말똥성게 (Hemicentrotus pulcherrimus)의 생식세포 및 pluteus 유생을 이용하여 중금속인 Arsenic (As)와 Chromium (Cr)이 정상 수정률 및 배아 발생률에 미치는 독성 영향을 조사하였다. H. pulcherrimus의 수정률 및 배아 발생률에 미치는 As와 Cr의 독성은 6.25, 12.5, 25, 50, 100 ppb의 농도에서 조사하였다. 0.5 M KCl 용액을 이용하여 방란 및 방정을 유도하였고, 정상 수정률 및 배아발생률은 수정 후 각각 10분 및 64시간째 관찰하였다. As와 Cr을 첨가하지 않은 대조구에서 정상 수정률과 배아 발생률은 각각 94%와 93% 이상을 나타냈다. 이들 중금속 첨가에 의해 수정률은 아무런 변화가 나타나지 않았지만 배아 발생률은 농도 의존적 감소하는 것으로 나타났으며, As의 첨가에 의해 배아 발생률은 6.25 ppb에서 유의적으로 감소하였으며 (P⁄0.01), Cr의 경우는 25 ppb에서 유의적인 감소를 나타냈다 (P⁄0.05). H. pulcherrimus의 정상 배아 발생률에 대한 LOEC는 As의 경우는 6.25 ppb를 Cr은 25 ppb를 나타냈다. 이들 연구결과로 해양생태계 내에서 As가 6.25 ppb, Cr이 25 ppb를 초과하는 농도일 때는 H. pulcherrimus와 같은 무척추동물의 정상부화율은 급격히 감소할 것으로 판단된다. 본 연구결과를 바탕으로, H. pulcherrimus의 정상 배아 발생률을 이용한 생물학적 평가방법은 중금속과 같은 유해물질에 대한 해양생태계의 영향을 판단하기 위한 시험방법으로 유용하게 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 말똥성게(Hemicentrotus pulcherrimus)의 생식세포 및 pluteus 유생을 이용하여 중금속인 납(lead, Pb)과 아연(zinc, Zn)의 독성을 조사였다. H. pulcherrimus 배우자 및 배아에 미치는 Pb과 Zn의 독성은 각각 31, 63, 125, 250, 500 ppb 및 16, 31, 63, 125, 250 ppb의 농도에서 조사하였다. 0.5 M KCl 용액을 이용하여 방란 및 방정을 유도하였고, 수정률 및 정상 배아발생률의 조사는 수정 후 각각 10분 및 64시간째 관찰하여 시행하였다. Pb 노출 시 수정률은 대조군과 비교하여 유의적인 변화가 없었다. 그러나 정상 배아발생률은 농도가 높을수록 농도의존적으로 유의적인 감소를 보였다. Zn을 노출시켰을 경우 수정률과 정상 배아발생률은 농도가 높을 수록 농도의존적인 유의적 감소를 나타냈다. H. pulcherrimus의 정상 배아 발생에 대한 독성치는 각각 Pb (반수영향농도 (EC50) 45.13 ppb, 95% Cl 40.12~50.05 ppb), Zn (반수영향농도(EC50) 19.82 ppb, 95% Cl 18.26~21.31 ppb)로 나타났다. 또한 Pb과 Zn의 무영향농도(NOEC)는 각각 ⁄31.25 ppb 및 ⁄15.63 ppb로 나타났고, 최소영향농도(LOEC)는 31.25 및 15.63 ppb로 나타났다. 본 연구 결과, H. pulcherrimus의 초기 배아발생 과정은 Pb과 Zn 등의 중금속에 높은 민감성을 보인다. 따라서 H. pulcherrimus는 해양생태계 위해 평가를 위한 시험생물로서 사용이 가능하다고 사료된다.

코발트는 자연적으로 암석, 토양 물 등에서 발견되는 요소일 뿐만 아니라 산업화에 의해 생성되는 유해물질 중의 하나이다. 환경에서는 코발트 (II)와 코발트 (III)의 두 가지 산화물로 존재하며, 연안 해역으로 유입 시 먹이연쇄를 통해 해양생태계 전반에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구는 유용 수산생물로써 조간대 암반 지역에 서식하는 말똥성게(Hemicentrotus pulcherrimus)를 이용하여 cobalt (Co (II); 10,