In ecosystems within limited resources, interspecific competition is inevitable, often leading to the competitive exclusion of inferior species. This study aims to provide foundational information for the conservation and restoration management of Microphysogobio rapidus by evaluating species’ ecological response to biological factors within its habitat. To understand this relationship, we collected food web organisms from site where M. rapidus coexist with Microphysogobio yaluensis, a specie ecologically similar to M. rapidus, and evaluated the trophic levels (TL), isotopic niche space (INS), and the overlap of INS among fishes within the habitat using stable isotope analysis. Our analysis revealed that the M. rapidus exhibited a higher TL than M. yaluensis, with TL of 2.6 and 2.4, respectively. M. yaluensis exhibited a broad INS, significantly influencing the feeding characteristics of most fish. Conversely, M. rapidus showed a narrow INS and asymmetric feeding relationships with other species, in habitats with high competition levels. This feeding characteristics of M. rapidus indicate that the increase in competitors sharing the similar resources lead to a decrease in available resources and, consequently, is expected to result in a decrease in their density.

Captive breeding and reintroduction are crucial strategies for conserving endangered species populations. However, fish raised in predator-free environments, show a lack of recognition of predationrelated stimuli such as chemical and visual signals. It is critical to recognize chemical signals from injured conspecifics, also known as alarm signals, and the order or shape of predators to indicate the spread of predation risk in the habitat. We conducted a laboratory experiment to determine and adjust the optimal exposure period to induce appropriate anti-predator behavior response to different types of stimuli (Chemical, Visual and Chemical+Visual) for the endangered species Microphysogobio rapidus. Our results demonstrate that predator avoidance behavior varies depending on the types of stimuli and the duration of predation risk exposure. First, the results showed captive-breed M. rapidus show lack of response against conspecific alarm signal (Chemical cue) before the predation risk exposure period and tend to increase response over predation risk exposure time. Second, response to predator (visual cue) tend to peak at 48 hours cumulative exposure, but show dramatic decrease after 72 hours cumulative exposure. Finally, response to the mixed cue (Chemical+visual) tend to peak prior to the predation risk exposure period and show reduced response during subsequent exposure periods. This experiment confirms the lack of responsiveness to conspecific alarm signals in captive-bred M. rapidus and the need for an optimal nature behavior enhancement program prior to release of endangered species. Furthermore, responsiveness to predator visual signal peak at 48 hours cumulative exposure, suggest an optimal predation risk exposure period of up to 48 hours. Key words: predator cognition, captive breeding, chemical signal, visual signal, endangered

To determine the cause of the population decline in Gobiobotia naktongensis, substrate preference and burying behaviour were investigated in this study. In general, the species was shown to prefer a substrate size of 1 mm or less, depending on the flow. In addition, the burying depth varied according to the size of the fish and increased with a decrease in water temperature. Our findings showed that the main cause of the population reduction was the physical changes in the substrate structure due to the dams or barrages construction. Notably, the accumulation of silt and mud in the substrate upon the formation of an upstream lentic water region for structural construction and bed armouring caused by scouring and reduced downstream inflow of fine sediment were deterministic in the fish habitat changes, causing problems in burying. As sand substrate structure is critical for the survival and inhabitation of psammophilous species, efficient strategies should be developed with proper habitat management to reduce the anthropogenic damage

Microphysogobio rapidus is designated as endangered species class I by Ministry of Environment, and its distribution and population have been gradually declining, and it is now limited to the Nam River and some tributary streams of the Nakdong River Watershed. For the restoration of this highly endangered species, it is important to identify the causes of the decline and establish appropriate restoration plans. However, due to lack of basic data and ecological research, most steps are stagnant. Therefore, in this study, we identified the differences in the physical, biological, and sociological habitats between current and past distributed sites through field surveys and literature reviews. As a result of the field survey, there were differences in conductivity between the current and past distributed sites, and fish communities were also showed differences. The literature data also showed that the physico-chemical values of the past distributed sites were generally unfavorable, which generated negative consequences on biological factors. In particular, the effects of urbanization were found to be a major factor affecting the habitat of M. rapidus. Habitat stabilization is crucial for the recovery of this endangered species. However, in the past distributed sites, disturbances such as stream development and weir construction have altered streams physico-chemically and result in changes of M. rapidus. Therefore, a comprehensive plan that considers both stream connectivity and water quality is needed to manage and restore the habitat of M. rapidus.

중부산악 DMZ 민통선이북지역의 담수어류 출현양상을 밝히기 위해 2018년 5월부터 10월까지 조사를 실시하였다. 조사기 간동안 24개 지점에서 족대와 투망으로 12과 43종 7,744개체를 채집하였고, 우점종은 참갈겨니(30.3%), 아우점종은 피라미 (18.5%)였으며, 그 다음으로 버들치(10.0%), 버들개(6.7%), 돌마자(5.9%), 묵납자루(4.5%), 돌고기(4.2%), 대륙종개 (2.6%), 등의 순으로 우세하게 출현하였다. 출현종 중 법정보호종은 천연기념물 어름치 1종, 환경부지정 멸종위기야생생물 II급의 다묵장어, 묵납자루, 가는돌고기 3종 등 모두 4종이, 한국고유종은 20종(46.5%)이 채집되었다. 또한 기후변화민감종 (냉수성어류)은 금강모치와 새미, 둑중개 3종이, 육봉형 어류는 다묵장어와 둑중개와 밀어 3종이, 외래종은 배스 1종이 출현하 였다. 지점별 우점종은 참갈겨니(15개 지점), 피라미와 버들치(4개), 둑중개(1개)였으며, 우점도는 상류부에서 하류부(김화남 대천 본류)로 갈수록 낮아지고, 반대로 다양도와 종풍부도는 상류부에서 하류부로 갈수록 높아졌다. 군집구조는 크게 최상류, 상류, 한강, 임진강으로 구분되었다. 선행조사와 비교한 결과, 본 조사에서 가장 많은 종(43종)이 채집되었고, 새로 채집된 어류는 2종(참중고기, 배스), 채집되지 않은 종은 6종(쏘가리, 대농갱이, 열목어, 흰줄납줄개, 왜매치, 왜몰개)이었다. 김화남대 천은 법정보호종(4종)을 비롯한 많은 종이 서식하고 다양도와 풍부도지수가 높아 생물학적 가치가 높았고, 끝으로 이 지역의 보전방안에 대해 논의하였다.

본 연구는 동해유입하천 (강릉 연곡천, 양양 남대천), 한강수계 (섬강, 속사천), 낙동강수계 (길안천)에 서식하는 참갈겨니 (Zacco koreanus) 개체군을 대상으로 채집된 110개 체로부터 미토콘드리아 DNA COI 유전자 (mitochondrial DNA cytochrome oxidase I)를 분자마커로 이용하여 계통지리학적 분석을 수행하고, 추가적으로 강릉 연곡천 상·중· 하류 개체군을 대상으로 집단유전학적 분석을 수행하였다. 계통지리학 분석 결과, 동해유입하천과 한강수계의 참갈겨니 개체군은 동일한 단일계통을 나타내었고, 낙동강수계의 개체군은 상이한 계통으로 분기됨을 나타내었으며, 다른 수계 계통과의 유전적 거리 수치 범위가 평균 4.0% (3.7~4.2%)로서 동일종 이상 수준을 보여 잠재종 가능성을 시사하였다. 참갈겨니가 서식하는 수계에 따른 형태학적 차이는 연구된 바 있으나 DNA 염기서열의 변이를 이용한 분자유전학적 연구는 부족한 실정이므로 본 연구 결과는 향후 낙동강수계 참갈겨니 개체군의 계통분류학적 연구에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 추후 집단유전체학 및 생태학적 분석을 통하여 관찰된 낙동강수계 계통이 다른 종, 잠재종 혹은 단순히 큰 수준의 종내 변이를 나타내는지에 대한 추가적인 연구가 필요하다. 강릉 연곡천 상·중·하류에 서식하는 개체군의 집단유전학 분석을 통해 중류의 개체군이 상대적으로 높은 다양성을 나타냈으며 상·중·하류 개체군 간의 유전적 차이는 나타나지 않았다. 이는 상·중·하류 개체군 간 유전자 확산이 원활하게 이루어지고 있음을 의미하며 하천의 개체군 간 연결성을 판단할 수 있는 지표로 활용될 수 있다. 하지만 생태학적 시간 스케일의 연구에 더 적합한 분자마커를 이용한 추후 연구가 필요할 것으로 사료된다.

국내 담수 어류 12과, 28속, 45종의 먹이원을 문헌 조사 한 결과, 동물류 먹이원은 16문, 24강, 54목, 126과, 212속으로 조사되었으며 식물류 먹이원은 10문, 18강, 42목, 63과, 82속으로 나타났다. 동물류 먹이원 중 가장 많은 어류가 섭식한 먹이원은 분류군에 따라 절지동물문, 곤충강, 파리목, 깔따구과로 조사되었으며, 식물류 먹이원은 돌말문, 윷돌말강, 반달돌말목, 반달돌말과로 조사되었다. SOM을 이용하여 45종 어류의 유형화 결과, 어류를 주로 포식하는 어류와 저서무척추동물을 포식하는 어류, 동물플랑크톤을 섭식하는 어류, 식물플랑크톤을 섭식하는 어류, 잡식성 어류 5가지 유형으로 나타났다. 네트워크 분석의 허브 점수가 높은 상위 5종의 어류는 블루길, 몰개, 수수미꾸리, 남방 종개, 새코미꾸리 순으로 나타났으며 먹이원 중 허브 점수가 높은 상위 5 종류의 먹이원은 파리목, 하루살이목, 이지목, 김발돌말목, 쪽배돌말목 순으로 조사되었다.

Nine fish and one clam species were collected from freshwater environments in Korea, including four lakes, two streams, and the Nakdong River, to investigate the host-associated bacteria. Hundreds of bacterial strains were isolated from the samples using a cell sorter and a dilution plating method. After identification of the bacterial strains using 16S rRNA gene sequences, 42 strains with greater than 98.7% sequence similarity with validly published species were determined to be unrecorded bacterial species in Korea. These strains were phylogenetically diverse and assigned to four phyla, six classes, 17 orders, 27 families, and 32 genera. At the genus level, the unrecorded species were classified as Corynebacterium, Mycobacterium, Mycolicibacterium, Gordonia, Williamsia, Modestobacter, Brachybacterium, Sanquibacter, Arthrobacter, and Mycolicibacterium of the class Actinobacteria; Empedobacter, and Flavobacterium of the class Flavobacteriia; Fictibacillus, Psychrobacillus, Cohnella, Paenibacillus, Rummeliibacillus, Enterococcus, and Vagococcus of the class Bacilli; Aquamicrobium, Paracoccus, and Sphingomonas of the class Alphaproteobacteria; Achromobacter, Delftia, and Deefgea of the class Betaproteobacteria; and Aeromonas, Providencia, Yersinia, Marinomonas, Acinetobacter, and Pseudomonas of the class Gammaproteobacteria. The 42 unrecorded species were subjected to further taxonomic characterization using gram staining, cellular and colony morphological determination, biochemical analyses, and phylogenetic analyses. This paper provides detailed descriptions of the 42 previously unrecorded bacterial species.

The accurate estimation of fish assemblages is highly dependent on the sampling gear used for sampling. We used data from 15 sampling sites along the Nakdong River, which is a large river in South Korea, to identify differences in assemblages and sizes of freshwater fishes collected with either cast nets or gill nets, the two most commonly used sampling gear in South Korea. The two gears differed in the fish assemblages they captured, with more species caught by gill nets. Further, due to its tighter mesh size, the cast net caught significantly smaller fishes than the gill nets (independent t-test, p<0.05). We found the cast net to be appropriate for species that inhabit shallow (less than 2 m) and open water, but inappropriate for deep water, habitats with plant beds, and nocturnal species. Thus, cast net sampling is not efficient in a large river environment, and a combination of sampling methods is more suitable for understanding fish assemblages in such habitats. In general, appropriate selection of fishing methods to specific habitats is necessary to improve data quality and minimize the misrepresentation of environmental conditions.

본 연구에서는 멸종위기종이 서식하는 4개 하천 (금강, 지천, 황지천, 섬진강)에서 환경유전자 (environmental DNA, eDNA)와 보편적 어구를 이용한 조사 방법을 적용하여 지점별 종 다양성을 확인하고, 이를 통해 eDNA의 활용을 고찰 하였다. eDNA 조사를 통해서 확인된 종 수는 지점 평균 (± 표준편차) 19종 (±4.4)이며, 이는 어구를 이용한 정량 조사의 10종 (±4.8)과 비교하여 높게 나타났다. 대부분의 지점에서 eDNA 조사가 어구를 이용한 조사보다 효율이 높게 나타났다. 반면 eDNA 조사 결과 고유종 및 근연종에 대해서 동정의 오류가 확인되어, universal primer (MiFish primer set)에 대한 국내 적용의 한계를 확인하였다. 또한 멸종위기종의 서식 여부도 일부 종에 대해서 eDNA 조사 결과가 현장 조사 및 문헌과의 차이를 보였다. 현재 개발된 universal primer는 국내에서 서식하는 모든 담수종의 서식을 확인 하는 데 있어서 결과의 신뢰성을 담보할 수 없기 때문에 universal primer의 보완 및 개발이 필요하며, 멸종위기종과 같은 특정종의 서식 확인을 위해서는 종특이적 마커 개발을 통한 적용이 고려되어야 한다. 마지막으로 eDNA의 현장 조사 방법에 대한 매뉴얼이 개발될 경우, 수생태계 조사에 대한 활용성이 증대될 수 있을 것이다.

본 연구는 Laser ablation ICP/MS (이하 LA-ICP/MS)를 이용한 환경오염 추적연구를 위하여 어류 내 이석을 분석 하였다. 어류의 이석은 어류가 서식하는 환경에 영향을 받는 것으로 알려져 있어 국외에서는 이를 활용한 연구가 활발하나 국내에서는 이에 대한 연구가 미비한 실정이다. 그래서 본 연구에서는 환경오염의 지표로 사용되는 금속 원소의 성분 분석을 통하여 어류 이석을 이용한 환경오염 추적 가능성을 파악하고자 하였다. 또한 금속 원소의 성분 분석을 위해서는 전처리 과정을 줄여 분석 시간을 단축시킬 수 있는 것으로 알려진 LA-ICP/MS를 이용하였다. 시료채취는 연구지역과 배경지역으로 나누어 실험을 진행하였고, 실험 어종은 담수종인 잉어를 선정하였다. LA-ICP 의 분석 최적 조건을 정립하기 위하여 이석 표준물질인 FEBS-1을 이용하여 9개 금속 원소 (Li, Mg, Mn, Cu, Zn, Sr, Ba, Pb, U)의 정확도와 정밀도를 확인하였다. 정립한 조건을 이용하여 실제시료를 분석한 결과, 연구지역에서 채집한 어류 이석 내 금속 원소 성분의 총 농도가 2202.9 mg kg-1으로 배경 지역의 1086.3 mg kg-1보다 2.03배 높게 측정되었다. 원소별로는 Li과 U을 제외한 모든 원소가 연구 지역이 배경지역보다 높게 나타났다. 그리고 퇴적물 측정 망 분석 자료와 비교한 결과, Zn, Pb, Cu가 두 지역의 퇴적물 금속 원소 농도 분포와 어류 이석 내 금속 원소 농도 분포 경향이 유사하게 나타났다. 이러한 결과로 보아 어류 내 이석은 퇴적물과 같이 환경오염원을 추적하는 데 활용 할 수 있다는 것을 확인하였다.

어류의 유영능력은 어류의 생존을 결정짓는 중요한 요인이다. 또한, 어류의 유영능력 측정값은 어도 설치 시 서식하는 종에 대한 기초자료, 생태 하천 복원 시 어류의 서식 및 산란장 조성, 생태유량 산정 시 자료로 활용할 수 있다. 그러나 국내의 경우 담수어류의 유영능력에 대한 연구가 거의 이루어지지 않거나, 부족한 면이 있기 때문에 어류의 유영능력이 고려되지 않은 상태에서 어도들이 설치되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 금강 수역에서 서식하는 붕어 (Carassius auratus), 참갈겨니 (Zacco koreanus), 줄몰개 (Gnathopogon strigatus), 납자루 (Acheilognathus lanceolata intermedia) 를 대상으로 유영능력측정기 (Swim tunnel respirometer, Loligo® System)를 사용하여 돌진속도, 전진속도를 포함한 유영속도를 측정하였다. 종별 평균 돌진속도의 Ucrit (임계 유영속도) 값은 붕어 (C. auratus) 0.8±0.04 m s-1; 참갈겨니 (Z. koreanus) 0.77±0.04 m s-1; 줄몰개 (G. strigatus) 0.95± 0.04 m s-1; 납자루 (A. lanceolata intermedia) 0.73±0.03 m s-1으로 측정되었고, 각 종별 평균 전진속도의 Ucrit 값은 C. auratus 0.54 m s-1, Z. koreanus 0.67 m s-1, G. strigatus 0.7 m s-1, A. lanceolata intermedia 0.54 m s-1로 측정되었다. 본 실험에서 사용된 어류는 금강 수계에서 채집된 담수어류 중 4종만을 선정하여 실험이 진행되었기 때문에 한국의 전체 수계에 서식하는 해당 종을 대표하기에는 부족한 면이 있지만, 해당 수계에 서식하는 종의 특성 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 향후 국내에 서식하는 보다 다양한 담수어류에 대한 유영능력 평가가 필요하며, 이들 자료를 활용한 어도를 통한 하천의 연결성 확보가 요구된다.

본 연구는 영덕호, 벽계지, 금풍지, 마산지 4개 호수를 대상으로, 우리나라 수생태계에 침입하여 생태계 교란을 일으키는 외래어종인 큰입배스(Micropterus salmoides)가 서식 유무에 따라 어류군집에 미치는 특성을 확인하기 위하여 2008년부터 2010년 까지 연도별로 각 2회에 걸쳐 어류조사를 수행하였다. 조사된 어류는 영덕호 9종 2,775개체, 벽계지 3종 96개 , 금풍지 7종 1,104개체, 마산지 15종 7,513개체로, 이중 벽계지와 금풍지에서는 개체수비율의 약 80%는 배스가 차지하여 우점하는 것으로 나타났다. 이와 같은 맥락에서, 벽계지와 금풍지의 군집생태지수를 분석해 보았을 때 낮은 종풍부도를, 반면에 배스가 서식하지 않는 것으로 확인된 영덕호와 마산지에서는 종풍부도가 높게 나타났다. 섭식특성 분석결과, 벽계지와 영덕호, 금풍지에서 낮은 잡식종 비율을, 마산지에서는 가장 높은 비율을 보였다. 벽계지와 금풍지에서 잡식종 비율이 낮게 나타난 것은, 최상위 포식자 이자, 육식종인 배스가 우점한 영향으로 사료된다. 결론적으로 배스의 서식은, 해당 수계에 서식하는 어류의 내성특성과 섭식특성 등, 군집생태지수를 이루는 모든 변수 값을 감소시킴으로 수생태계 어류군집에 건강성악화를 초래하는 요인으로서 작용하는 것으로 사료된다.

본 연구의 목적은 장기 모니터링을 통해 만경강 본류의 이･화학적 수질 및 담수어류상의 변화를 파악하고, 어류평 가지수(Fish Assessment Index, FAI)를 적용하여 만경강 본류의 생태건강도를 진단하는데 있다. 이에 만경강 본류의 5개 지점을 선정하여 2009년부터 2016년까지 8년간 매 1회에 걸쳐 어류 현장조사 및 하천 생태건강도를 실시하였으며, 이･화학적 수질 분석을 위해 물환경정보시스템의 수질 측정망 자료를 이용하였다. 지난 8년간 만경강 본류의 이･화학적 수질분석 결과, 생 물학적 산소요구량(BOD), 전기전도도(Conductivity), 총질소(TN), 총인(TP) 및 암모니아성 질소(NH4-N)가 상류에서 하류로 갈수록 뚜렷하게 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 Conductivity, TP 및 NH4-N는 각각 전주천과 익산천이 합류한 후에 위치한 지점인 S4~S5지점에서 급격하게 증가하는 것으로 나타나, 각각 전주천과 익산천에서 유입되는 하수처리수와 가축분뇨처리수에 의해 급격하게 수질이 저하 되는 것으로 사료되었다. 어류 현장조사 결과, 8년간 만경강 본류에서는 총 14개과 50종 3200개체가 채집되었으며, 피라미(Zacco platypus)가 22.9%로 우점하고 있는 것으로 나타났다. 법정보호종으로는 멸종위기 1급에 해당하는 퉁사리(Liobagrus obesus)와 감돌 고기(Pseudopungungia nigra)가 각각 13개체, 7개체 채집되었으며, 외래종으로는 큰입배스(Micropterus salmoides)와 블루길(Lepomis macrochiurs) 그리고 떡붕어(Carassius cuvieri)가 각각 69개체, 65개체, 3개체 채집되었다. 하지만, 이중 생태교란어종에 해당하는 큰입배스(Micropterus salmoides)와 블루길(Lepomis macrochiurs)의 전체어종에 대한 상대풍부도는 각각 2.2%, 2.0%로 나타나, 만경강 본류에서 이들 생태교란종에 의한 생태계교란은 미미한 것으로 사료되었다. 각 지점별 외래종(Exotic species), 여울성저서종(Riffle- Benthic species), 비정상종(Abnomalities) 및 멸종위기종(Endangered species)의 상대빈도를 분석한 결과, S2지점은 조사지점 중 유일하게 멸종위기종에 해당하는 퉁사리(Liobagrus obesus) 및 감돌고기(Pseudopungungia nigra)의 서식이 확인되어 수생태계 건강성이 아주 우수한 것으로 사료되었으며, 향후 이들의 보존을 위한 대책마련이 필요할 것으로 사료되었다. 반면, S5지점은 비정상어종의 상대빈도가 조사지점 중 가장 높게 나타나 수생태계 교란이 아주 심각한 것으로 사료되었다. 지점별 채집된 어류의 내성도 및 트로픽 길드(Tolerant & Trophic guild) 분석 결과, S4와 S5지점에서 민감종(Sensitive species)이 단 한 종도 채집되지 않았을 뿐만 아니라, 충식종(Insectivore species)이 아주 적게 채집되어 S4 와 S5지점에서 하천의 자연성 및 서식환경에의 교란이 가장 심한 것으로 사료되었으며, 이러한 결과는 S4~S5지점으로 갈수록 수질이 저하되는 것으로 분석된 이･화학적 수질 분석 결과와 일치하였다. 이･화학적 수질과 어류 분포특성과의 Pearson 상관도 분석 결과, BOD, Conductivity 및 NH4-N가 내성종(Tolerant species) 및 잡식종(Omnivore species)의 상대빈도와 통계 적으로 유의한 양의 상관관계(｜r｜>0.3, p<0.05)를 나타내고, 민감종(Sensitive species) 및 충식종(Insectivore species)의 상대빈도와는 통계적으로 유의한 음의 상관관계(｜r｜>0.3, p<0.05)를 가지는 것으로 나타났다. 이에 따라 유기물 및 NH4-N에 의한 수질악화에 의해 만경강 하류유역에서 민감종 및 충식종의 비율이 감소한 것으로 사료되었다. 특히, NH4-N는 주로 가축분뇨 및 하수처리수에 의해 유입되므로, 향후 전주천 및 익산천에서 유입되는 하수처리수 및 가축분뇨처리수의 관리 대책이 필요할 것으로 사료되었다. 마지막으로, 어류 다변수 모델을 이용하여 만경강 본류의 생태건강도를 평가한 결과, 만경강 본류의 평균 FAI 점수는 47(범위 : 0~100, n=40)로 “보통(C)”에 해당하는 것으로 나타났다. 또한 각 지점별 FAI값을 비교한 결과, S1과 S2지점이 각각 “좋음(B)”, “매우좋음(A)”에 해당하는 것으로 나타나 생태건강도가 우수한 것으로 나타난 반면, S3, S4, S5 지점 모두 “나쁨(D)”에 해당하는 것으로 나타났다. 이에 따라 S3~S4지점에서 유입되는 전주천과 S4~S5지점에서 유입되는 익산천에 의한 수질악화 및 유기물 축적에 따른 하상 단순화 등의 서식지 파괴에 의해 생태건강도가 악화된 것으로 사료되었다.