조도 및 광주기가 명태(Gadus chalcogrammus) 자어의 생존과 성장에 미치는 영향

Ⅰ. 서 론

명태는 국내의 대표적인 한해성 어종으로 캄차카 반도, 베링해, 한국과 일본의 연안에서 북미 캘리포니아 연안에 걸쳐 분포하는 어종이다(Hiatt et al., 2010). 국내 명태 어획량은 1980년대에 약 16만톤 이상이었으나, 1990년대부터 감소하여 2010년대에는 약 10톤 이하로 감소하였다(KOSIS, 2021). 명태는 중국과 일본을 포함한 동아시아에서 중요한 해산물로, 특히 한국에서 가장 많이 소비되는 어종이다. 따라서 국내에서는 명태의 양식기술 개발을 위한 연구(Bang et al., 2018; Choi et al., 2020a, b; Kim et al., 2019; Park et al., 2018; Yoo et al., 2015)가 수행된 바 있다.

부화 자어 시기에는 다른 성장단계에 비하여 외부적 및 화학적 요인에 더욱 민감한 것으로 알려져 있다(Holliday, 1969; Lehtonen et al., 1996; Varsamos et al., 2005). 특히 자어 시기의 빛은 자어의 성장과 생존에 중요한 역할을 한다고 알려져 있으며(Blaxter 1975; Batty 1987), 빛의 조도, 파장 또는 광주기에 따라 어류의 행동에 영향을 미친다는 연구가 보고된 바 있다(Muntz 1975; Mcfarland 1986). 특히 초기 자어의 경우 빛은 눈의 발달에 영향을 미치며, 빛에 대한 반응은 어종에 따라 다르다고 알려져 있다(Blaxter 1986; Puvanendran and Brown 1998).

따라서 해외에서는 조도가 어류 자어에 미치는 영향(Brown et al., 2003; Downing and Litvak, 1999; Van der Meeren and Jørstad, 2001)과 광주기가 어류 자어에 미치는 영향 (Chatain and Ounais-Guschemann, 1991; Fielder et al., 2002; Hart et al., 1996; Puvanendran and Brown, 2002; Trotter et al., 2003)에 관한 연구가 수행된 바 있다. 국내에서는 명태 자어의 먹이생물에 관한 연구(Park et al., 2018), 수온이 명태 자어에 미치는 영향(Choi et al., 2020a; Koenker et al., 2018; Yoo et al., 2015)과 염분이 명태 자어에 미치는 영향(Choi et al., 2020b)에 관한 연구가 보고된 바 있지만, 조도와 광주기가 명태 자어에 미치는 영향에 관한 연구는 이루어진 바 없다.

따라서 본 연구에서는 명태의 성공적인 종자생산을 위하여 조도 및 광주기가 명태 자어의 생존과 성장에 미치는 영향을 조사하였다.

Ⅱ. 연구 방법

Ⅲ. 연구 결과

1. Experiment 1

30일간의 사육실험 종료시 조도에 따른 명태 자어의 생존 및 성장 결과를 [Fig. 1]과 <Table 1>에 나타내었다. 30일간의 사육실험 종료시 명태자어의 생존율은 50 ~ 1000 lux 실험구는 모두 15% 이상으로 실험구간에 유의적인 차이가 나타나지 않았지만(P>0.05), 2500 lux 실험구는 실험 개시후 5일째부터 폐사가 급격히 발생하여 16일째 전량 폐사하였다. 사육실험 종료시 명태 자어의 전장은 1000 lux 실험구에서 8.87 ± 0.02 mm 로 가장 높게 나타났으며(P<0.05), 50 lux와 250 lux 실험구는 7.87 mm 이상으로 실험구간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다.

[Fig. 1]

Survival of walleye pollock larvae reared at different light intensity. Values (means of triplicate±SE) showing different letters in the same elapsed time indicated significant differences (P<0.05) among the treatments.

<Table 1>

Survival rates and total length of walleye pollock larvae reared at various light intensities

2. Experiment 2 (광주기)

30일간의 사육실험 종료시, 광주기에 따른 명태 자어의 생존 및 성장 결과를 [Fig. 2]와 <Table 2>에 나타내었다.

[Fig. 2]

Survival of walleye pollock larvae reared at different photoperiod. Values (means of triplicate±SE) showing different letters in the same elapsed time indicated significant differences (P<0.05) among the treatments.

<Table 2>

Survival rates and total length of walleye pollock larvae reared at various photoperiods

실험 개시 17일 경과시부터 18L:6D 실험구의 생존율이 다른 모든 실험구보다 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05). 30일간의 사육실험 종료시 명태 자어의 생존율은 0L:24D 실험구를 제외한 모든 실험구에서 14% 이상으로 나타났으며, 18L:6D 실험구의 생존율이 24.3%로 가장 높았지만(P<0.05), 0L:24D 실험구는 실험개시 21일째 전량 폐사하였다. 30일간의 사육실험 종료시 명태자어의 전장은 24L:0D, 18L:6D 및 12L:12D 실험구가 8 mm 이상으로 높게 나타났으며, 6L:18D 실험구의 전장은 6.29 ± 0.22 mm로 0L:24D 실험구를 제외한 다른 모든 실험구보다 유의적으로 짧았다(P<0.05).

Ⅳ. 고 찰

어류 양식에 있어 사육환경(수온, 염분, 용존산소, 빛 등)은 매우 중요한 요소이므로, 양식 대상종의 적정 사육환경을 제공하지 못한 경우 폐사, 성장 저하, 질병 발생 등 다양한 요인으로 인해 양식생산성이 감소할 수 있으며, 어린 개체는 사육환경에 매우 민감한 것으로 알려져 있다(Lehtonen et al 1996; Sfakianakis et al., 2015). 대개의 초기 자어는 시각의존섭식자(visual feeder)로 알려져 있어(Blaxter and Staines, 1970; Hunter, 1981; Blaxter, 1986), 초기자어에게 빛은 먹이 섭취능력을 결정하는 중요한 요소이다. 자어는 발달을 거치며 망막의 형태가 변화하므로 초기자어 시기에는 다른 성장단계보다 더 많은 빛이 필요하다(Puvanendran and Brown 2002). 어종에 따라 빛에 대한 적정 요건은 다르지만, 빛(조도와 광주기)의 조절을 통하여 초기자어의 성장을 향상시킨 연구가 다수 보고된 바 있다(Brown et al., 2003; Downing and Litvak, 1999; Puvanendran and Brown 2002; Trotter et al., 2003). 따라서 본 연구에서는 명태 자어의 안정적인 생산을 위한 적정 조도와 광주기를 조사하였다.

30 일간의 사육실험 종료시 조도 실험구의 생존율은 2500 lux를 제외한 모든 실험구에서 15% 이상으로 나타났다. 하지만 본 연구에서 조도가 가장 강한 실험구인 2500 lux 실험구의 자어가 실험 개시 16일째 전량 폐사하였으며, 이는 강한 조도가 스트레스 요인으로 작용하여 자어의 폐사를 유발한 것으로 보여진다. 본 연구와 유사하게 Barahona-Fernandes(1979)는 sea bass (Dicentrarchus labrax) 자어를 1400~3500 lux와 300~700 lux에서 사육한 결과, 강한 조도에서 사육한 sea bass의 생존율이 감소하였다. Wang et al. (2013)은 너무 강한 조도에서의 사육은 어류에 있어 스트레스 요인으로 작용하여 혈장내 cortisol 농도를 높인다고 보고하였으며, 만성적인 스트레스는 장기간에 걸쳐 어류의 생리기능에 영향을 미쳐 면역체계를 저하시킨다는 연구가 보고된 바 있다(Migaud et al., 2007).

30일간의 사육실험 종료시 조도 실험구의 생존은 2500 lux를 제외한 다른 실험구간에 유의적인 차이가 나타나지 않았지만, 종료시 전장은 1000 lux에서 가장 높게 나타났다. 이와 유사하게 Puvanendran and Brown (2002)은 대서양 대구(Gadus morhua) 자어를 300, 600, 1200 및 2400 lux에서 42일간 사육한 결과, 2400 lux 실험구 자어의 생존과 성장이 다른 모든 실험구보다 우수하였다. 이는 약한 조도보다 강한 조도에서 자어의 성장이 향상되었다는 이전의 다수 연구결과와 일치하였다(Brown et al., 2003; Downing and Litvak, 1999; Puvanendran and Brown, 2002; Tandler and mason, 1983).

30일간의 사육실험 종료시 광주기 실험구의 생존은, 18L:6D 실험구에서 24.3%로 가장 높게 나타났지만, 종료시 전장은 24L:0D, 18L:6D 및 12L:12D 실험구간에는 유의적인 차이가 나타나지 않았으며, 6L:18D 실험구에서 가장 낮게 나타났다. 0L:24D 실험구는 실험 개시 21일차에 전량 폐사하였다. Blaxter (1986)는 어류 자어의 먹이 공급시 해당 어종이 요구하는 임계조도가 제공되어야 먹이활동을 할 수 있다고 보고한 바 있으며, 대부분의 해산어류 자어의 먹이활동을 위한 임계조도는 0.1 lux로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서 0L:24D 실험구의 자어는 먹이공급시 빛을 제공받지 못해 먹이섭취 활동을 못하여 폐사한 것으로 보여진다. 본 연구에서 성장은 6L:18D를 제외한 다른 실험구간에 유의적인 차이가 나타나지 않았지만, 18L:6D 실험구의 생존율이 다른 실험구에 비해 높게 나타났다. 이와 유사하게 sea bass 자어를 24L:0D, 18L:6D 및 12L:12D 광주기 조건에서 30일간 사육한 결과, 24L:0D 실험구의 생존율은 감소하는 경향을 나타내었다(Barahona-Fernandes 1979). 일반적으로 다수의 이전 연구들에서 명기가 길수록 어류의 생존 혹은 성장이 향상된다는 다수의 연구가 보고된 바 있지만(Chatain and Ounais-Guschemann, 1991; Duray and Kohno, 1988; Fielder et al., 2002; Hart et al., 1996; Puvanendran and Brown, 2002), 24L:0D의 조건에서는 기형율이 증가하고, 부레 발달 저하 등으로 자어에 부정적인 영향을 끼친다는 연구가 보고되어 있으므로(Villamizar et al., 2009; Blanco-Vives et al., 2010), 추후에 24L:0D 실험구 자어의 기형율과 부레 발달 저하로 인한 폐사에 대한 연구가 추가적으로 이루어 져야할 것으로 판단된다.

이상의 결과를 고려할 때, 조도 1000 lux, 광주기 18L:6D 일 때, 명태 자어의 안정적인 생산이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서 조도 1000 lux 에서 가장 우수한 성장을 보였지만, 2500 lux에서 전량 폐사한 결과를 고려할 때, 1000~2500 lux 사이에 조도를 세분화하여 연구를 진행하여 명태 자어의 임계 조도 혹은 최적 조도에 대한 연구가 추가적으로 이루어 져야 할 것으로 판단된다. 본 연구는, 조도와 광주기에 따른 명태 자어의 생존과 성장에만 근거하여 적정 사육환경을 제시하였으므로, 추후에 빛에 의한 명태 자어의 발생 및 생리학적 연구를 통하여 명태 자어의 적정 사육 환경에 대한 추가적인 근거가 필요할 것으로 보여진다.

Acknowledgments

이 논문은 2021년도 국립수산과학원 수산과학연구사업 동해특산품종 양식기술개발(R2021006)의 지원으로 수행된 연구입니다.

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