Early Life History Characteristics of an Induced Hybrid Between Rhodeus ocellatus and Rhodeus notatus

흰줄납줄개(Rhodeus ocellatus)와 떡납줄갱이(Rhodeus notatus) 잡종의 초기생활사 특징

Abstract

This study aimed to investigate taxonomic differences in the early life history characteristics of Rhodeus ocellatus and Rhodeus notatus through an interspecific hybridization experiment. The hatching rates of the cross-bred eggs were 50% for the ON cross (R. ocellatus ♀×R. notatus♂) and 67% for the NO cross (R. notatus♀×R. ocellatus♂). Interestingly, the hatching time of the hybrids was longer than that of their parents. The newly hatched larvae exhibited distinct differences in their physical characteristics. The head of the adult fish protruded forward more than that of the ON cross. The pterygoid process was 45° for the ON cross and 90° for the NO cross. Furthermore, the tail shape of the ON and NO crosses closely resembled that of R. notatus.

서론

잉어목(Cypriniformes) 납자루아과(Acheilognathinae) 어류는 몸이 옆으로 납작하고 체고가 높으며 산란기 수컷은 추성이 발달하고 혼인색이 화려하게 나타나 관상어로 각광받기도 하며 암컷은 긴 산란관을 이용하여 석패과 패류의 아가미에 산란한다(Chae et al., 2019; Park and Han, 2019). 분포는 우리나라를 비롯한 일본, 중국, 대만, 베트남 북부, 시베리아 남부 및 유럽 등지에 분포하고 전 세계에 3속 75종, 우리나라에는 3속 16종이 알려져 있다(Nelson et al., 2016; Chae et al., 2019). 어류의 종간 잡종은 진화학적 연구뿐만 아니라 산업적 측면에서도 매우 중요한 역할을 하고 잡종강세를 통해 상업적으로 유용한 형질을 발현시킬 수 있다(Bartley et al., 2000). 자연에서는 잉어과 어류의 자연발생적 교잡사례가 빈번하게 발견되며(Hubbs, 1955), 체외수정, 산란장소 및 중복, 불완전한 생식적 격리기구 등과 같은 요인으로 발생빈도가 높은 것으로 보고된 바 있으며(Sakai and Hamada, 1985; Scribner et al., 2000; Corush et al., 2021), 하천구조물 설치로 인한 서식지 훼손 및 감소, 비토착 어종의 무분별한 방류 등 인위적인 원인으로 교잡 사례가 나타나고 있다(DeMarais and Minckley, 1992; Jeon et al., 2018; Uemura et al., 2018). 최근 국내에서는 자연에서 확인된 납자루아과 어류의 잡종 출현이 보고되고 있으며, 각시붕어(Rhodeus uyekii)×묵납자루(Tanakia signifer) (Kim et al., 2010), 한강납줄개(R. pseudosericeus)×묵납자루(Kim et al., 2014), 묵납자루×납자루(T. lanceolata) (Kim et al., 2015), 한강납줄개×떡납줄갱이(R. notatus) (Kwak et al., 2020), 납자루×한강납줄개(Kim et al., 2021), 떡납줄갱이×흰줄납줄개(R. ocellatus) (Yun et al., 2021) 등이 보고되었다. 연구목적에 의한 인공 교잡 유도 사례로는 R. suigensis×각시붕어(Suzuki and Jeon, 1988a), 각시붕어×일본산 흰줄납줄개(R. ocellatus smithi) (Suzuki and Jeon, 1988b), 각시붕어×떡납줄갱이(Kang et al., 2006), 각시붕어×흰줄납줄개(Park and Han, 2019), 큰줄납자루(Acheilognathus majusculus)×줄납자루(A. yamatsutae) (Park and Han, 2021), 흰줄납줄개×줄납자루(Park and Han, 2022) 등이 보고되었다. 최근 충남 아산시 곡교천 지류인 온양천 일대에서 흰줄납줄개와 떡납줄갱이의 자연교잡 3개체가 채집되어 형태 및 분자계통학적 분석을 보고한 바 있으며, 종간 교잡에 대한 면밀한 분석을 위해 상반 교배 실험으로 잡종 가능 여부 등 후속 연구가 필요하다(Yun et al.,2021).

따라서 본 연구에서는 우리나라에 서식하는 흰줄납줄개와 떡납줄갱이의 인위적인 교잡 가능 여부와 초기생활사 과정에서 나타나는 특징을 부모 종 및 근연종과 비교 논의하고자 한다.

재료 및 방법

시료확보

연구에 사용된 흰줄납줄개와 떡납줄갱이는 2021년 5월 충남 보령시에 위치한 농수로에서 족대(망목 4×4 mm)를 이용해 포획후 연구실로 운반하였다. 흰줄납줄개 암컷은 전장 4–6 cm (평균 5.0±1.0 cm, n=5), 수컷은 전장 5–6 cm (평균 5.5±0.5 cm, n=3)였고, 떡납줄갱이 암컷 전장 3.5–4.5 cm (평균 4.0±0.5 cm, n=5), 수컷 4.5–5.5 cm (평균 5.0±1.0 cm, n=3)였다. 포획 당시 수컷은 입주변의 추성과 혼인색이 관찰되었고, 암컷은 산란관이 짧게 돌출되어 있었다(Fig. 1).

Fig. 1. Morphological character of lateral view of the A, Rhodeus ocellatus (♂); B, R. ocellatus(♀), C, R. notatus(♂); D, R. notatus(♀). Scale bars=1.0 cm.

산란유도

산란유도를 위해 친어는 사각 유리수조(60×45×45 cm) 2개조를 이용해 암수 8마리씩을 수용하였고, 실험수조 마다 석패과에 속하는 담수산 이매패류 말조개(Unio douglasiae)를 2마리(각장 9 cm)씩 넣어주었다. 사육수온은 21–23℃ (평균 22±1℃) 범위에서 사육하였다. 먹이는 실지렁이와 배합사료(NO.5; LOVE·LARVA®, Takaoka, Japan)를 2회/일 공급하였고, 광주기 조건은 Light 14: Dark 10으로 설정하였다.

난발생 과정 및 자치어 형태발달

채란을 위해 암컷의 산란관 길이가 뒷지느러미에 가까워졌을 때를 기점으로 복부를 눌러 채란 유무를 매일 확인하였고, 채란이 확인된 암컷은 마취제(MS-222, Ethyl 3-aminobenzoate methane-sulfonate; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)로 마취 후 멸균생리식염수(NaCl, 0.9%)가 담긴 petri dish (Ø15 cm)에 채란하였다. 수컷은 같은 방법으로 정액을 채취하여 암수 1:1 비율로 난과 수정하였으며, 맑은 물로 3–4회 세란하였다.

수정란은 임의로 30개를 선택해 실체현미경(SMZ18; Nikon, Tokyo, Japan)으로 사진촬영 및 크기 0.01 mm까지 측정하였다. 부화 자어는 난황흡수 후부터 알테미아(Artemia sp. nauplius) 부화유생을 공급하였고, 이후에는 초기 미립자 사료를 공급하였다. 형태발달은 부화 직후부터 치어기까지 5마리씩 1–5일 간격으로 실체현미경을 이용해 크기측정, 외부형태 사진촬영 및 관찰하였으며, 측정 시 자치어의 움직임을 최소화하기 위해 마취제로 마취 후 측정하였다. 자치어 형태발달 단계 구분은 Ji et al. (2020)에 따랐다.

결과

난의 형태 및 특징

흰줄납줄개의 난 형태는 서양배 모양에 가까운 전구형이었고 난황색은 옅은 노란색을 띠었으며, 식물극 쪽이 둥근 형태였다. 떡납줄갱이의 난 형태는 같은 서양배 모양에 가까웠고, 난황색은 옅은 노란색을 띠었으며, 식물극 쪽이 둥글었으나 흰줄납줄개 보다는 뾰족한 형태였다.

흰줄납줄개의 난 크기는 장경 2.99–3.33 mm (평균 3.19±0.11 mm, n=30), 단경 1.13–1.31 mm (평균 1.26±0.05 mm, n=30)였고, 떡납줄갱이는 장경 3.49–3.75 mm (평균 3.62±0.08 mm, n=30), 단경 1.47–1.68 mm (평균 1.54±0.0 8mm, n=30)였다.

수정율, 부화율, 생존율

흰줄납줄개와 떡납줄갱이의 인공수정 실험결과 ON (R. ocellatus ♀×R. notatus♂)는 수정율 100%, 부화율 50%, 치어까지 최종 생존율 20%였고, NO (R. notatus♀×R. ocellatus♂)는 수정율 100%, 부화율 67%, 치어까지 최종 생존율 50%로 두 종간의 수정율과 부화율은 50% 이상을 보였으나 최종 생존율은 ON 20%, NO 50%로 차이를 나타냈다.

난발생 과정(R. ocellatus ♀×R. notatus♂)

세포질 응집기(Zygote period)

성숙란은 수정 직후 물을 흡수하기 시작하였고(Fig. 2A), 수정 후 30분에는 난황과 난막이 분리되었으며(Fig. 2B), 수정 후 2시간에는 동물극 쪽에 배반이 형성되었다(Fig. 2C).

Fig. 2. Egg developmental stage of hybrid between Rhodeus ocellatus (♀)×R. notatu s(♂). A, Maturation egg; B, Fertilized eggs; C, Blastodisc; D, 2cells; E, 4cells; F. 8cells; G, 16cells; H, 32cells; I, 64cells; J, Morula stage; K, Blastrula stage; L, Early gastrula stage; M, Middle gastrula stage; N, Late gastrula stage; O, Embryonic stage; P, Development head; Q, Pterygoid process; R, Hatching larvae. Scale bars=1.0 mm.

난할 형성기(Cleavage period)

수정 후 2시간 30분에는 배반의 중앙이 나누어지면서 2세포기에 달하였고(Fig. 2D), 수정 후 3시간에는 4세포기에 달하였으며(Fig. 2E), 수정 후 4시간 30분에는 8세포기에 달하였다(Fig. 2F). 수정 후 5시간 30분에는 16세포기에 달하였고(Fig. 2G), 수정 후 6시간 30분에는 32세포기에 달하였으며(Fig. 2H), 수정 후 7시간 30분에는 64세포기에 달하였다(Fig. 2I).

포배 형성기(Blastula period)

수정 후 9시간에는 난할이 진행되어 할구의 크기가 작아지면서 상실기에 달하였고(Fig. 2J), 수정 후 10시간에는 포배기에 달하였다(Fig. 2K).

낭배 형성기(Gastrula period)

수정 후 14시간 30분에는 초기 낭배기에 달하였다(Fig. 2L). 수정 후 26시간에는 배환이 동물극에서 식물극 쪽으로 난황을 덮어 내려와 중기낭배기에 달하였다(Fig. 2M). 수정 후 32시간에는 말기낭배기에 달하였고 가장자리에는 유백색의 배체가 발달하기 시작하였다(Fig. 2N).

배체형성기(Embryoric period)

수정 후 33시간 30분에는 배체가 뚜렷하게 관찰되었고(Fig. 2O), 수정 후 39시간에는 배체의 머리가 발달하였다(Fig. 2P). 수정 후 44시간 30분에는 머리 부분 양쪽에 한 쌍의 익상돌기가 발달하였다(Fig. 2Q).

부화기(Hatching period)

수정 후 46시간 30분에는 머리부터 난막을 뚫고 나오면서 부화가 시작되었고(Fig. 2R), 수정 후 51시간 30분에는 전체 수정란의 50%가 부화하였으며, 수정 후 57시간에는 부화가 완료되었다.

난발생 과정(R. notatus ♀×R. ocellatus ♂)

세포질 응집기(Zygote period)

성숙란은 수정 직후 물을 흡수하기 시작하였고(Fig. 3A), 수정 후 30분에는 난황과 난막이 분리되었으며(Fig. 3B), 수정 후 1시간에는 동물극 쪽에 배반이 형성되었다(Fig. 3C).

Fig. 3. Egg developmental stage of hybrid between Rhodeus notatus (♀)×R. ocellatus (♂). A, Maturation egg; B, Fertilized eggs; C, Blastodisc; D, 2cells; E, 4cells; F, 8cells; G, 16cells; H, 32cells; I, 64cells; J, Morula stage; K, Blastrula stage; L, Early gastrula stage; M, Middle gastrula stage; N, Late gastrula stage; O, Embryonic stage; P, Development head; Q, Pterygoid process; R, Hatching larvae. Scale bars=1.0 mm.

난할 형성기(Cleavage period)

수정 후 2시간 30분에는 배반의 중앙이 나누어지면서 2세포기에 달하였고(Fig. 3D), 수정 후 3시간에는 4세포기에 달하였으며(Fig. 3E), 수정 후 4시간 30분에는 8세포기에 달하였다(Fig. 3F). 수정 후 5시간 30분에는 16세포기에 달하였고(Fig. 3G), 수정 후 6시간 30분에는 32세포기에 달하였으며(Fig. 3H), 수정 후 7시간 30분에는 64세포기에 달하였다(Fig. 3I).

포배 형성기(Blastula period)

수정 후 8시간 30분에는 난할이 진행되어 할구의 크기가 작아지면서 상실기에 달하였고(Fig. 3J), 수정 후 11시간에는 포배기에 달하였다(Fig. 3K).

낭배 형성기(Gastrula period)

수정 후 19시간에는 초기 낭배기에 달하였다(Fig. 3L). 수정 후 26시간에는 배환이 동물극에서 식물극 쪽으로 난황을 덮어 내려와 중기낭배기에 달하였다(Fig. 3M). 수정 후 31시간에는 말기낭배기에 달하였고 가장자리에는 유백색의 배체가 발달하기 시작하였다(Fig. 3N).

배체형성기(Embryoric period)

수정 후 34시간 30분에는 배체가 뚜렷하게 관찰되었고(Fig. 3O), 수정 후 36시간 30분에는 배체의 머리가 발달하였다(Fig. 3P). 수정 후 42시간 30분에는 머리 부분 양쪽에 한 쌍의 익상돌기가 발달하였다(Fig. 3Q).

부화기(Hatching period)

수정 후 47시간 30분에는 머리부터 난막을 뚫고 나오면서 부화가 시작되었고(Fig. 3R), 수정 후 54시간 30분에는 전체 수정란의 50%가 부화하였으며, 수정 후 58시간에는 부화가 완료되었다.

자치어 형태발달(R. ocellatus ♀×R. notatus ♂)

난황자어기(Yolk sac larvae)

부화 직후 자어는 전장 3.00–3.34 mm(평균 3.21±0.10 mm, n=30)로 머리를 기점으로 익상돌기까지 삼각형을 나타냈고, 머리 부분에 눈과 입, 항문의 발달은 관찰되지 않았다. 배체는 유백색으로 아래에는 옅은 노란색의 난황을 가지고 있었으며, 움직임은 없었다(Fig. 4ON-0).

Fig. 4. Yolk-sac larvae and preflexion, flexion larvae development of hybrid between ON (Rhodeus ocellatus♀×R. notatus♂) and NO (R. notatus♀×R. ocellatus♂). Scale bars=1.00 mm.

부화 후 1일째 난황자어는 전장 3.82–4.14 mm (평균 3.99±0.13 mm, n=30)로 머리 뒤쪽 좌우에 익상돌기 1쌍과 배 쪽에 1개가 돌출되었으며, 꼬리가 길어져 나오기 시작하였다. 꼬리 끝부분 가장자리에는 막지느러미가 발달하였고, 배체의 근절 수는 18–20개였다(Fig. 4ON-1).

부화 후 3일째 난황자어는 전장 5.44–5.78 mm (평균 5.63±0.10 mm, n=30)로 머리 아래 쪽에 1개의 돌기가 추가로 발달하였고, 머리에는 안점이 관찰되었다. 난황은 흡수되기 시작하였고, 항문이 발달하기 시작하였으며, 꼬리의 막지느러미는 넓게 발달하였다. 이 시기에는 외부로부터 작은 충격에도 빠른 움직임을 보였다(Fig. 4ON-3).

부화 후 8일째 난황자어는 전장 6.73–7.39 mm (평균 6.59±0.18 mm, n=30)로 눈에는 흑색소포가 침착하였고, 익상돌기는 머리 뒤쪽 좌우 1쌍, 머리 아래 쪽 1개, 배 쪽 1개의 길이가 짧게 줄어들었으며, 꼬리지느러미 끝부분에는 기조가 분화하기 시작하였다(Fig. 4ON-8).

부화 후 11일째 난황자어는 전장 7.39–7.95 mm (평균 7.63±0.22 mm, n=30)로 꼬리 끝부분이 상단으로 휘어지기 시작하면서 중기자어기로 이행하기 시작하였다. 이 시기에는 난황자어기와 중기자어기의 중간 발달단계를 나타냈다. 꼬리지느러미에는 기조가 발달하기 시작하였고, 등지느러미와 뒷지느러미가 분화하기 시작하였다. 눈에는 렌즈가 발달하였고, 입이 발달하기 시작하였으며, 머리 아래쪽의 익상돌기는 소실되었다. 흑색소포는 나뭇가지 모양으로 머리 상단부분과 몸통 중앙에서 꼬리까지 침착하였다(Fig. 4ON-11).

중기자어기(Flexion larvae)

부화 후 14일째 중기자어는 전장 7.73–8.71 mm (평균 8.23±0.42 mm, n=30)로 등지느러미 줄기 수는 8개, 꼬리지느러미 21개(11+10), 뒷지느러미 8개가 형성되었고, 뒷지느러미 6번째부터 8번째 줄기 끝부분은 두 갈레로 나누어졌다. 입이 열리기 시작하였고, 항문이 발달하면서 막으로 연결된 뒷지느러미와 배지느러미는 분리되었다. 이 시기에는 복부 위쪽에 타원형으로 된 부레가 발달하였고, 수면으로 부상했다가 가라앉기를 반복하였다. 머리 뒤쪽에 발달된 좌우 1쌍의 익상돌기는 완전히 소실되었고, 배 쪽에 발달한 1개의 돌기의 길이는 더욱 줄어들었다. 흑색소포는 머리 상단부분이 별 모양으로 발달하였고, 복부와 몸통에 침착되었던 나뭇가지 모양 흑색소포의 분포범위는 더욱 넓어졌으며, 각 부위별 지느러미 막에도 침착하였다(Fig. 5ON-14).

후기자어기(Postflexion larvae)

부화 후 18일째 후기자어는 전장 8.00–9.96 mm (평균 9.07±0.58 mm, n=30)로 상단으로 휘어진 꼬리 끝부분이 45°로 완전히 휘어지면서 후기자어기로 이행하였다. 꼬리지느러미와 막으로 연결되었던 등지느러미와 뒷지느러미는 분리되었고, 각 부위별 지느러미 줄기 수는 등지느러미 12개, 뒷지느러미 12개, 꼬리지느러미 22개(11+11)로 증가하였다. 머리 부분에 침착되었던 별모양의 흑색소포는 반점모양으로 발달하였고, 몸통에는 나뭇가지 모양에서 별모양으로 발달하였다. 꼬리지느러미에는 줄기를 따라 침착하였고, 등지느러미에는 반점모양, 뒷지느러미에는 나뭇가지 모양으로 발달하였다. 이 시기에는 먹이 섭취가 관찰되었고, 수평으로 정상 유영하였으며, 복부 위쪽에는 부레가 추가로 발달하였다(Fig. 5ON-18).

부화 후 22일째 후기자어는 전장 9.98–12.0 mm (평균 10.8±0.76 mm, n=30)로 복부 아래 막지느러미에서 배지느러미가 분화하기 시작하였고, 머리 부분과 몸통에 침착된 흑색소포의 크기는 줄어들었으며, 등지느러미에 침착된 반점모양의 흑색소포는 1–8번째 줄기에 밀집되어 발달하였다. 각 부위별 지느러미 줄기 수는 등지느러미 13개, 뒷지느러미 14개, 꼬리지느러미 20개(10+10), 부속줄기는 상엽 4개, 하엽 4개로 발달하였다(Fig. 5ON-22).

치어기(Juvenile)

부화 후 32일째 치어는 전장 14.1–16.5 mm (평균 13.8±0.87 mm, n=30)로 각 부위별 지느러미 기조 수는 등지느러미 iii10개, 뒷지느러미 iii11개였고, 배지느러미의 막은 완전히 소실되어 기조 수는 i4개로 발달해 정수에 달하면서 치어기로 이행하였다. 등지느러미에 침착된 반점모양의 흑색소포는 밀집되어 원형으로 발달하였다(Fig. 5ON-32).

부화 후 333일째 성어는 전장 70–75 mm(평균 72.5±0.25 mm, n=10)로 체형은 납작하고 타원형으로 체고는 꼬리 쪽으로 갈수록 낮아졌다. 체색은 갈색을 띠었고, 지느러미는 녹갈색을 띠었다. 눈동자의 상단은 붉은색을 띄었고, 상악과 하악의 연결부위 주변에도 붉은색을 띠었다. 파란색의 줄무늬 띠는 머리끝에서 등지느러미 시작점 사이의 중간 지점에서 시작되어 꼬리지느러미 시작점까지 길게 이어졌다. 머리 뒤쪽으로는 가로 무늬의 띠가 2줄 있었다(Fig. 5ON-333).

자치어 형태발달(R. notatus♀×R. ocellatus♂)

난황자어기(Yolk sac larvae)

부화 직후 자어는 전장 3.84–4.56 mm (평균 4.08±0.20 mm, n=30)로 머리 뒤쪽 좌우에는 익상돌기 1쌍과 배 쪽에 1개가 돌기되었다. 머리를 기점으로 익상돌기까지 삼각형을 나타냈고, 머리 부분에 눈과 입, 항문의 발달은 관찰되지 않았다. 배체는 유백색으로 아래에는 옅은 노란색의 난황을 가지고 있었으며, 움직임은 없었다. 이 시기의 근절 수는 10–11개였다(Fig. 4NO-0).

부화 후 1일째 난황자어는 전장 4.82–5.26 mm (평균 5.08±0.11 mm, n=30)로 익상돌기는 길이가 길어졌고, 배체의 끝부분에는 꼬리가 길어져 나오기 시작하였다. 꼬리 끝부분 가장자리에는 막지느러미가 발달하였고, 배체의 근절 수는 27–30개였다(Fig. 4NO-1).

부화 후 3일째 난황자어는 전장 5.70–6.00 mm (평균 5.85±0.10 mm, n=30)로 머리 아래 쪽에 1개의 돌기가 추가로 발달하였고, 눈에는 동공이 발달하였으며, 몸통에는 막지느러미가 등 쪽에서부터 난황 끝부분까지 넓게 발달하였다. 소화관이 분화하면서 항문이 발달하기 시작하였고, 이 시기에는 외부로부터 작은 충격에도 빠른 움직임을 보였다(Fig. 4NO-3).

부화 후 10일째 난황자어는 전장 7.25–7.40 mm (평균 7.32±0.05 mm, n=30)로 눈에는 흑색소포가 침착하였고, 익상돌기는 머리 뒤쪽 좌우 1쌍, 배 쪽 1개의 길이가 짧게 줄어들었으며, 머리 아래쪽에 형성되었던 돌기는 소실되었다. 막지느러미에는 심장을 따라 순환하는 혈관이 관찰되었고, 꼬리지느러미 끝부분은 상단으로 휘어지기 시작하였다. 이 시기에는 난황자어기와 중기자어기의 중간 발달단계를 나타냈다. 꼬리지느러미에는 기조가 분화하기 시작하였다(Fig. 4NO-10).

중기자어기(Flexion larvae)

부화 후 15일째 중기자어는 전장 8.09–8.69 mm (평균 8.42±0.18 mm, n=30)로 눈에는 렌즈가 발달하였고, 입이 발달하기 시작하였으며, 머리 아래쪽의 익상돌기는 소실되었다. 흑색소포는 나뭇가지 모양으로 머리 상단부분과 난황 위쪽, 몸통 중앙에서 꼬리까지 침착하였으며, 막지느러미에도 일부 침착하였다. 꼬리지느러미 줄기 수는 19 (9+10)개로 발달하였고, 등과 뒷지느러미는 분화하기 시작하였다(Fig. 4NO-15).

후기자어기(Postflexion larvae)

부화 후 18일째 후기자어는 전장 8.67–9.00 mm (평균 8.78±0.10 mm, n=30)로 상단으로 휘어진 꼬리 끝부분이 45°로 완전히 휘어지면서 후기자어기로 이행하였다. 등지느러미 줄기 수는 11개, 뒷지느러미 10개가 형성되었고, 꼬리지느러미 20개(10+10)로 증가하였다. 입이 열리기 시작하였고, 항문이 발달하면서 막으로 연결된 등지느러미, 뒷지느러미와 배지느러미는 분리되었다. 이 시기에는 복부 위쪽에 타원형으로 된 부레가 발달하였고, 수면으로 부상했다가 가라앉기를 반복하였다. 머리 뒤쪽에 발달된 좌우 1쌍의 익상돌기는 완전히 소실되었고, 배 쪽에 발달한 1개의 돌기의 길이는 더욱 줄어들었다. 흑색소포는 머리 상단부분이 반점 모양으로 발달하였고, 복부와 몸통에 침착되었던 나뭇가지 모양 흑색소포의 분포범위는 더욱 넓어졌으며, 각 부위별 지느러미 막에도 침착하였다(Fig. 5NO-18).

Fig. 5. Flexion larvae, postflexion larvae and juveniles development of hybrid between ON (Rhodeus ocellatus♀×R. notatus♂) and NO (R. notatus♀×R. ocellatus♂). Scale bars=1.00 mm.

부화 후 21일째 후기자어는 전장 8.77–9.68 mm (평균 9.27±0.27 mm, n=30)로 각 부위별 지느러미 줄기 수는 등지느러미 13개, 뒷지느러미 13개, 꼬리지느러미 21개(10+11)로 증가하였다. 몸통에 침착된 나뭇가지 모양의 흑색소포는 분포 범위가 더욱 넓어졌고, 꼬리지느러미와 등지느러미, 뒷지느러미에는 줄기를 따라 침착하였고, 등지느러미에는 반점모양, 뒷지느러미에는 나뭇가지 모양으로 발달하였다. 이 시기에는 먹이 섭취가 관찰되었고, 수평으로 정상 유영하였으며, 복부 위쪽에는 부레가 추가로 발달하였다(Fig. 5NO-21).

부화 후 23일째 후기자어는 전장 9.32–10.7 mm (평균 9.86±0.48 mm, n=30)로 복부 아래 막지느러미에서 배지느러미가 분화하기 시작하였고, 머리 부분에 침착된 별모양의 흑색소포는 반점모양으로 변하였고 크기가 더욱 커졌으며, 몸통에 침착된 흑색소포의 크기는 다소 줄어들었다. 등지느러미에 침착된 반점모양의 흑색소포는 1–9번째 줄기에 밀집되어 발달하였다. 각 부위별 지느러미 줄기 수는 등지느러미 13개, 뒷지느러미 14개, 꼬리지느러미 19개(10+9), 부속줄기는 상엽 3개, 하엽 3개로 발달하였다(Fig. 5NO-23).

치어기(Juvenile)

부화 후 32일째 치어는 전장 14.3–17.2 mm (평균 15.7±1.02 mm, n=30)로 각 부위별 지느러미 기조 수는 등지느러미 iii11개, 뒷지느러미 iii11개였고, 배지느러미의 막은 완전히 소실되어 기조 수는 i4개로 발달해 정수에 달하면서 치어기로 이행하였다. 등지느러미에 침착된 반점모양의 흑색소포는 밀집되어 원형으로 발달하였다(Fig. 5NO-32).

부화 후 345일째 성어는 전장 50–60 mm (평균 55±0.5 mm, n=30)로 체형은 납작한 둥근 타원형으로 체고는 꼬리 쪽으로 갈수록 낮아졌다. 체색은 연한 갈색을 띠었고, 꼬리지느러미는 녹갈색을 띠었으며, 등지느러미와 뒷지느러미는 갈색을 띠었다. 눈동자의 상단은 붉은색을 띄었고, 상악과 하악의 연결부위 주변에도 붉은색을 띠었다. 파란색의 줄무늬 띠는 머리끝에서 등지느러미 시작점 사이의 중간 지점에서 시작되어 꼬리지느러미 시작점까지 길게 이어졌다. 머리 뒤쪽으로는 가로 무늬의 띠가 2줄 있었다(Fig. 5NO-345).

상대성장

흰줄납줄개와 떡납줄갱이 잡종의 상대성장은 Fig. 6과 같았다.

Fig. 6. Relative growth of larvae and juveniles of hybrid between ON (Rhodeus ocellatus♀×R. notatus♂) and NO (R. notatus♀×R. ocellatus♂). ED, Eye diameter; HL, Head length; AL, Anal length; BL, Body length; BD, Body depth.

고찰

본 연구에서는 우리나라에 서식하는 흰줄납줄개와 떡납줄갱이의 잡종유도를 통해 초기생활사 과정 동안 나타나는 특징을 근연종과 비교 분석하였다.

두 종간의 인공수정 결과 ON은 수정율 100%, 부화율 50%, 치어까지 최종 생존율은 20%였으며, NO는 수정율 100%, 부화율 67%, 치어까지 최종 생존율은 50%였다. 수정율은 100%였으나 발달 진행단계 중 폐사가 발생하기 시작하였고, 부화율은 50–67% (평균 58.5%)였다.

다른 교잡 실험에서는 각시붕어와 떡납줄갱이(Kang et al., 2006) 사이의 인공수정에서 수정율 100%, 부화율 71.6–97.5% (평균 84.5%), 각시붕어와 흰줄납줄개(Park and Han, 2019) 수정율 60–100% (평균 80%), 부화율 71.9–75.7% (평균 73.8%), 치어까지의 생존율 20–50% (평균 35%)였다. 흰줄납줄개와 줄납자루(Park and Han, 2022)는 수정율 100%, 부화율 60–70% (평균 65%), 생존율 30–40% (평균 35%), 큰줄납자루와 줄납자루(Park and Han, 2021) 수정율 100%, 부화율 30–40% (평균 35%), 생존율 11–20% (평균 15.5%)였다.

순종을 대상으로 한 실험에서는 칼납자루(Kim et al., 2011) 수온 15–21℃ 일 때 수정율 75–93% (평균 84%), 부화율 90-96% (평균 93%), 임실납자루(Yang, 2004)는 수정율 92–98% (평균 95%), 부화율 98–99% (98.5%)로 잡종 유도 실험 보다 높은 수치를 나타냈다.

자연 교잡 원인으로 알려진 체외수정, 산란영역경쟁, 제한된 산란습성, 산란기 중복, 불완전한 생식적 격리의 메커니즘, 부모 종의 불균형, 종간 2차 접촉에 대한 감수성, 제한된 환경에서의 산란숙주 공유 및 생태생리학적 특성 등으로 알려져 있다(Hubbs, 1955; Jansson et al., 1991; Kanoh, 2000; Scribner et al., 2000; Candolin and Reynolds, 2002; Smith et al., 2004; Kim et al., 2010, 2015; Segherloo et al., 2018; Pinheiro et al., 2019). 잡종유도 실험 결과에서 부화율과 치어까지 생존율은 50% 이하였으며, 낮은 생존율을 나타내는 것은 전자에서 언급한 환경적인 요인 이외에도 자연 상태에서 잡종의 출현율과 관계가 있을 것으로 생각된다.

부화 소요시간은 평균 수온 22℃에서 ON 46시간 30분, NO 47시간 30분으로 큰 차이를 보이지 않았고, 부모 종인 흰줄납줄개(Park and Han, 2018) 48시간 30분, 떡납줄갱이 발안천 개체(Suzuki and Jeon, 1988c)는 43시간이 소요되었다. 교잡종은 떡납줄갱이 보다 부화시간이 많이 소요되었다.

같은 속간의 부계와 모계를 대상으로 한 교잡실험에서 부화시간은 각시붕어와 흰줄납줄개(Park and Han, 2019)의 경우 수온 21℃에서 큰 차이를 보이지 않았다. 그러나 수온 22℃에서 각시붕어와 일본산 흰줄납줄개(Suzuki and Jeon, 1988b) 모계와 서로 다른 속인 흰줄납줄개와 줄납자루(Park and Han, 2022) 모계, 같은 속인 큰줄납자루와 줄납자루(Park and Han, 2021) 모계에서 부계를 대상으로 한 실험구보다 부화시간이 많이 소요되는 결과를 보였다.

같은 Rhodeus속간의 교잡 실험에서는 차이를 보이지 않았으나 각시붕어와 일본산 흰줄납줄개에서는 다른 결과를 나타내 특이점을 보였으며, 이와 같은 특이점을 분석하기 위해 향후 같은 속간 또는 다른 속간의 교잡 실험이 필요할 것으로 생각된다.

부모 종인 흰줄납줄개(Park and Han, 2018)와 떡납줄갱이(Suzuki and Jeon, 1988c)는 부화 직후 익상돌기가 발달하며 교잡 실험 결과 ON과 NO의 부화 직후 자어 형태는 머리 양옆과 아래쪽에 익상 돌기가 있어 부모 종과 같은 형태를 나타냈다. 그러나 NO는 ON보다 머리가 더 돌출되어 있었고 몸 전체 길이 13.3%를 차지하여 두 교잡개체의 형태적 차이를 보였다. 부화 후 익상돌기의 발달은 ON이 45°로 발달하였고, NO는 90°로 발달하여 차이를 보였다. 또한 부모 종인 떡납줄갱이(Suzuki and Jeon, 1988c)는 흰줄납줄개(Park and Han, 2018) 보다 꼬리가 비교적 짧게 발달하였고, ON과 NO는 꼬리의 형태가 떡납줄갱이와 유사하여 흰줄납줄개와 다른 형태적 차이를 보였다.

흰줄납줄개와 줄납자루(Park and Han, 2022), 각시붕어와 흰줄납줄개(Park and Han, 2019) 잡종의 부화자어는 돌기의 형태에서 부모 종의 형질을 공유하였고, 줄납자루 암컷과 큰줄납자루 수컷(Park and Han, 2021) 간의 잡종은 난황의 특징이 부모 종과 다른 점을 나타내 이들 잡종에서 나타나는 부화자어는 부모 종과 일부 형태적 특징을 공유하지 않는 독특한 형태로 발달한다는 점에서 부화자어 시기 잡종의 형태적 구분도 가능할 것으로 보인다(Park and Han, 2022).

전장 크기는 ON 3.21±0.10 mm, NO 4.08±0.20 mm로 차이를 보였다. 부모 종인 흰줄납줄개(Park and Han, 2018)는 전장 3.67±0.02 mm, 떡납줄갱이(Suzuki and Jeon, 1988c) 4.19±0.30 mm로 ON은 흰줄납줄개와 유사하였고, NO는 떡납줄갱이와 유사한 범위에 있어 부화자어의 크기는 모계와 가까웠다.

후기자어 이행시기는 ON과 NO 부화 후 18일째로 같았고, 전장 크기는 ON 9.07±0.58 mm, NO 8.78±0.10 mm로 ON이 컸다. 부모 종인 흰줄납줄개(Park and Han, 2018)는 부화 후 17일 전장 8.12±0.01 mm, 떡납줄갱이(Suzuki and Jeon, 1988c) 부화 후 15일째 전장 8.28±0.31 mm로 시기는 떡납줄갱이가 가장 빨랐고, 크기는 모두 같은 범위 내에서 유사하였다.

치어 이행시기는 ON과 NO 부화 후 32일째로 같았고, 전장 크기는 ON 15.3±0.90 mm, NO 15.7±1.02 mm로 차이는 없었다. 부모 종인 흰줄납줄개(Park and Han, 2018)는 부화 후 58일 15.9±0.14 mm로 시기는 교잡종이 부모 종 보다 빨랐고, 크기는 차이가 없었다. 선행연구에서 떡납줄갱이(Suzuki and Jeon, 1988c)는 후기자어까지만 기재되어 있어 비교할 수 없었다.

상대성장을 비교한 결과 NO가 ON보다 성장속도가 빠른 것을 확인하였고, 전장대비 안장과 두장, 체고의 값은 NO와 ON 모두 유사한 값을 나타냈으나 항문장과 체장은 성장함에 따라 차이를 보였다. 체고는 처음에 높은 값을 보이다 감소하는 구간이 나타나는데 이는 돌기가 발달한 뒤 다시 감소하는 것으로 이후 돌기가 소실되고 다시 체고 값이 증가하는 결과를 나타냈다. ON은 NO보다 전장이 작았으나 다른 측정부위별 성장 값은 전장 10 mm까지 유사하여 큰 차이를 보이지 않았다.

지느러미 기조 수를 비교한 결과 ON 등지느러미 iii10개, 뒷지느러미iii11, 배지느러미 i4개, NO 등지느러미 iii11개, 뒷지느러미 iii11, 배지느러미 i4개로 NO는 ON보다 등지느러미 분지 연조가 1개 더 많았다. 본 연구의 NO는 Yun et al. (2021)이 연구한 자연 교잡종의 기조 수와 동일한 범위에 해당되었다. 부모 종인 흰줄납줄개는 등지느러미 iii11개, 뒷지느러미 iii11개, 배지느러미 i4개, 떡납줄갱이 등지느러미 ⅲ10개, 뒷지느러미 ⅲ10개, 배지느러미ⅰ4개로 ON은 부계인 떡납줄갱이와 등지느러미 기조수가 같았고, NO는 부계인 흰줄납줄개와 모든 지느러미의 기조수가 같았다(Table 1).

Table 1. Comparison of meristic character counts of hybrid Rhodeus ocellatus×R. notatus with parental type

¹Present study. ²Yun et al. (2021).

본 연구 결과 흰줄납줄개와 떡납줄갱이 교잡종의 초기생활사에서 나타나는 특징으로는 부화 후 치어까지 생존율은 50%로 비교한 교잡종 가운데 가장 높았다. 교잡종의 부화시간은 부모 종인 떡납줄갱이 보다 많이 소요되었다. 부화 직후 자어는 NO가 ON보다 머리가 앞으로 더 돌출되었고, 익상돌기는 ON 45°, NO 90°방향이었으며, ON과 NO의 꼬리 형태는 떡납줄갱이와 유사한 것을 알 수 있었다.

Yun et al. (2021)의 선행연구에서 채집된 자연 교잡종은 떡납줄갱이가 모계종 임으로 본 연구의 상반 교배 실험에서 부계와 모계 모두 잡종 생산이 가능한 것으로 확인되었다. 이처럼 납자루아과 어류의 인위적인 교잡 실험은 향후 계통분류학적 연구와 함께 자연 잡종 출현 시 종 동정을 위한 참고자료가 될 것으로 사료된다.