연속행동모니터링을 통한 어류의 염분 내성 및 아치사 반응 연구

Abstract

해양에서 생물검정을 통한 잠재적인 독성 평가는 실험생물의 생존율, 성장률 및 생식율 등을 측정요소(endpoint)로 판단하였다(USEPA, 2002). 그러나 이러한 전통적인 독성실험은 연구자의 육안에 의한 주관적 결과를 판단 근거로 하기 때문에 생물의 스트레스 반응 과정을 명확하게 관찰할 수 없었다. 최근에는 연속적으로 관찰 가능한 측정기법이 개발됨으로써 생물의 연속적인 생태-생리 반응을 모니터링 할 수 있는 단계에 접어들었다(Yoon, 2021). 이에 본 연구에서는 기 개발된 연속행동모니터링시스템(CBMS, continuous behavior monitoring system)을 사용하여 염분 노출에 따른 실험생물의 내성 행동반응을 관찰하였다. 실험결과, 안정된 상태에서 관찰한 생물의 행동은 관찰수조 상하좌우 방향으로 자유롭게 반복적인 유영 패턴을 보였다. 염분 내성한계 이내의 농도에 노출된 생물은 노출 초기 일시적으로 활동량이 증가하였으나 이후 염분에 적응하여 노출 전과 유사한 유영행동이 관찰되었다. 이와 반면 내성한계를 벋어난 농도에 노출된 생물은 노출 후 유영행동이 심각하게 교란되었으며, 평형감각을 상실하여 불안정한 유영활동, 수조 바닥 및 벽면에 어체를 고정시키는 등 정상적인 활동패턴과 반대되는 행동을 보였다. 또한 내성한계 범위를 벋어난 환경에서 장기간 노출된 생물은 대부분 사망하였는데, 이는 급작스런 아치사 및 치사 농도에 도달할수록 어류는 불안한 행동, 호흡 곤란 및 삼투 스트레스에 적응하지 못한 상태에서 혈액성상 및 체내 대사활동이 심각하게 교란되어 나타나는 현상으로 해석할 수 있다. 한편 급작스런 염분변화가 발생하는 경우 어류는 생존 가능한 최소 염분에 적응하기 위한 회피 반응 및 체내 삼투조절을 통해 본래의 대사패턴을 회복하기 위한 생존전략을 보이는데, 이는 본 연구에서와 같이 장기적인 행동패턴의 변화로 예측이 가능하다. 결론적으로 본 연구에서 사용된 연속행동모니터링시스템은 기존의 전통적인 생물검정방법보다 원인물질에 대한 생물의 내성 및 아치사 반응을 세밀하게 관찰할 수 있는 장점이 있어 향후 다양한 이벤트에 노출된 해양생물의 생태-생리 영향평가의 tool로서 활동가치가 높은 것으로 판단된다. 이 성과는 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(PN90590).