금강과 영산강에 서식하는 한국산 강준치아과 cultrinae 어류 3종의 생식·생태학적 연구 = Reproductive and ecological study in 3 species of subfamily cultrinae from Geumgang river and Yeongsangang river, Korea

국문 초록 (Abstract)

강준치아과(Cultrinae) 어류는 동아시아 수계에 약 18속 80여 종이 알려져 있으며, 국내에는 강준치, 백조어, 치리, 살치 4종이 서식하고 있다. 국내에 서식하는 강준치는 낙동강과 영산강, 치리는 낙동강에 인위적으로 이입되어 담수 생태계에 악영향을 미치고 있다. 본 연구는 국내 수계에 서식하는 강준치아과 어류 3종에 대한 생식소의 형태적 차이를 비교·분석하고, 난자 및 정자형성과정, 난막 미세구조, 난문을 관찰하여 형태학적 특징을 밝히고, 동소종, 소화관 내용물, 수환경과 출현 양상 분석을 통한 생태학적 특징을 통해 이입종 관리 방안 마련을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
강준치가 서식하는 금강 본류 지점에서 총 9과 31종 7,923개체를 채집하였고, 이 가운데 몰개와 끄리가 각각 우점 및 아우점하였으며, 생태계교란 생물로 지정된 배스의 서식이 확인되었다. 백조어와 치리가 서식하는 영산강 본류 지점에서 총 7과 27종 6,940개체를 채집하였고, 참몰개와 블루길이 각각 우점 및 아우점하였다. 생태계교란 생물로 지정된 블루길과 배스가 지속적으로 나타났다.
본 연구에서 상관성 분석과 주성분 분석을 통한 수질과 군집분포간 상관성 확인 결과 강준치는 용존산소량(DO), 인 총량(TP), 유기탄소 총량(TOC), 백조어와 치리는 인 총량(TP), 화학적 산소 요구량(COD), 유기탄소 총량(TOC)의 영향을 가장 많이 받는 것으로 확인되었다.
강준치의 위 내용물은 수서곤충, 무척추동물, 어류로 확인되었고, 공복률은 산란기인 5월에 가장 높았으며, 산란 후와 월동준비기인 7월과 9월에 가장 낮았다. 먹이생물의 상대중요성지수(%IRI)는 어류(56.50%)가 가장 높았고, 십각목(23.75%), 노린재목(15.78%), 하루살이목(2.61%) 순이었다. 백조어의 위 내용물은 수서곤충, 무척추동물, 어류로 확인되었고, 공복률은 산란기인 5월에 가장 높았으며, 산란 후와 월동준비기인 7월과 9월에 가장 낮았다. 먹이생물의 상대중요성지수(%IRI)는 십각목(56.69%)이 가장 높았고, 노린재목(16.45%), 파리목(15.11%), 어류(5.79%) 순이었다. 치리의 위 내용물은 수서곤충과 무척추동물로 확인되었고, 공복률은 산란기인 4월에 가장 높았으며, 산란준비기와 월동준비기인 3월, 9월, 10월에 가장 낮았다. 먹이생물의 상대중요성지수(%IRI)는 하루살이목(57.32%)이 가장 높았으며, 파리목(34.88%), 날도래목(4.49%), 십각목(2.20%) 순이었다.
강준치아과 어류 3종의 난소는 모두 분리형 난소로 산란기에 모두 노란색을 띠고 있었으며, 난소피막에 둘러싸여 있었고, 항문 부근에서 융합되어 하나로 합쳐지는 형태를 보였다. 강준치아과 어류 3종의 정소는 좌·우 한 쌍으로 성숙한 정소는 옅은 노란색을 띠고, 정소피막에 둘러싸여 있었고, 정관을 형성하여 수뇨관과 합쳐져 비뇨생식공으로 항문의 뒤에 위치하였다. 또한 산란기 수컷에게서 머리 부분에 추성이 발달하는 성적이형이 관찰되었다.
강준치아과 어류 3종의 성숙란은 난막은 투명하고 난황은 불투명한 황색의 침성란으로 확인되었으며, 종별로 크기의 차이는 있었으나 모두 단타원형(short ovoid type)이었다. 포란수는 평균적으로 강준치 94,968개, 백조어 13,936개, 치리 13,204개로 종간 큰 차이가 있었다.
강준치아과 어류 3종의 정자는 첨체가 없는 구형의 머리, 짧은 중편, 1개의 꼬리로 구성되었으며, 머리 길이는 강준치(3.76 ± 0.28 ㎛), 백조어(2.61 ± 0.51 ㎛), 치리(2.56 ± 0.32 ㎛), 꼬리 길이는 강준치(30.37 ± 1.43 ㎛), 백조어(29.49 ± 0.12 ㎛), 치리(29.70 ± 1.93 ㎛)로 종간 차이를 보였다.
강준치의 산란기는 5월로 생식소중량지수(GSI)는 암컷 10.71, 수컷 3.36이었고, 백조어의 산란기는 5월로 생식소중량지수(GSI)는 암컷 11.52, 수컷 2.78이었으며, 치리의 산란기는 4월로 생식소중량지수(GSI)는 암컷 12.19, 수컷 2.45였다.
강준치아과 어류 3종의 정자형성과정은 정소낭에서 이루어졌으며, 각 정소낭 내에서 다양한 분화 시기의 생식세포가 분포하였으나, 산란기 정소에는 대부분 성숙한 정세포가 확인되었다. 산란 이후에는 초기 정자형성과정이 나타났으며, 정소낭 안에 정원세포가 주로 관찰되었다.
강준치아과 어류 3종의 난자형성과정은 성숙초기, 성숙기, 완숙기, 휴지기 단계로 구분할 수 있었다. 성숙초기 난소는 난모세포에 난막이 형성되고, 난막 안쪽으로 형성된 난황포와 난황물질이 축적되고 있었다. 성숙기 난소 내에는 난황형성이 이루어져 핵막 주변으로부터 외측으로 난황 물질이 축적되고 있었으며, 완숙기 난소 내에는 난황 물질로 가득한 완전히 성숙된 난모세포가 주로 관찰되었다. 휴지기 난소에는 산란이 되지 못한 초기 난모세포들이 주로 관찰되었다.
강준치아과 어류 3종의 성숙란을 광학현미경, 투과전자현미경, 및 주사전자현미경으로 관찰한 결과 난막 미세구조는 모두 무구조형(non-structural form)으로 같았으나, pore canal 수, 방사대(zona radiata)의 두께 등에서 차이를 보였다. 성숙한 동물극 끝부분에서 깔때기 모양의 난문이 1개씩 확인되었고, 종간 형태적 차이는 없었으나 난문의 내경(internal diameter)은 다소 차이를 보였다. 난막 미세구조, 방사대의 두께, pore canal 수 등의 차이는 이들의 분류학적 특성으로 이용될 수 있는 기초 자료를 제공하며, 산란장 또는 서식처 특성을 파악하여 이입종 관리를 위한 방안 마련으로 활용할 수 있을 것이다.

목차 (Table of Contents)

• I. 서 론 1
• II. 재료 및 방법 6
• 1. 연구대상종의 채집 및 계측 6
• 1) 연구대상종의 채집 6
• 2) 연구대상종의 계측 및 채란 6
• 3) 산란기 추정 및 산란기 특징 7
• 2. 소화관 내용물 분석 13
• 3. 광학현미경적 연구 14
• 1) Paraffin method 14
• 2) Epon method 14
• 4. 전자현미경적 연구 15
• 1) 투과전자현미경(Transmission electron microscope; TEM) 15
• 2) 주사전자현미경(Scanning electron microscope; SEM) 15
• 5. 통계분석 16
• III. 결 과 18
• 1. 동소출현종 18
• 1) 금강 본류 – 강준치 18
• 2) 영산강 본류- 백조어, 치리 23
• 2. 어류 군집과 환경요인간 상관성 분석 27
• 1) 금강 27
• 2) 영산강 29
• 3. 어류 군집과 환경요인간 주성분 분석 31
• 1) 금강 31
• 2) 영산강 35
• 4. 먹이생물 분석 39
• 1) 강준치 39
• 2) 백조어 41
• 3) 치리 43
• 5. 생식소의 외부형태 45
• 1) 난소 45
• 2) 정소 45
• 6. 성적이형 48
• 7. 난의 외부형태 및 포란수 50
• 1) 난 외부형태 50
• 2) 포란수 54
• 8. 정자 형태 58
• 9. 산란기 추정 64
• 10. 정자형성과정 66
• 11. 난자형성과정 70
• 12. 난막 미세구조 74
• IV. 고 찰 80
• V. 요 약 104
• VI. 참고문헌 108