰 동물플랑크톤의 밀도와 생물량은 대조구에 비해 높았다. 실험기간 동안 엽록소 a농도의 증가는 처리구에서 수체 내 DIP농도가, 대조구에서는 암모니아농도가 상승한 직후에 나타났다. 처리구에서 600개체 투입 전후 시기동안 대조구에서는 TSI (Chl. a-TN)과 TSI (Chl. a-TP)가 모두 증가하였으나 처리구에서는 암모니아 농도의 증가로 인하여 질소 제한에 대한 변화가 나타나지 않았다. 이러한 결과들은 패류의 여과섭식이 수체내 영양염 이용율을 변화시키고, 동물플랑크톤과의 동일한 먹이원에 대한 경쟁 혹은 직접적인 섭식을 통해 수환경에서 물질 순환과 플랑크톤 군집 변화에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 의미한다.

수온과 염분의 변화에 따른 연령별 대복 (Gomphina veneriformis: Bivalvia) 의 여과율 변동 (The Influence of Water Temperature and Salinity on Filtration Rates of the Hard Clam, Gomphina veneriformis (Bivalvia))

  • 신현출;이정호;정효진;이정식;박정준;김배훈
    • 한국패류학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.161-171
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    • 2009
  • 동해안의 유용 이매패류인 대복 (Gomphina veneriformis; Bivalvia)을 대상으로 기초 생리, 생태적 특성을 파악하기 위해 수온과 염분에 따른 대복의 여과율 변동을 측정하였다. 실험에 사용된 먹이생물은 황색편모조강 Isochrysis galbana (KMCC H-002)를 f/2배지를 이용하여 고농도로 단일배양한 후 사용하였다. 여과율 측정은 간접 측정법을 이용하였고, 실험에 사용된 먹이생물은 광학현미경 하에서 혈구계산판을 이용하여 계수하였다. 수온별 대복의 여과율은 2, 3, 4년생 모두 저온에서 수온이 상승할수록 여과율이 급격히 증가하여 $15^{\circ}C$에서 최대로 나타났으며, 이 후 감소하는 동일한 경향을 보였다. 염분별 대복의 여과율은 2, 3, 4년생 모두 30-35 psu의 염분범위에서 최대로 나타났다. 연령별 대복의 여과율은 수온, 염분변화에 관계없이 2년생 대복이 가장 높은 여과율을 기록했고, 4년생 대복의 여과율이 가장 낮았다. 다항회귀분석 결과 수온별 대복의 여과율 곡선은 모든 연령군에서 대체적으로 저온 구간으로 치우친 경향을 나타내었고 온도계수 $Q_{10}$ 값 역시 저온에서 높게 나타나 저온의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 염분별 여과율 곡선은 모든 연령군에서 대체적으로 고염 구간으로 치우친 경향이 나타나 저염분으로 갈수록 여과율이 감소한다는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로 조하대 부유섭식 이매패류인 대복은 비교적 저온에서 서식하며 넓지 않은 온도범위에서 서식하는 협온성생물이며, 좁은 염분범위에서 높은 여과율을 보이는 협염성종임을 확인할 수 있었다.

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이매패류 3종의 크기 및 수온에 따른 여수율과 노닐페놀 흡수율의 관계 (Relationship of the Clearance Rate and Nonylphenol Uptake Rate of Three Bivalve Species with Different Size Classes and Temperatures)

  • 양송이;이종현;이병권
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제18권2호
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    • pp.80-88
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    • 2013
  • 본 연구에서는 두 개의 크기집단의 바지락(Ruditapes philippinarum), 재첩(Corbicula japonica), 홍합(Mytilus edulis)을 세 개의 수온 조건(5, 13 그리고 $18^{\circ}C$)에서 용존 노닐페놀에 노출시킴으로써 개체 크기와 수온 변화가 여수율과 용존 노닐페놀 흡수율에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 통해 이매패류의 여수율과 유기화합물질 흡수과정의 관련성에 대해 평가하고자 하였다. 단위무게당 여수율($CR_{wt}$)은 모든 개체 크기와 온도 범위에서 홍합(0.3-4.9 L $g^{-1}\;h^{-1}$)이 가장 높았으며, 재첩(0.44-1.98 L $g^{-1}\;h^{-1}$), 바지락(0.08-0.6 L $g^{-1}\;h^{-1}$) 순으로 나타났다. 한편 단위무게당 노닐페놀의 흡수율은 종 간 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 단위무게당 여수율과 노닐페놀 흡수율은 일반적으로 개체의 크기가 증가함에 따라 감소하고, 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 세 종 모두에서 노닐페놀 흡수율은 여수율과 높은 상관관계를 보였다. 한편 노닐페놀 흡수율은 같은 여수율 범위에서 홍합, 재첩, 바지락 순으로 증가하였다. 여수율과 노닐페놀 흡수율의 높은 상관관계로부터 여수율이 이매패류의 용존 유기화합물 흡수에 중요한 역할을 한다는 것을 추정할 수 있다.