수자원 보존을 위해서는 수력 공학의 생태적 운영이 필수적입니다. 수류 속도는 부유성 알을 낳는 어류의 산란에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 본 연구는 생태적 유량에 대한 자연 번식 반응의 생리적 메커니즘을 이해하기 위해 실험실 실험을 통해 성체 초어(Ctenopharyngodon idellus)의 난소 성숙 및 항산화 능력에 대한 수류 속도 자극의 영향을 탐구하고자 합니다. 초어의 난소 조직학적 구조, 성호르몬 및 비텔로제닌(VTG) 농도, 시상하부-뇌하수체-생식선(HPG) 축의 주요 유전자 전사체, 그리고 난소와 간의 항산화 활성을 조사했습니다. 연구 결과, 수류 속도 자극에 따른 초어의 난소 발달 특성에는 뚜렷한 차이가 없었지만, 에스트라디올, 테스토스테론, 프로게스테론, 17α,20β-디하이드록시-4-프레그넨-3-온(17α,20β-DHP), VTG 농도는 증가했으며, 이는 시상하부-뇌하수체-생식선(HPG) 축 유전자의 전사 조절과 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 수류 속도 자극 시 HPG 축 유전자(gnrh2, fshβ, lhβ, cgα, hsd20b, hsd17b3, vtg)의 발현 수준이 유의하게 증가한 반면, hsd3b1, cyp17a1, cyp19a1a, hsd17b1, star, igf3의 발현 수준은 억제되었습니다. 또한, 적절한 수류 속도 자극은 난소와 간의 항산화 효소 활성을 증가시켜 초어의 건강 상태를 개선할 수 있는 것으로 나타났습니다. 본 연구 결과는 수력 발전 프로젝트의 생태적 운영과 하천 생태 복원을 위한 기초 지식 및 데이터 기반을 제공합니다.
소개
양쯔강 중류에 위치한 싼샤댐(Three Gorges Dam, TGD)은 세계 최대 규모의 수력 발전 프로젝트로, 양쯔강의 수력을 활용하고 개발하는 데 중요한 역할을 합니다(Tang et al., 2016). 그러나 싼샤댐의 운영은 강의 수문학적 과정을 크게 변화시킬 뿐만 아니라 댐 상류와 하류의 수생 서식지를 위협하여 하천 생태계의 악화를 초래합니다(Zhang et al., 2021). 구체적으로, 저수지 조절은 강의 흐름 과정을 균일화하고 자연적인 홍수 최고 수위를 약화시키거나 없애 어란량 감소를 야기합니다(She et al., 2023).
어류의 산란 활동은 유속, 수온, 용존산소량 등 다양한 환경 요인의 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 이러한 환경 요인들은 호르몬 합성과 분비에 영향을 미쳐 어류의 생식선 발달에 영향을 준다(Liu et al., 2021). 특히, 유속은 강에서 부유란을 낳는 어류의 산란에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(Chen et al., 2021a). 댐 운영이 어류 산란에 미치는 악영향을 완화하기 위해서는 어류 산란을 촉진하는 구체적인 생태수문학적 방안을 마련해야 한다(Wang et al., 2020).
중국 4대 잉어류(FMCC), 즉 흑잉어(Mylopharyngodon piceus), 초어(Ctenopharyngodon idellus), 은잉어(Hypophthalmichthys molitrix), 백련어(Hypophthalmichthys nobilis)는 수문학적 과정에 매우 민감하며 중국에서 경제적으로 가장 중요한 어종입니다. FMCC 개체군은 3월부터 6월까지 발생하는 고유량에 반응하여 산란지로 이동하고 산란을 시작하는데, 삼수로(TGD)의 건설 및 운영은 자연적인 수문학적 리듬을 변화시키고 어류의 이동을 방해합니다(Zhang et al., 2023). 따라서 삼수로 운영 계획에 생태 유량을 포함시키는 것은 FMCC의 산란을 보호하는 완화 조치가 될 수 있습니다. 삼수로 운영의 일환으로 인위적인 홍수를 통제하면 하류 지역에서 FMCC의 번식 성공률이 향상된다는 것이 입증되었습니다(Xiao et al., 2022). 2011년 이후 양쯔강의 FMCC(미꾸라지과 어류) 개체수 감소를 완화하기 위해 FMCC의 산란 행동을 촉진하려는 여러 시도가 이루어졌습니다. FMCC 산란을 유도하는 유속은 1.11~1.49m/s 범위인 것으로 밝혀졌으며(Cao et al., 2022), 하천에서 FMCC 산란에 최적의 유속은 1.31m/s인 것으로 확인되었습니다(Chen et al., 2021a). 유속은 FMCC 번식에 중요한 역할을 하지만, 생태적 유량에 대한 자연 번식 반응의 생리적 메커니즘에 대한 연구는 현저히 부족한 실정입니다.
게시 시간: 2024년 8월 5일