진주담치는 홍합속에 속하는 여러 종을 통칭하는 말로, 대표적으로 지중해담치, 섭조개 등이 있다. 이들은 북대서양과 북태평양의 온대 및 극지방 해안, 그리고 남반구의 유사한 해안에서 서식하며, 종에 따라 분포 지역이 다르다. 진주담치는 조간대에 서식하며, 족사라는 실을 이용하여 바위 등에 부착한다. 껍데기는 삼각형 모양이며, 색깔은 자주색, 파란색, 갈색 등 다양하다. 진주담치는 암수 이성으로, 수정 후 유생 발달 과정을 거쳐 성체가 된다. 이들은 덩어리를 형성하여 파랑 저항, 포식자 방어 등의 효과를 얻으며, 환경 감시 및 식용으로도 활용된다. 하지만 해양 산성화와 같은 환경 변화에 취약하며, 서식지 감소의 위험에 직면해 있다.
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특히 진주담치(''Mytilus edulis'')를 포함한 여러 종들은 유전적으로 매우 가까워 ''Mytilus edulis'' 복합종으로 불린다. 이 복합종은 북대서양(지중해 포함)과 북 태평양의 온대에서 극지방에 이르는 해안,[2] 그리고 남반구의 유사한 환경을 가진 해안에 걸쳐 널리 분포하며, 지역에 따라 여러 분류군으로 나뉜다. 이들 분류군의 분포는 최근 인간 활동에 의해 영향을 받았으며, 같은 지역에 서식하는 경우 서로 교배가 가능하다. 복합종에 대한 자세한 분류와 분포는 하위 문단에서 다룬다.
3. 1. ''Mytilus edulis'' 복합종
푸른담치는 분류학적으로 최소 3개의 밀접하게 관련된 담치 분류군으로 구성되어 있으며, 이를 ''Mytilus edulis'' 복합종이라고 한다. 이 복합종은 북대서양(지중해 포함)과 북 태평양의 온대에서 극지방에 이르는 해안,[2] 그리고 남반구의 유사한 환경을 가진 해안에 걸쳐 서식한다. 이 복합종을 구성하는 분류군들의 분포는 최근 인간 활동의 영향으로 변화를 겪었으며, 같은 지역에 서식하는 경우 서로 교배할 수 있다.
''Mytilus edulis'' 복합종을 구성하는 주요 분류군은 다음과 같다.
''Mytilus edulis'' 좁은 의미: 북대서양 원산이다.
''Mytilus galloprovincialis'' (지중해담치): 지중해, 흑해, 서유럽이 원산지이다. 이후 온대 북태평양, 남아프리카 공화국, 남반구의 다른 지역으로 유입되었다.
''Mytilus planulatus'' (뉴질랜드 푸른담치): 오스트레일리아 남부 해안, 태즈메이니아, 뉴질랜드 등 남반구에 서식하는 별개의 계통이다.
''Mytilus platensis'' (주니어 동의어 ''M. chilensis'', 칠레담치): 남아메리카 및 케르겔렌 제도의 온대 및 아남극 해역에 서식한다.[3]
대서양 푸른담치(Mytilus edulis)는 북아메리카 대서양 연안이 원산지이지만, 메인주 북쪽에서는 M. trossulus와 함께 발견되기도 한다. 캐나다 대서양 연안에서 M. trossulus는 M. edulis보다 껍질 성장 속도가 느리고 살의 양도 적은 것으로 나타났다.[4] 이를 고려할 때, 부유식 양식 조건 하에서 M. edulis는 M. trossulus보다 약 1.7배 높은 경제적 가치를 지니는 것으로 추정된다.[4]
유럽에서는 프랑스 대서양 연안에서 노바야제믈랴와 아이슬란드까지 발견되지만, 발트해에서는 발견되지 않는다. 프랑스와 영국 제도에서는 M. galloprovincialis와 잡종대를 형성하며, 때로는 M. trossulus와 섞여 발견되기도 한다.
남반구에 존재하는 유전적으로 구별되는 M. edulis 계통은 과거 아종 Mytilus edulis platensis로 여겨졌으나, 현재는 별개의 종인 Mytilus platensis로 분류된다.
4. 서식지 및 생태
진주담치는 북반구 온대 조간대에 주로 서식하는 무척추동물로, 족사를 이용해 바위 등 단단한 곳에 몸을 부착한다.[5]
4. 1. 서식지
진주담치는 조간대 지역에 서식하며, 족사라고 불리는 강하고 약간 탄성이 있는 실 같은 구조물을 이용해 바위나 다른 단단한 기질에 몸을 부착하는 북반구 온대 무척추동물이다.[5] 이 족사는 진주담치의 발에 있는 족사선에서 분비된다.[5]
4. 2. 생태
진주담치는 종종 덩어리를 형성하며, 족사를 사용하여 서로 부착한다. 족사는 부착에 사용되는 콜라겐 단백질 가닥이다. 덩어리 형성의 유형은 개체군 밀도에 따라 달라진다.[11] 밀도가 낮을 경우, 예를 들어 수명이 짧은 진주담치 개체군인 갯벌에서는 무리진 분포 패턴이 나타난다.[12] 포식자 신호의 존재는 덩어리 형성을 돕는다.[13]
덩어리 형성은 낮은 밀도 개체군에서 번식 성공률 증가,[14] 파랑 저항,[11] 그리고 포식자 방어[13] 등의 이점을 제공하는 것으로 설명된다. 그러나 덩어리 형성의 주요 목적이 무엇인지는 아직 불분명하며, 상황에 따라 다른 목적을 가질 수 있다.
미국 로드아일랜드의 진주담치 서식지
진주담치 서식지는 지속적이고 밀도가 높은 진주담치 개체군이다. 서식지는 일반적으로 밀집된 개체군을 형성할 만큼 오래 지속되는 갯벌에서 형성된다.[12] 밀도가 높은 덩어리에서는 덩어리 중심부에서 진주담치의 성장이 감소하는데, 이는 식량 가용성 감소 때문일 가능성이 높다. 따라서 가능한 경우 진주담치는 더 넓은 범위(7.5cm 초과)에서 더 낮은 밀도로 이동하지만, 작은 범위(2cm 미만)에서는 덩어리를 이룬다.[11] 바덴 해와 같이 진주담치가 위협받는 지역에서는 진주담치 덩어리가 주요 구성 요소인 진주담치 갯벌의 생존을 향상시키는 것이 매우 중요하다.
진주담치에 대한 포식은 부유 유생 단계인 3주 동안 가장 활발하다. 이 시기 진주담치는 해파리나 성체 어류 유생에게 취약하다. 변태 후에도 포식 위협은 계속되며, 특히 껍질이 얇고 약한 어린 개체들이 큰 영향을 받는다. 껍질이 단단해지면 별불가사리(''Asterias rubens'')와 같은 불가사리나 여러 종의 갈매기에게 잡아먹힌다. 진주담치는 포식자 존재 시 껍질 두께를 5~10% 증가시켜 방어하는데, 이는 포식자가 껍질을 여는 데 50% 더 많은 시간을 소요하게 만든다.[15] 어린 개체는 고둥의 일종인 애기 고둥(''Nucella lapillus'')에게도 잡아 먹힌다.[16] 진주담치는 다양한 기생충의 숙주이지만, 이들 기생충이 큰 피해를 주는 경우는 드물다.
진주담치는 별불가사리(''Asterias rubens'')나 유럽점박이게(''Carcinus maenas'')와 같은 단일 종의 포식자에 대해서는 부착 실을 강화하거나 껍질을 두껍게 하는 유도 방어를 통해 효과적으로 대응할 수 있다. 하지만 두 종 이상의 포식자에게 동시에 노출되면 이러한 방어 기제를 제대로 사용하지 못해 생존율이 낮아질 수 있다.[17]
5. 형태
껍데기 모양은 삼각형이며, 둥근 모서리로 길쭉하다. 껍데기는 부드럽고 미세한 동심원 성장선이 조각되어 있지만 방사형 늑골은 없다. 이 종의 껍데기는 자주색, 파란색 또는 때로는 갈색이며, 가끔 방사형 줄무늬가 있다. 껍데기 바깥 표면은 침식된 진주질로 덮여 있으며, 색깔 있는 프리즘 석회질 층을 드러낸다. 진주담치는 반고착성이며, 표면에 부착하고 다시 부착하여 연체가 물의 위치에 따라 스스로 위치를 변경할 수 있다.
동일 개체의 오른쪽 및 왼쪽 껍데기:
var. ''flavida''
6. 생식
진주담치는 암컷과 수컷이 구분되는 이성 생물이다. 정자와 난자를 물속에 방출하여 체외수정 방식으로 번식한다. 난자 하나당 약 10,000개의 정자가 방출되지만, 실제로 수정되는 난자의 비율은 높지 않다. 수정된 알에서 부화한 유생은 성체까지 성장하는 비율이 1% 미만으로 매우 낮은데, 대부분 변태 과정을 완료하기 전에 다른 생물에게 잡아먹히기 때문이다.[7]
6. 1. 생식 전략
진주담치는 암컷과 수컷이 구분되는 이성 생물이다. 정자와 난자가 완전히 성숙하면 수정을 위해 물속으로 방출된다. 난자 하나당 약 10,000개의 정자가 방출되지만, 실제로 수정되는 난자의 비율은 높지 않다. 부화한 유생 중에서도 성체까지 살아남는 비율은 1% 미만이며, 대부분은 변태 과정을 완료하기 전에 다른 생물에게 잡아먹힌다.
진주담치의 생식 전략은 플랑크톤을 먹고 자라는 유생(플랑크톤 영양생물)의 전형적인 특징을 보여준다. 이는 난자 하나를 만드는 데 드는 영양분을 최소화하여 가능한 한 많은 수의 생식세포를 생산하는 방식이다. 만약 성체 담치가 생식세포를 만들기 시작하는 시기에 스트레스를 받으면, 생식 과정 자체가 중단될 수 있다.[7] 또한, 이미 만들어진 생식세포가 있는 상태에서 스트레스를 받으면, 성체는 이 생식세포를 다시 몸 안으로 흡수하기도 한다. 유생의 생존 가능성은 부모 개체의 상태에도 크게 영향을 받는다. 예를 들어, 부모가 높은 수온이나 오염 물질에 노출되었거나, 생식세포를 만드는 동안 먹이가 부족했다면 유생의 생존력은 낮아진다.[7] 이는 어미 개체가 난자에 충분한 지질 형태의 영양분을 저장해주지 못하기 때문일 가능성이 높다.
6. 2. 유생 발달
유생 발달 기간은 염분 및 온도와 같은 환경 조건과 위치에 따라 15일에서 35일 동안 지속될 수 있다. 코네티컷에서 기원한 유생은 15°C~20°C에서 정상적으로 성숙하지만, 15°C에서는 15~35 ppt 사이의 염분 농도에서 정상적인 발달이 일어나고, 20°C에서는 35 ppt에서 일어난다.[9] 성숙한 유생 중 1%도 성체가 되지 못하며, 대부분 변태를 마치기 전에 포식자에게 잡아먹힌다. 유생의 생존력은 또한 높은 수온, 오염 물질, 생식세포 생산 중 식량 부족 등 부모의 상태에 영향을 받는다.[7]
발달의 첫 번째 단계는 섬모 배아이며, 수정 후 24시간 이내에 트로코포라 유생을 형성한다. 이 시점에서는 이동성이 있지만, 여전히 영양분을 난황에 의존한다. 이후 기능적인 입과 소화관을 특징으로 하는 벨리저(veliger) 단계로 발달하며, 먹이를 걸러내고 이동하는 데 사용되는 섬모를 가진다. 얇고 반투명한 껍질은 껍질샘에서 분비되어 전패각(prodissoconch) I 껍질의 눈에 띄는 직선 경첩을 형성한다. 벨리저는 계속 성숙하여 prodissoconch II 껍질을 형성한다. 벨리저 발달의 최종 단계에서는 빛을 감지하는 안점과 족사(Byssus) 선이 있는 길쭉한 발이 형성된다.
페디벨리거(pediveliger)가 완전히 발달하면 발을 뻗어 바닥과 같은 기질과 접촉한다. 초기 접촉은 느슨하며, 기질이 적합하다고 판단되면 유생은 유체 형태인 plantigrade로 변태하여 족사 실을 부착하고 저서 생활을 시작한다. 진주담치는 길이가 1mm~1.5mm에 도달할 때까지 이 상태를 유지한다. 이 부착 과정은 진주담치 군집 형성에 필수적이며, 보호된 환경에서는 때때로 다른 무척추동물에게 서식지와 먹이를 제공하는 대규모 군집을 형성하기도 한다. 족사 실은 홍합 발에 위치한 족사선에서 분비되며, 생체 접착제 역할을 하는 폴리페놀릭 단백질(polyphenolic protein)으로 구성된다.[10]
7. 덩어리 형성
진주담치는 족사라는 콜라겐 단백질 가닥을 사용하여 서로 달라붙어 종종 덩어리를 형성한다.[11] 덩어리 형성의 구체적인 이유와 영향에 대해서는 하위 문단에서 자세히 다룬다.
7. 1. 덩어리 형성의 이유
진주담치는 종종 서로 뭉쳐 덩어리를 이루는데, 이때 족사라는 콜라겐 단백질 가닥을 사용하여 서로 달라붙는다. 덩어리가 형성되는 방식은 개체군 밀도에 따라 달라진다.[11] 밀도가 낮은 곳, 예를 들어 수명이 짧은 진주담치가 사는 갯벌에서는 무리를 지어 분포하는 경향을 보인다.[12] 또한, 포식자의 존재를 감지하면 덩어리를 형성하려는 경향이 강해진다.[13]
진주담치가 덩어리를 이루는 이유에 대해서는 몇 가지 설명이 있다. 낮은 밀도에서는 번식 성공률을 높이기 위해서일 수 있고,[14] 거센 파도에 저항하거나,[11] 포식자로부터 자신을 방어하기 위해서[13]일 수도 있다. 하지만 어떤 이유가 가장 중요한지는 아직 명확하지 않으며, 상황에 따라 덩어리를 이루는 목적이 달라질 수 있다.
진주담치 서식지는 오랫동안 유지되는 밀도 높은 진주담치 군집을 말한다. 이런 서식지는 주로 진주담치가 오랫동안 살면서 밀집된 군집을 형성할 수 있는 갯벌에서 만들어진다.[12] 하지만 덩어리가 너무 빽빽해지면, 특히 덩어리 중심부에 있는 진주담치는 먹이를 충분히 얻기 어려워 성장이 느려지는 경향이 있다. 이 때문에 진주담치는 가능하다면 더 넓은 공간(> 7.5cm)에서 낮은 밀도로 흩어져 살려고 하지만, 좁은 공간(< 2cm)에서는 덩어리를 이루어 모여 산다.[11] 바덴 해와 같이 진주담치가 위협받는 지역에서는, 진주담치 덩어리가 핵심적인 역할을 하는 진주담치 갯벌의 보존이 매우 중요하다.
8. 포식자
진주담치는 부유 유생 단계인 약 3주 동안 포식에 가장 취약하다. 이 시기에는 해파리나 성체 어류 유생에게 잡아먹히기 쉽다. 변태를 거쳐 성체가 된 후에도 포식 위협은 계속되는데, 특히 껍질이 얇고 약한 어린 개체들이 큰 영향을 받는다.
성체 진주담치의 주요 포식자로는 불가사리(''Asterias vulgaris'')와 같은 불가사리류와 여러 종류의 갈매기가 있다. 또한 고둥의 일종인 ''Nucella lapillus''도 어린 진주담치를 포식한다.[16]
진주담치는 포식자에 대응하는 효과적인 방어 기제를 가지고 있다. 포식자가 주변에 있으면 껍질 두께를 5~10% 증가시킬 수 있는데, 이는 포식자가 껍질을 여는 데 50% 더 많은 시간을 소요하게 만든다.[15] 또한, 불가사리(''Asterias rubens'')나 녹색 게(''Carcinus maenas'')와 같은 특정 포식자에 대해서는 족사(부착근)를 강화하거나 껍질을 두껍게 하는 유도 방어 능력을 보이기도 한다. 하지만 두 종류 이상의 포식자에게 동시에 노출되면 이러한 방어 기제를 제대로 발휘하지 못하여 포식에 더 취약해질 수 있다.[17]
진주담치는 다양한 기생충의 숙주가 되기도 하지만, 일반적으로 기생충으로 인해 큰 피해를 입지는 않는 것으로 알려져 있다.
9. 인간과의 관계
진주담치는 전 세계적으로 식용으로 널리 이용될 뿐만 아니라 실험 동물로도 사용된다.[19] 또한 여과 섭식자로서 물 속의 박테리아나 독소를 제거하여 수질 정화에 기여하는 등[21] 해양 생태계에서 중요한 역할을 담당한다. 하지만 메인 만과 같은 일부 지역에서는 지난 50년간 개체수가 약 40% 감소하는 등[20] 개체수 감소 문제에 직면해 있다. 특히 대기 중 이산화탄소 증가로 인한 해양 산성화는 진주담치의 성장과 생존을 위협하는 요인으로 지적된다.[22]
진주담치(Mytilus edulis|미틸루스 에둘리스la)는 전 세계적으로 야생 채취 및 양식을 통해 식용으로 널리 이용된다. 스페인 요리(특히 갈리시아 요리), 포르투갈 요리, 프랑스 요리, 영국 요리, 네덜란드 요리, 벨기에 요리, 이탈리아 요리, 터키 요리 등 다양한 국가의 요리에서 주요 식재료로 사용되며, 미디예 돌마와 같은 요리가 대표적이다. 북미 원주민들도 예로부터 홍합을 채취하여 식용으로 사용했다.[19]
9. 2. 환경 감시
진주담치는 자연 환경에서 다양한 오염 물질을 몸 안에 쌓는 경향이 있어 해양 오염을 감시하는 데 사용된다.[8] 실험 결과, 환경 오염 물질로 문제가 되는 카드뮴이나 크롬 같은 중금속에 진주담치를 노출시키면, 이 금속들이 DNA 가닥 절단을 일으키고, 담치 조직의 DNA 복구 능력까지 손상시키는 것으로 밝혀졌다.[8]
9. 3. 생태계 서비스
진주담치는 여과 섭식자로서 물속의 박테리아와 독소를 걸러내어 수질 정화에 중요한 역할을 한다.[21] 또한, 족사를 이용해 서로 달라붙어 촘촘한 덩어리나 서식지를 형성하는데,[11] 이는 개체군 밀도나 포식자의 존재 여부 등 환경 요인에 따라 달라진다.[11][12][13]
이렇게 형성된 진주담치 덩어리나 서식지는 다른 작은 해양 생물들에게 중요한 서식지를 제공하고 포식자로부터 보호하는 역할을 한다.[13][20] 이러한 서식지 제공 능력과 수질 정화 능력 때문에 진주담치는 해양 생태계의 건강성을 유지하는 데 기여하는 핵심종으로 여겨진다.[20]
그러나 최근 메인 만과 같은 일부 지역에서는 지난 50년간 개체수가 약 40% 감소하는 등 위협에 직면해 있다.[20] 특히 대기 중 이산화탄소 증가로 인한 해양 산성화는 진주담치의 성장과 생존을 위협하며,[22] 이는 진주담치가 수행하는 수질 정화 등 생태계에 미치는 긍정적인 영향을 감소시킬 수 있다.[21][22] 바덴 해와 같이 진주담치가 위협받는 지역에서는 진주담치 갯벌의 보존이 중요한 과제로 떠오르고 있다.
참조
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서적
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추워지는 날씨에 지중해담치로 건강 챙기세요
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