1880년대에 들어서서 해양 식물플랑크톤의 기능적 중요성이 처음 주창된 이래, 전통적인 형태 관찰법 및 진보된 형태 자동분석 기술을 기반으로 하여 다량의 식물플랑크톤 종별 정량자료가 생산되었다. 최근에는 해수시료 중의 색소를 직접 분석하거나 원격탐사 자료를 해석하여 색소특성에 따른 분류군별 정량자료를 생산함으로써, 자료생산 방법이 점점 다양해지고 자료 확보 대상 정점에 대한 시공간적 접근성도 크게 개선되고 있다. 장기적인 해양생태계 모니터링에서 식물플랑크톤의 종별 정량자료가 생산된 경우도 적지 않아, 각각의 해역에서 중장기적인 해양 식물플랑크톤의 구조와 기능의 변동에 대한 중요한 증거로 활용될 수 있다. 그러나 모니터링 기간 전체에 걸친 연대별 자료 생산자 간의 차이로 인해 이러한 자료의 활용성이 제한될 수 있는데, 시료 처리 및 분석법, 종의 확인 및 분류, 분석이 완료된 시료의 관리 등의 다양한 측면에서 연대별 생산자 간의 편차가 적지 않다. 해양 식물플랑크톤의 종별 정량자료 값을 정확하게 구하기 위한 심도있는 연구는 1880년대 후반 Victor Hensen이 시작한 것으로 평가된다. 정확도를 포함한 해양 식물플랑크톤 자료의 정도 관리에 관한 국제적인 논의는 ICSU의 SCOR Working Group 33을 중심으로 1969년에 시작되었다. 첫 결실로 UNESCO 해양과학기술보고서 제18편이 1974년 출판되었는데, 이는 UNESCO의 해양학 방법론의 전문연구서적 제6편인 Phytoplankton Manual 출판의 실마리였다. 1990년대 말에는 ISO 기준에 따른 해양 식물플랑크톤 종별 정량자료의 정도관리를 달성하여, 국제적인 자료의 상호비교 및 교정을 가능하게 하려는 수행기구인 IPI (International Phytoplankton Intercomparison)의 전신인 BEQUALM 사업이 유럽에서 본격 출범하였다. IPI는 지난 20여 년간의 경험과 실적을 바탕으로 정도관리 기준을 모든 나라에서 적용할 수 있도록 국제협력을 강화해 나가고 있다. 우리나라의 해양화학 분야 측정자료의 정도관리 체계와 내용이 잘 정립된 데 비하여, 해양생물의 종별 정량자료에 대한 본격적인 정도관리 체계는 아직 법제화 단계에 이르지 못하고 있다. 우선, 해양생태계의 기초 생산자인 식물플랑크톤의 종별 정량자료에 대한 정도관리 체계를 확립하고, 다양한 기능생물군으로 이를 확장해 나갈 필요가 있다.
본 연구는 실리콘계 소포제가 해양으로 배출되었을 때 소포제 내에 존재하는 주요 성분들이 해양 저서환경에 서식하는 생물에게 미치는 영향을 알아보기 위해 실리콘 및 알코올계 소포제에 대해 저서성단각류(Monocorophium acherusicum)와 발광박테리아(Vibrio fischeri)를 이용하여 해양생태독성실험을 수행하였고 실리콘계 소포제의 주요성분인 디메틸폴리실록산(PDMS)에 대한 수중생물 독성영향을 조사하였다. 실리콘 및 알코올계 소포제에 대한 발광박테리아와 저서성단각류를 이용한 독성실험결과, 실험생물별 독성영향은 발광박테리아가 저서성 단각류에 비해 알코올계 소포제에서 최대 9배 까지 민감한 독성영향을 보였으며 소포제 종류별 독성영향은 실리콘계 소포제가 알코올계 소포제에 비해 최대 400배 이상 높은 독성영향이 나타났다. 실리콘계 소포제의 주요성분인 PDMS가 수중생물에 미치는 영향을 조사한 결과, 식물플랑크톤, 무척추동물 및 어류에 대한 반수치사농도($LC_{50}$)및 반수영향농도($EC_{50}$)값은 $10{\sim}44,500{\mu}g/L$의 범위로 나타났다. 물질의 정성적인 특성을 나타내는 지표인 PBT(P: persistency, B: bioaccumulation, T: toxicity)특성을 PDMS에 적용한 결과, 지속성(P)과 생물농축성(B)의 특성을 가지는 것으로 나타나 PDMS가 해양으로 배출될 경우 생물농축 및 먹이사슬을 통한 상위 영양단계로 축적될 가능성이 존재하며 저서생물에게 부정적인 영향을 미칠 수 있을 것으로 나타났다. 본 연구결과로 향후 실제 해양으로 배출되는 다양한 소포제가 해양생태계에 미치는 영향조사시 소포제 내 주요성분을 고려한 보다 객관적이고 과학적인 위해성평가에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
해양생태독성평가를 위한 표준시험방법 개발을 위하여 해양생태계의 1차 소비자인 윤충류 및 저서 요각류를 이용한 시험방법을 정립하였다. 표준시험생물로 윤충류 Brachionus plicatilis와 저서 요각류 Tigriopus japonicus를 선정하였으며, endpoint는 윤충류 신생개체의 사망률(24 hr $LC_{50}$) 및 개체군성장률(48 hr $EC_{50}$)과 저서 요각류 유생($100{\sim}200\;{\mu}m$)의 사망률(48 hr $LC_{50}$)로 설정하였다. 표준시험방법은 미국재료시험협회 (ASTM)의 독성시험법을 참고하였으며, 표준시험생물은 국내 해양생태계의 특성 및 종의 유용성 등을 고려하여 재설정하였다. 윤충류 B. plicatilis와 저서 요각류 T. japonicus는 광염성으로 $5{\sim}35\;psu$ 구간에서 실험이 가능하고, 또한 배양이 용이한 점이 고려되었다. 상기 두 종을 이용한 독성시험은 시험생물 확보 및 배양이 쉽고 시험기간이 짧고 간단한 장점이 있는 반면 독성시험의 민감도가 무척추동물의 유생을 이용한 시험법보다 떨어지는 단점이 있다. 두 종 모두 해양유입 유해물질을 이용한 독성실험결과, 농도-반응의 선형관계가 뚜렷하였다. 카드뮴을 이용한 윤충류 개체군성장에 대한 실험실간 교차분석결과 $EC_{50}$이 각각 39.3 mg/L와 33.7 mg/L로 유사한 값을 보였다. 따라서 윤충류 및 저서 요각류는 독성시험생물로서 유용한 것으로 판단되며, 위의 두 종중 최소 1종은 해양생태 독성실험의 "battery test"에 포함할 것을 권장한다.
Kim, Jin-Hee;Chung, Ee-Yung;Lee, Ki-Young;Choi, Moon-Sul;Seo, Won-Jae;Kim, Sung-Han
한국패류학회지
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제26권4호
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pp.311-316
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2010
Spermatid differentiations during spermiogenesis and mature sperm ultrastructure in male Crassostrea nipponica were investigated by transmission electron microscope observations. The morphology of the spermatozoon of this species has a primitive type and is similar to those of other bivalves. Mature spermatozoa consist of broad, cap-shaped acrosomal vesicle and an axial rod in subacrosomal materials on an oval nucleus showing deeply invaginated anteriorly, two triplet substructure centrioles surrounded by four spherical mitochondria, and satelite fibres, which appear near the distal centriole. The acrosomal vesicle of spermatozoa of C. nipponica resemble to those of other investigated ostreids. Especially, two transverse bands (stripes) appear at the anterior region of the acrosomal vesicle, unlikely 2-3 transverse bands (stripes) in C. gigas. It is assumed that differences in this acrosomal substructure are associated with the inability of fertilization between the genus Crassostrea and other genus species in Ostreidae. Therefore, we can use sperm morphology in the resolution of taxonomic relationships within the Ostreidea. The sperm is approximately $48-50{\mu}m$ in length including an oval sperm nucleus (about $1.0{\mu}m$ in length and $1.41{\mu}m$ in width), an acrosome (about $0.48{\mu}m$ in length and 0.30 in width) and tail flagellum ($46-48{\mu}m$). The axoneme of the sperm tail flagellum consists of nine pairs of microtubules at the periphery and a pair at the center. The axoneme of the sperm tail shows a 9 + 2 structure. These morphological charateristics of acrosomal vesicle belong to the family Ostreidae in the subclass Pteriomorphia.
The Saemangeum project is one of the biggest reclamation efforts in Korea and may cause coastal ecosystem change due to altered environments and habitat loss. Since February 2002, benthic environment and community structure in the Saemangeum studied area were studied to assess the influence of the project on macrofaunal community. The result of seasonal study from February, 2002 to August 2005 is reported here. Overall, changes of species numbers and dominant species of benthic animals in the periods before (1988) and after $(2002{\sim}2005)$ the Saemangeum dike construction were not evident both inside and outside the dike. However, local environmental and community change were noted The partial completion of Saemangeum dike $(4^{th}\;dike)$ in June 2003 altered water circulation and sediment deposition patterns both inside and outside the dike. Fine sediment was accumulated inside and outside the $4^{th}$ dike while coarse sediment dominated near the main channel (Sinsi gate). Benthic community resl)ended to the altered sediment type in these areas. Species number and diversity in both site was low compared to other sites. The dominant species in these areas were composed of the benthos that had not commonly occurred in the Saemangeum subtidal area.
The effects of salinity on survival, oxygen consumption, and hematological response of greenling Hexagrammos otakii, mean body weight 147.1±3.8 g, were investigated under salinity conditions of 33.4 (control), 33.1, 32.8, 32.2, 31.0, 28.7, 23.9, 14.5, and 3.8 psu, to evaluate physiological effects in relation to changes in salinity. The survival and hematological responses of fish were measured at each salinity after 96- and 24-h exposures. The oxygen consumption rate (OCR) of fish was measured in triplicate under conditions of stepwise salinity exposure (33.4→33.1→32.8→32.2→31.0→28.7→23.9→14.5→3.8 psu) with an interval of 24 h at each salinity, using a continuous flow-through respirometer. No fish mortality was observed in the range of 33.4 to 14.5 psu, but the survival rate was reduced to 53.3% at 3.8 psu after 96 h of exposure. The OCRs did not significantly differ in the range between 33.4 to 28.7 psu (P>0.05), but significantly increased at 23.9 and 14.5 psu, and then dramatically decreased at 3.8 psu compared to the control (P<0.05). Hematological variables, such as glucose, glutamic pyruvic transaminase (GPT), hematocrit, and Na+, were affected by reduced salinity. This result may be applicable for habitat and culture management of greenlings.
In order to understand phytoplankton and bacterial distribution in tropical coral reef ecosystems in relation to the mangrove community, their biomass and activities were measured in the sea waters of the Chuuk and the Kosrae lagoons located in Micronesia. Chlorophyll a and bacterial abundance showed maximal values in the seawater near the mangrove forests, and then steeply decreased as the distance increased from the mangrove forests, indicating that environmental conditions for these microorganisms changed greatly in lagoon waters. Together with chlorophyll a, abundance of Synechococcus and phototrophic picoeukaryotes and a variety of indicator pigments for dinoflagellates, diatoms, green algae and cryptophytes also showed similar spatial distribution patterns, suggesting that phytoplankton assemblages respond to the environmental gradient by changing community compositions. In addition, primary production and bacterial production were also highest in the bay surrounded by mangrove forest and lowest outside of the lagoon. These results suggest that mangrove waters play an important role in energy production and nutrient cycling in tropical coasts, undoubtedly receiving large inputs of organic matter from shore vegetation such as mangroves. However, the steep decrease of biomass and production of phytoplankton and heterotrophic bacteria within a short distance from the bay to the level of oligotrophic waters indicates that the effect of mangrove waters does not extend far away.
현재 지구온난화로 인하여 산악 및 육상 빙하가 녹고 있으며, 이는 해수의 순환변화를 초래한다. 온난화는 또한 몬순의 변화를 일으켜 집중호우, 홍수, 가뭄등의 빈도수와 지속기간을 증가 시킨다. 특히 온난화로 인한 집중호우의 증가는 해양으로 유기탄소의 유입을 증가시켜 해양은 더욱 더 이산화탄소 농도가 높아지며 해수는 부식성이 강하며 산성화 되어 생물체를 죽이며 궁극적으로 생물 다양성이 감소된다. 현재처럼 이산화탄소를 계속 배출할 경우 미래의 해양은 산성화되어 탄산칼슘으로 구성된 생물체의 각을 녹여 생물체가 죽으며, 이는 먹이사슬의 변화를 초래해 생태계에 부정적인 영향을 미친다. 만약 현재처럼 이산화탄소를 배출할 경우 IPCC 의 예측처럼 2100년까지 $6^{\circ}C$ 상승하며, 이는 열 염분순환을 중지시켜 생물체의 대량 멸종을 초래 할 수 있다(Stokstad, 2002).
본 연구는 탄소 및 질소 안정동위원소비를 이용하여 하천에서 환경변화의 지표로 활용할 수 있는 부착조류의 먹이원으로서 기여도를 파악하고자 하였다. 연구지역인 탐진강은 지류를 통해 유입되는 외래기원물질의 영향으로 상류에서 하류로 갈수록 높은 영양염의 농도를 나타냈으며 이와 더불어 상위섭식자인 어류의 질소 안정동위원소비의 증가가 관찰되었다. 또한 탐진강에서 채집된 저서성대형무척추동물과 어류의 ${\delta}^{13}C$ 값이 상류에서 하류로 이동하면서 무거워지는 경향을 나타내었다. 이는 탐진강 하류 수역에서 무거운 ${\delta}^{13}C$ 값을 보였던 암석 부착조류가 먹이원으로서의 기여도가 높아진 결과로 판단된다.
Kim, Jin-Hee;Chung, Ee-Yung;Choi, Moon-Sul;Lee, Ki-Young;Lee, IL-Ho;Seo, Won-Jae
한국패류학회지
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제27권1호
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pp.55-65
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2011
Some characteristics of germ cell differntiations during spermiogenesis and mature sperm ultrastructure in male Phacosoma japonicus were investigated by transmission electron microscope observations. The morphology of the spermatozoon of this species has a primitive type and is similar to those of other species in the subclass Heterodonta. Morphologies of the sperm nucleus and the acrosome of this species are the cylindrical type and cap shape, respectively. The spermatozoon is approximately 45-50 ${\mu}m$ in length, including a long curved sperm nucleus (about $3.70{\mu}m$ long with 45 $^{\circ}$ of the angle of the nucleus, an acrosome (about $0.55{\mu}m$ in length), and tail flagellum (about 42-$47{\mu}m$)The axoneme of the sperm tail shows a 9+2 structure. As some characteristics of the acrosomal vesicle structures, the basal and lateral parts of basal rings show electron opaque part (region), while the anterior apex part of the acrosomal vesicle shows electron lucent part (region). These characteristics of the acrosomal vesicle were found in the family Veneridae and other several families in the subclass Heterodonta. These common characteristics of the acrosomal vesicle in the subclass Heterodonta can be used for phylogenetic and systematic analysis as a taxonomic key or a significant tool. The number of mitochondria in the sperm midpiece of this species are four, as one of common characteristics appear in most species in the family Veneridae and other families in the subclass Heterodonta. However, exceptionally, only three species in Veneridae of the subclass Heterodonta contain 5 mitochondria. The number of mitochondria in the sperm midpiece can be used for the taxonomic analysis of the family or superfamily levels as a systematic key or tools.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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