수중생물을 관찰할 때 슬라이드글라스 위에서의 오랜 시간 관찰은 불가능하다. 그러나 식물플랑크톤 샘플을 Linsing하여 dry한 후 영구프레파라트를 제작하거나 규조류(Diatom)의 경우 Cleaning method를 이용하여 영구프레파라트로 제작하면 반영구적인 보관이 가능해진다. 이 실험에서는 Cleaning 된 Diatom sample를 재료속 격구프레파라트 제작하는 방법에 대하여 알아보기로 한다.
식물플랑크톤
플랑크톤 중 식물은 해양에서 광합성의 대부분을 담당한다. 식물플랑크톤은 태양에너지를 고정하며, 이는 다시 해양의 많은 다른 군집으로 이동된다. 육상에서 에너지를 고정하는 풀이나 나무들 없이는 생명이 존재할 수 없듯이 해양에서도 에너지를 고정하는 미소한 플랑크톤 생활을 하는 식물체가 없이는 생명이 존재할 수 없다.
플랑크톤은 전통적으로 여러 가지 크기의 망목을 갖는 네트로 채집되었기 때문에, 크기에 따라 구분되기도 한다. 임의적이기는 하지만 최근에 가장 많이 사용되는 플랑크톤의 분류체계는 7개의 계급이 있다. 거대플랑크톤 (megaplankton)은 20mm 이상의 생물체이고, 대형플랑크톤 (macroplankton)은 2∼20mm, 중형플랑크톤 (mesoplankton)은 0.2∼2mm, 소형플랑크톤 (microplankton)의 범위는 20∼200μm 이다.
지금까지의 그룹은 표준 플랑크톤 네트로 채집할 수 있으며 집합적으로 네트 플랑크톤 (net plankton)이라 불리운다. 미세플랑크톤 (nanoplankton)은 2∼20μm 크기 범위의 아주 작은 생물들이다. 초미세플랑크톤 (pico-plankton)은 0.2∼2.0μm 범위의 미소한 생물들로 주로 박테리아와 남조류 (cyanobacteria)로 구성되어 있다. 가장 작은 계급인 극초미세플랑크톤 (femto-plankton)은 0.02∼0.2μm 범위의 크기이다.
식물 플랑크톤의 분류
식물플랑크톤은 넓은 범위의 광합성 생물을 포함한다. 네트로 잡을 수 있는 비교적 큰 식물플랑크톤은 주로 두 그룹으로 구성되어 있다. 규조류 (diatoms)와 와편모조류 (dino flagellates)가 그들로 전세계에 걸쳐 분포한다. 보통 네트를 통과하는 미세플랑크톤과 초미세플랑크톤 범위에 속하는 작은 식물플랑크톤은 매우 다양한 종류로 구성되어 있다.
1. 규조류
규조류는 와편모조류와 쉽게 구분되는 데, 이는 규조류가 독특한 알약상자 모양의 규소질로 둘러싸여 있으며 운동성이 미약하기 때문이다. 개개의 상자는 두 부분의 껍질로 구성되어 있고, 서로 잘 들어맞게 되어있다. 이와같은 상자는 유리의 주 구성원과 같은 물질인 규소로 이루어진다. 각각의 상자는 종에 따라 고유한 무늬로 장식되어 현미경 관찰로 각각을 구분할 수 있다.
규조류는 각각의 개체가 하나의 상자를 차지하며 단독으로 나타날 수도 있고, 여러 종류의 연결된 형태로도 나타날 수도 있다. 생식을 할 때 개개의 규조류는 반으로 나뉘어진 다음, 각각은 하나씩의 껍질을 분비하여 전형적인 상자를 재생산하게 된다. 이와 같은 각각의 새로운 껍질은 기존 껍질의 안쪽에서 분비되므로, 이와 같은 과정이 수 세대를 거쳐 진행되면 규조류 개체군의 평균 크기가 감소하게 된다.
따라서 규조류 종의 개체들은 크기가 다양하며, 어느 정도의 세대가 지나면 규조류는 양쪽 껍질을 모두 벗어버리고 증대포자(auxospore)라 불리는 구조로 변한다. 이 포자 내에서 새 껍질을 분비하여 원래 크기로 되돌아가게 된다. 그러나, 종류에 따라서는 껍질이 작아지지 않는 분열을 하는 규조류도 존재해서 크기 회복을 위한 증대포자의 형성이 필요없는 경우도 있다.
2. 와편모조류
두 번째로 중요한 그룹인 와편모조류는 두 개의 편모를 가지고 있으며 이 편모를 이용하여 그들 스스로 물 속에서 움직일 수 있다. 이들은 규소로 이루어진 외부 골격은 없으나 종종 셀룰로오스 (cellulose)판으로 이루어진 외피를 갖추고 있다. 와편모조류는 일반적으로 작은 생물체이며 보통 단독으로 생활하나 아주 드물게 군체를 이루기도 한다. 이들은 규조류와 마찬가지로 단순 분열로써 생식한다.
이 경우 각각의 딸세포는 원래의 셀룰로오스 외피의 반쪽을 보유하여 어떤 크기의 감소도 없이 잃어버린 반쪽을 재생한다. 종류에 따라서는 독소를 만들어서 해수 중으로 방출하는 능력을 가진 것도 있어, 와편모조류가 극단적으로 많아지면 (해수 1ℓ당 2∼8 백만 개체), 방출된 모든 독소의 누적된 효과는 다른 생물에 영향을 미칠 수 있어 어패류의 대량 폐사를 유발하기도 하는데, 이를 적조 (red tides)라 부르며, 어류와 무척추동물 대량 사망의 원인이 된다. 어떤 와편모조류는 충조 (zooxanthellae)라 불리는 운동성이 없는 시기를 갖는다. 이는 산호, 말미잘, 그리고 대형 조개류의 조직에 공생체로서 존재한다.
3. 기타 미세 식물플랑크톤
이 크기 그룹에는 다수의 광합성 생물이 포함된다. 이들 생물들은 일차생산과 해양의 먹이망에 중요한 역할을 하며, 이중 프로클로로파이트 (prochlorophytes)는 외양에서 수적으로 가장 많은 식물플랑크톤이여, 이들은 외양의 모든 엽록소 a (chlorophyll a)의 대략 1/3정도 기여한다. 다른 중요한 그룹으로는 착편모조류 (haptophytes)와 남조류 (blue-green algae 또는 cyanobacteria)가 있다. 홍해는 남조류의 일종인 트리코데스미움 (Trichodesmium erythraeum)의 붉은색으로 인하여 명명되었다.
착편모조류는 20μm 이하의 작은 진핵 편모조류로 한 두 개의 색소체 (chromatophore)를 갖고, 독특한 실모양의 부속지 (haptonema)와, 뚜렷하게 표시된 석회질 또는 유기물질로 이루어진 판을 가지고 있다. 이들은 모든 외해에 많이 존재한다.
부유성 박테리아 (bacterioplankton)도 모든 해양에서 발견된다. 이들은 주로 바다 표면 근처에 많이 서식하며, 총 생체량은 식물플랑크톤의 총 생체량과 거의 비슷하거나 또는 그 이상의 양으로 생각되어진다. 이들은 주로 입자성 유기탄소 (POC : particulate organic carbon)에 부착되어 발견되거나 해중 쇄설입자 (marine snow)로 알려진 여러 가지 젤라틴질의 동물플랑크톤의 조각 표면에서 발견된다.
플랑크톤의 채집 방법
플랑크톤의 크기는 이미 설명한 바와 같이 수 um 에서 수 십 미터에까지 이른다. 따라서 이들의 크기를 고려하여 다양한 채집기를 이용한다
1. 정성적 채집
해수중에 분포하는 플랑크톤의 종류에 관한 채집을 하는 경우. 주로 대상생물에 맞는 망목을 설정하여 이를 수직 또는 비스틈히 끈 다음 채집 넷트 뒤에 달려있는 채집통에 포획된 플랑크톤을 현미경을 이용하여 분석한다. 망목의 크기에 따라 식물 플랑크톤 넷트, 동물 플랑크톤 넷트로 구분한다. 플랑크톤 넷트도 정량적인 연구에 이용되는데, 이 때는 망 입구에 유속계를 달아 넷트로 통과된 물의 양을 산정하여 단위 부피당 플랑크톤의 수로 표현한다.
2. 정량적인 채집
채수기를 이용하여 일정량의 해수를 채수한 뒤, 단위 부피당 플랑크톤의 수 또는 무게를 측정한다. 난센 또는 반돈 채수기를 이용한다. 일반적으로 수심에 따른 채수를 실시하며 주로 식물 플랑크톤의 연구에 국한된다. 동물플랑크톤은 운동성이 강하여 채수기에 채집되지 않아 이 방법을 이용하지 않는다.
실험 기구 및 시약
1. 실험 재료 : Cleaned diatom sample, Pasteur pipette, slide glass, cover glass, alcohol lamp, forcep, Pleurax
실험 방법
1. 실험 과정
1) Put a drop of sample in distilled water on a cover slip (이것은 96% 알코올에서 세척한다. 여기서 96% 알코올을 사용하는 이유는 샘플을 떨어뜨릴 때 확실히 퍼짐을 가지기 위함이다.)
2) Let dry by gentle heating(under a lamp) or over night
3) Put on a drop of embedding resin (Coumarone, Hyrax etc.) and heat gently for approx. 15min (or leave it over night)(송진을 슬라이드에 떨어뜨린 후 거꾸로 덮어 누른다. 이때 슬라이드 내 기포가 발생할 때 아주 약한 미열로 기포를 제거한다. 너무 많은 열을 받을 때에는 더 많은 기포가 발생한다.)
4) Turn the cover slip upside down and place it on an alcohol cleaned slide.
5) Heat at moderate temperature on a plate. bubble should leave the resin at moderate speed. When no more bubble appear, remove the slide from the plate. Excess resin can be trimmed off by a knife and the preparation sealed with nail polish. (슬라이드 밖으로 나온 송진은 knife로 닦아야 하며, 투명한 매니큐어로 sealing 하여 permeant plate를 만들어야 한다.)
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