Normoxic zone
그림 3-4-13. 빈산소 및 정상해역에 설치된 PET chamber에 존재한 요각류의 난 밀도.
빈산소 및 정상해역에 설치된 PET chamber 내에서 부화한 유생의 수와 그림 3-4-13의 난 밀도 자료를 이용하여 요각류 난의 현장 부화율을 구하였다(그림 3-4-14). 빈산소해역에서의 현장 부화율은 2개의 PET chamber에서 각각 3.7%와 4.0%로 나타났고, 정상해역에서는 각각 66.9%와 55.1%로 빈산소해역에 비해 월등 히 높은 부화율을 나타내었다. 이러한 결과는 빈산소 수괴가 요각류의 난 부화를 저해하고 있음을 의미하며, 결국 빈산소 수쇠의 발생은 2차 생산자인 요각류의 개 체군 가입을 제한함으로써 해양 생태 먹이망의 건강성을 악화시키는 것으로 판단된 다.
3.7 4.0
66.9
55.1
0 20 40 60 80 100
Chamber-H1 Chamber-H2 Chamber-N1 Chamber-N2
In s it u h a tc h in g r a te ( % )
Normoxic zone
Hypoxic zone
그림 3-4-14. 빈산소 및 정상해역에 설치된 PET
chamber로부터 측정된 요각류 난의 현장(in situ) 부화율.
4. 요각류 난 부화율에 대한 산소 및 pH의 영향 가. 재료 및 방법
우리나라 남해 연안에서 우점하는 Acartia omorii와 Paracalanus parvus s.l.의 난을 대상으로 Seabed의 산소 농도와 pH가 요각류 난 부화율에 미치는 영향 정도 를 파악하였다. 실험에 사용된 난들은 남해 진해만의 장목항에서 원추형 네트로 채 집한 동물플랑크톤 시료에서 위 두종의 암컷 성체를 선별하여 실험실에서 한시적으 로 사육하며 획득하였다. 산소 농도에 대한 실험은 pH 8.1과 pH 7.2의 조건에서 산 소 포화 및 무산소 조건하에서 진행하였다. 실험 해수의 산소 조건과 pH는 해수의 화학적 조성을 유지하기 위해 Air balance CO2 및 N2 balance CO2 혼합가스를 사 용하여 조절하였다. pH 영향 실험은 가막만 빈산소해역의 여름철 seabed 산소 농도
가 무산소(anoxia) 환경임을 감안하여 N2 balance CO2 혼합가스를 사용하여 pH 6.0 에서 pH 8.1까지의 구배로 조절하였고, pH 8.1의 산소 포화조건을 대조구(control) 로 설정하여 실험하였다. pH 조건에 대한 CO2 농도, 산소 조건을 맞추기 위한 gas balance 정보를 표 3-4-2에 나타냈다. 모든 실험은 무독성 밀폐용기에 가스관을 연 결하여 일정한 온도 및 광조건을 유지하기 위해 배양기 내에서 진행하였다(그림 3-4-15). Acartia omorii와 Paracalanus parvus s.l.의 난 부화율 실험은 각각 15℃
와 25℃에서 실시하였고, seabed의 광조건을 감안하여 배양기의 조명을 암조건 조 절하여 실험하였다. Multiwell plate에 미리 산소 및 pH 조건이 조절된 해수를 채운 후 실험 난들을 투입하여 용기내에 가스 유량계(KOFLOC, RK1200)로 50-100 ml min-1의 혼합가스를 지속적으로 투입하는 방식으로 실험 조건을 지속적으로 유지하 였다. 실험 조건이 유지하는 지를 확인하기 위해 Unisense사의 미세전극을 이용하 여 산소 농도와 pH를 실험 초기, 중간, 종료시에 측정하였다. 각 실험 조건에서의 난 부화율은 multiwell plate를 해부현미경하에 관찰하여 부화된 유생의 수를 매일 계수하는 방법으로 실시하였고, 실험은 5-10일간 진행하였다.
Target pH CO2 (ppm) Gas balance Oxygen condition
8.1 400 Air Normoxia(Control)
8.1 400 N2 Anoxia
7.8 1000 N2 Anoxia
7.5 2100 N2 Anoxia
7.3 3200 N2 Anoxia
7.2 4200 N2 Anoxia
7.0 6700 N2 Anoxia
6.8 10600 N2 Anoxia
6.5 21100 N2 Anoxia
6.3 33400 N2 Anoxia
6.0 66700 N2 Anoxia
표 3-4-2. pH와 산소의 target 농도를 조절하기 위한 혼합가스의 실험 조 건.
그림 3-4-15. 요각류의 난 부화율에 대한 산소와 pH의 영향 실험을 위해 사용된 장비 및 재료.
나. 결과 및 토의
PET chamber를 이용한 실험 결과에서 빈산소 수괴가 요각류의 난 부화를 저 해하고 있음을 확인하였다. 그 후속 실험으로서 요각류의 난 부화를 저해하는 구체 적인 요인으로 산소와 pH를 설정하여 실험실 조건에서 두 환경 요인에 대한 난 부 화율을 실험하였다.
요각류 Acartia omorii의 난 부화율에 미치는 산소의 영향을 평가하기 위해 정 상(normoxia) 및 무산소(anoxia) 환경과 pH 8.1의 조건에서 10일 동안 실험하였고, 그 결과 무산소 환경에서 실험 1일째의 부화율이 20% 정도로 정상 조건에 비해 낮 은 부화율을 보였으나 2일째부터는 정상 환경과 유사한 75% 내외를 보였고, 이러한 양상이 실험 종료시점까지 유지되었다(그림 3-4-16). pH 7.2의 조건의 경우 정상 환경에 비해 무산소 환경에서 실험 3일째까지 부화율이 상대적으로 지체되는 양상 을 보였으나 4일째부터는 정상조건과 유사한 정도의 부화율을 유지한 것으로 나타
났다. 결국, 산소 하나의 조건에 의해 난 부화율이 큰 영향을 받지 않음을 의미한 다. 이러한 결과는 Marcus (1997)와 Nielsen et al. (2006)에 의해서도 확인된 바 있 으며, 또한 요각류의 난이 무산소 환경을 극복하는 방어 기작(mechanism) 능력을 보유한 것으로 언급하였다.