광학센서를 활용한 해양생물의 연속 생리스트레스 반응 연구

Abstract

해양생물을 이용한 연속적인 스트레스 반응 평가 기술은 이미 국내에서도 널리 인식되고 있음에도 불구하고 측정항목 및 실험생물의 생태-생리 반응 패턴을 연속적으로 측정할 수 있는 장치나 관련 센서의 조합이 미흡하여 연속 흐름을 이용한 생물의 생태-생리 반응 평가에 어려움이 있었다. 또한 환경스트레스 반응 연구는 수온, 염분, DO, pH, CO2 등 1～2개의 환경인자 조합을 통해 생물의 반응 패턴을 관찰하였으나 세 종류 이상의 환경인자를 연속적으로 측정할 수 있는 조합을 갖춘 연구는 미흡한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 광학센서를 활용한 생물의 생리기작 및 생리 부산물의 특성 변화를 동시에 관찰할 수 있는 연속 측정 시스템 구축에 필요한 센서의 조합 및 운영 프로토콜의 개념을 소개하였다. 본 연구에서 측정요소로 활용한 항목은 실험생물의 행동 및 호흡 패턴, 생리반응 후 나타나는 수중의 pH 및 이산화탄소 배출 변동 패턴 등이었으며, 이를 위해 예비실험으로써 수온하강에 따른 참돔 치어(7.7±0.6cm, 7.5±1.2gWWt) 4개체의 행동변화를 관찰하였으며, 광학센서를 활용한 생리반응에 따른 부산물(DO, pH, pCO2)의 농도 변화를 측정하였다. 실험결과 수온변화에 따른 광학센서의 반응성은 높게 나타났으며, 생물의 행동반응이 뚜렷하게 관찰되었다. 해양생물의 연속 생리반응은 주로 소형 연체동물, 갑각류 및 어류 치어와 같은 분류군을 대상으로 수행되었으며, 이들의 대사활동(Vijayavel et al., 2004) 및 행동(Fern&aacute ndez-Casalderrey et al., 1994 Saglio et al., 2001 Szulkin et al., 2006)을 장기간 연속적으로 관찰함으로써 원인물질 노출에 따른 생태-생리적 스트레스 반응을 분석하여 생물의 아치리 반응 평가에 어려움이 있었다. 또한 환경스트레스 반응 연구는 수온, 염분, DO, pH, CO2 등 1～2개의 환경인자 조합을 통해 생물의 반응 패턴을 관찰하였으나 세 종류 이상의 환경인자를 연속적으로 측정할 수 있는 조합을 갖춘 연구는 미흡한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 광학센서를 활용한 생물의 생리기작 및 생리 부산물의 특성 변화를 동시에 관찰할 수 있는 연속 측정 시스템 구축에 필요한 센서의 조합 및 운영 프로토콜의 개념을 소개하였다. 본 연구에서 측정요소로 활용한 항목은 실험생물의 행동 및 호흡 패턴, 생리반응 후 나타나는 수중의 pH 및 이산화탄소 배출 변동 패턴 등이었으며, 이를 위해 예비실험으로써 수온하강에 따른 참돔 치어(7.7±0.6cm, 7.5±1.2gWWt) 4개체의 행동변화를 관찰하였으며, 광학센서를 활용한 생리반응에 따른 부산물(DO, pH, pCO2)의 농도 변화를 측정하였다. 실험결과 수온변화에 따른 광학센서의 반응성은 높게 나타났으며, 생물의 행동반응이 뚜렷하게 관찰되었다. 해양생물의 연속 생리반응은 주로 소형 연체동물, 갑각류 및 어류 치어와 같은 분류군을 대상으로 수행되었으며, 이들의 대사활동(Vijayavel et al., 2004) 및 행동(Fern&aacute ndez-Casalderrey et al., 1994 Saglio et al., 2001 Szulkin et al., 2006)을 장기간 연속적으로 관찰함으로써 원인물질 노출에 따른 생태-생리적 스트레스 반응을 분석하여 생물의 아치