동물의 성은 유전학적 성과 형태학적 성으로 구분할 수 있으며, 성에 관한 표현은 일반적으로 형태 학적 성을 기준으로 한다(Lee, 2015). 둥근전복속 전복의 형태학적 성분화 및 성성숙에 관한 연구는 이들의 생식생물학적 기초자료 제공에 필요하다. 또한, 연체동물의 성분화 및 성성숙은 유전적 요인과 환경적 요인에 영향을 받을 수 있다(Yusa, 2007; Chávez-Villalba et al., 2011). 본 연구는 둥근전복 속(Haliotis spp.) 교잡종의 성성숙을 생식생물학적 지표를 이용하여 확인하고자 하였다. 연구에는 162개체의 평균 각장 49.12(±1.05) mm인 둥근전복속 교잡종을 사용하였다(북방전복, H. discus hannai♀* 둥근전복, H.discus discus♂, H. discus hannai♀* 왕전복, H. madaka♂, H. discus discus♀*H. discus hannai♂, H. discus discus♀*H. madaka♂, and H. discus discus♀* 말전복, H. gigantea♂). 교잡종의 성성숙을 확인하기 위해 생식소 부위가 포함된 간췌장을 적출하여 10% 중성 포르말린에 고정 후 조직표본을 제작하였다. 조직표본은 Mayer’s hematoxylin-0.5% eosin 비교염색을 실시하여 광학현미경으로 관찰하였다. 성성숙을 확인하기 위한 생식생물학적 지표로는 성비, 성성숙율 (%) 및 생식소지수(gonad index)를 이용하였다. 둥근전복속 교잡종의 성성숙과 관련한 생식생물학적 지표는 Table 1에 나타내었다.

동물의 성은 유전학적 성과 형태학적 성으로 구분되는데, 성의 표현은 일반적으로 형태학적 성을 기준으로 한다. 본 연구는 북방전복의 생식생물학적 정보를 제공하고, 아울러 성의 인위적인 조절에 필요한 정보를 제공하기 위하여 수행하였다. 평균 수온 22℃에서 6개월간 사육한 북방전복의 성분화 과정을 조직학적으로 분석한 결과, 북방전복의 성분화율은 각장 24.2 mm 그룹에서 90.0%였으며, 성비(암:수)는 1:0.64로 나타났다. 북방전복 성체의 생식소는 발과 내장낭 사이에서 긴 원뿔형으로 발달 된 간췌장을 둘러싸고 있으며, 외형의 색깔에 따라 난소는 진녹색, 정소는 옅은 노란색을 나타낸다. 성체의 난소와 정소는 각각 생식소외막에서부터 간췌장까지 생식소 내강 쪽으로 발달된 격벽에 의해 여러 개의 내강으로 구분되며, 각각의 내강에서 생식세포형성소낭(gametogenic follicle)을 따라 생식세포들이 발달한다. 북방전복의 형태학적 성분화 과정은 크게 다음과 같이 5단계로 구분할 수 있었다. 1) 생식소 외막 형성, 2) 장과 간췌장 사이의 결체조직에 시원생식세포(PGC: primordial germ cell) 출현 및 생식소 내강 형성, 3) 생식소 내강 상피층에 PGCs 출현, 5) 생식세포형성소낭(gametogenic follicle) 형성 및 PGCs 출현, 5) 성분화. 북방전복의 각장 5.0~10.0mm 시기에 돌기모양의 간췌장이 형성되어 육안으로 구분이 가능하며, 간췌장의 외막은 이중막으로 형성되어 있다. 이 시기에 안쪽상피층은 편평형 상피세포들로 구성되며, 바깥쪽 상피층은 편평형 상피세포들과 점액세포들로 구성된다. 각장 15.0 mm 전후에는 장과 간췌장 사이의 결체조직에서 처음으로 PGCs의 확인이 가능하다. PGCs의 크기는 약 7.4 μm였으며, 핵의 크기는 약 4.7 μm였다. H-E 염색결과, PGCs는 강한 호염기성의 세포질과 인을 가지고 있었다. 또한, 이 시기에 간췌장의 이중막 가운데 외막이 내막으로부터 분리되면서 생식소 내강이 형성된다. 각장 18.0 mm 전후에는 생식소 내강이 뚜렷해지며, 생식소 내강의 기저부에는 PGCs가 일렬로 배열된다. 이때, PGCs의 크기는 약 10.8 μm였으며, 핵의 크기는 약 7.4 μm였다. 이후, 각장 21.0 mm 전후에는 생식소 내강에 격벽이 형성되고 각각의 격벽 사이에 생식세포 형성소낭이 형성되며, 각각의 소낭 기저부 결체조직에는 PGCs가 증가하며 배열된다. 각장 23.0 mm 전후에 PGCs는 정원세포와 난원세포로 분화되면서 초기 성분화과정이 진행된다. 정원세포들은 크기 감소와 응축과정을 통해 정모세포로 발달하고, 난원세포들은 세포질의 증가와 호염기성의 세포질이 뚜렷한 초기 난모세포로 발달한다.

환경요인의 위해성 평가방법은 기본적인 위해성 평가의 접근방법 결정에 필요한 위험성 확인 (hazard identification), 노출평가 (exposure assessment), 용량-반응 평가 (dose-response assessment) 및 위해도 결정 (risk characterization)의 주요 4단계이다. Biomarker 가운데 생식생물학적 지표들은 독성물질에 의한 장기적이고 지속적인 영향을 평가하는데 중요하게 이용되는 항목이다. 이매패류들은 주로 여과섭식에 의해 먹이를 섭취하며, 오염물질의 체내 축적은 용이하지만 체내에서의 해독과 체외방출이 낮기 때문에 해양 저질과 수질의 오염상태를 알아보기 위한 지표종으로 많이 사용되고 있다. 수질오염원 가운데 하나인 내분비계장애물질 (endocrine disrupting chemicals: EDCs)은 androgenic effector나 estrogenic effector로서 수서동물의 생식관련 내분비계를 교란시켜 성의 표현이나 기능을 변화시킨다. 본 연구는 한국 남해안 연안의 생태 건강도를 알아보기 위한 과정 중에 일부지역에서 홍합과 이매패류에서 intersex 현상이 확인되어 이를 보고하고자 한다. 본 연구에 사용된 이매패류는 홍합과 (Mytilidae)의 지중해담치, Mytilus galloprovincialis, 진주담치, Mytilus edulis와 굵은줄격판담치, Septifer virgatus이다. 지중해담치는 여수 신월동 (SH=47.10mm)과 돌산 연안 (SH=63.88mm), 진주담치는 여수 신월동 (SH=48.27mm)과 서근도 (SH=49.81mm), 굵은줄격판담치는 지마도 (SH=40.56mm), 역만도 (SH=44.60mm)와 숨은여 (SH=50.05mm)에서 채집하였다. 채집한 시료는 측정형질을 계측한 후 해부하여 생식소가 포함된 내장낭 부위를 적출하여 Bouin's 용액으로 고정하고, 파라핀 절편법으로 4～6 ㎛ 두께로 연속 절편하여 조직표본을 제작한 후 Mayer's hematoxylin-eosin (H-E) 염색을 실시하여 광학현미경으로 관찰하였다. 성비와 intersex는 생식소 표본을 관찰하여 구분하였다. Intersex는 개체당 평균 1 cm2 크기의 조직표본 5～10개를 대상으로 관찰하였고, 반대 성의 생식세포가 관찰되는 경우만을 포함하였다. 지중해담치의 성비 (♀:♂)와 intersex 현상은 여수 신월동 연안에서 1:1.12와 25% (n=9/36), 돌산 연안에서는 1:1.07과 23.66% (n=22/93)가 나타났고, 진주담치는 여수 신월동 연안에서 1:0.96과 23.53% (n=12/51), 서근도에서는 1:3과 8.33% (n=1/12)가 나타났으나, 굵은줄격판담치에서 성비는 지마도에서 1:0.86, 역만도에서 1:1.69, 숨은여에서 1:1.5가 나타났고, intersex 현상은 발견되지 않았다. 조직학적인 측면에서 intersex 현상은 반대 성의 생식세포들이 생식세포형성소낭 내부와 소낭 사이에서 단독 또는 무리지어 나타나는 형태와 생식소 외부에 다른 체 조직이 형성되어 이곳에 반대 성의 생식세포들이 발달된 두 가지 형태였다. 이성생식세포 발현 현상이 관찰된 난소에서는 변성된 난모세포들이 확인되거나 소화선의 구조적 이상을 보였다.

대부분 경골어류의 성은 자웅이체이며, 생식소 분화시기에 결정된 형태학적 성이 일생동안 지속된다. 하지만, 형태학적 성이 완성된 이후에도 외부환경요인 등에 의하여 자웅동체 또는 성의 교란이 나타나기도 한다. 경골어류의 성과 생식에 영향을 미치는 환경요인 가운데 하나인 EDCs는 생물의 내분비계 작용기작에 비정상적으로 작용하여 호르몬 생산, 분비, 이동, 대사, 결합작용 및 배설을 간섭하는 외인성 물질이다. 많은 연구자들은 EDCs는 androgenic effector나 estrogenic effector로서 각각 다른 기작에 의해 수서동물의 생식관련 내분비계를 교란시켜 성의 표현이나 기능을 변화시킨다고 보고하였다 (Ackermann et al., 2002; Metrio et al., 2003; Quinn et al., 2004). 본 연구에서는 우리나라 남해안의 광양만에서 채집된 주둥치, Leiognathus nuchalis의 성비 불균형 및 intersex 현상을 보고하고자 한다. 연구에 이용된 주둥치는 2009년 7월에 남해안 광양만 인근 해역에서 채집된 80개체였다. 채집된 개체들은 해부하여 생식소를 적출하였다. 생식소는 전, 중, 후 세 부분으로 나누어 Bouin 용액으로 12～24시간 동안 실온에서 고정하였다. 그 후 파라핀절편법으로 4～6 ㎛ 두께로 연속절편하여 조직표본을 제작한 후 Mayer's hematoxylin-eosin (H-E) 염색을 실시하여 광학현미경 (BX50F4, Olympus, Japan)으로 관찰하였다. 성비와 intersex는 생식소 표본을 관찰하여 구분하였으며, intersex는 반대 성의 생식세포가 관찰되는 경우만을 포함하였으며, 다른 성징은 포함하지 않았다. 성비 (암:수)는 1:0.27 (n=63:17)로 암컷의 비율이 높게 나타났다. 조직학적인 측면에서 intersex 현상은 반대 성의 생식세포들이 생식소 내부에 산재되어 나타나는 형태와 생식소 외부에 다른 체 조직이 형성되어 이곳에 반대성의 생식세포들이 발달된 형태를 나타냈다. Intersex 현상이 관찰된 암컷 개체들의 난소에서는 변성된 난모세포들이 확인되거나 초기의 난소 발달단계를 보였다. 또한, intersex 현상이 관찰된 수컷의 정소에서 확인된 난모세포들도 난황형성전기 (previtellogenic stage) 또는 난황형성개시기 (initial vitellogenic stage)의 초기단계였다. 80개체의 주둥치 생식소를 분석한 결과, intersex 출현율은 31.3%였다. 성별로는 수컷에서 64.71%로 암컷 22.22% 비해 뚜렷이 높게 나타났다.

대부분 이매패류의 성은 자웅이체이며, 체외수정을 한다. 하지만 화학물질 등을 비롯한 다양한 외부환경요인 등에 의하여 자웅동체 또는 성의 교란이 나타나기도 한다. 수질오염원으로 확인되는 화학물질 가운데 한 종류인 내분비계장애물질 (endocrine disrupting chemicals: EDCs)은 androgenic effector나 estrogenic effector로서 수서동물의 생식관련 내분비계를 교란시켜 성의 표현이나 기능을 변화시킨다 (Ackermann et al., 2002; Metrio et al., 2003; Quinn et al., 2004). EDCs에 의한 이매패류의 생식저해, 성비 불균형, intersex 등의 생식이상은 굴, Crassostrea gigas (Mori et al., 1969), Mya arenaria (Gauthier-Clerc et al., 2002), Dreissena polymorpha (Quinn et al., 2004), 대복, Gomphina veneriformis (Lee and Park, 2007; Ju et al., 2009) 등에서 보고된 적이 있다. 우리나라에서 굴과 바지락은 수산자원 학적 측면에서 생산량이 높은 중요한 생물자원 가운데 하나로서 해양생태계의 관리, 생물자원의 보존 및 수산물 안전성 측면에서 관리가 필요한 종이다. 본 연구는 우리나라의 남해안 일부지역에서 굴과 바지락의 intersex 현상이 관찰되어 이를 보고하고자 한다. 분석에 사용한 굴은 통영, 거제, 여수의 각각 2지역에서 모두 6개 지역, 바지락은 여수의 5개 지역에서 채집하였으며 모두 자연산이었다. 분석 개체수는 굴 363개체와 바지락 221개체였다. 채집한 시료는 측정형질을 계측한 후 해부하여 생식소가 포함된 내장낭 부위를 적출하여 Bouin 용액으로 12～24시간 동안 실온에서 고정하여 파라핀 절편법으로 4～6 ㎛ 두께로 연속 절편하여 조직표본을 제작한 후 Mayer's hematoxylin-eosin (H-E) 염색을 실시하여 광학현미경 (BX50F4, Olympus, Japan)으로 관찰하였다. 성비와 intersex는 생식소 표본을 관찰하여 구분하였다. Intersex는 개체당 평균 1 ㎠ 크기의 조직표본 5～10개를 대상으로 관찰하였으며, 반대 성의 생식세포가 관찰되는 경우만을 포함하였으며, 다른 성징은 포함하지 않았다. 조직학적인 측면에서 intersex 현상은 반대 성의 생식세포들이 생식세포형성소낭 내부와 소낭 사이에서 단독 또는 무리지어 나타나는 형태였으며, 생식소 외부에 다른 체 조직이 형성되어 이곳에 반대 성의 생식세포들이 발달된 형태는 관찰되지 않았다. Intersex 현상이 관찰된 난소에서는 변성된 난모세포들이 확인되거나 소화선의 구조적 이상을 보였다. 굴에서 intersex 출현율은 16.25% (n=59/363)였다. 성별로는 암컷에서는 24.79% (n=30/121), 수컷에서는 11.98% (n=29/242)로 수컷보다 암컷에서 높게 나타났다. 6개 지역 가운데 여수 중앙동 장군도에서 44.0%로 가장 높았다. 바지락에서 intersex 출현율은 24.43% (n=54/221)였다. 성별로는 암컷에서는 37.76% (n=37/98), 수컷에서는 13.82% (n=17/123)로 굴과 마찬가지로 수컷보다 암컷에서 높게 나타났다. 5개 지역 가운데 화양면 삼도에서 38.1%로 가장 높았다.