잉어과(Cyprinidae) 납자루아과(Acheilognathinae) 어류는 몸이 납작하고 체고가 높은 소형 담수어류로서 우리나라에는 2속 14종이 기록되어 있다. 납자루아과 어류는 담수산 석패과(Bivalvia: Unionidae) 패류의 아가미 안에 산란하는 독특한 생물학적 특징을 가지고 있으며, 이러한 독특한 번식 행동을 가진 담수어류 종은 생활사 초기단계가 숙주조개에 전적으로 의존되기 때문에 서식처 환경에 숙주조개 개체 수 감소 시 멸종위기 가능성이 높아진다. 최근 인간의 인위적인 간섭에 의한 오염 및 하천사업으로 인해 납자루아과가 숙주로 이용하는 석패과 패류의 개체수가 급격히 감소하고 있으며, 이로 인해 납자루아과의 개체수가 전 세계적으로 감소하고 있는 추세이다. 국내의 경우 납자루아과 담수어류에 대한 산란양상을 파악하기 위한 생태학적 연구가 진행된 바 있으나, 아직 유전학적인 방법을 이용한 숙주조개 속 난 및 치어에 대한 종 판별 연구는 수행되지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 납자루아과 어류의 생태학적인 연구에 PCR 기반 RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism; 제한절편 길이 다형성) 분자기법을 활용하여 난 및 치어 대상 납자루아과 어류 3종의 동정을 좀 더 빠르고 정확하게 파악하고 납자루아과 어류의 종별 산란양상 및 번식생태 이해에 대한 기여가 목적이다. 연구를 위한 조사지역은 강원도 홍천 내촌천(HN), 덕치천(HD), 정선 골지천(JG) 및 조양강(JJ)을 대상으로 납자루아과 어류의 산란양상를 알아보고자 하였다. 연구대상 지역 내 납자루아과 어류는 내촌천과 골지천에서 1종(묵납자루; Acheilognathus signifer), 덕치천에서 3종(각시붕어; Rhodeus uyekii, 묵납자루; A. signifer, 줄납자루; A. yamatsutae), 조양강에서 2종(묵납자루, 줄납자루)으로 확인되었고, 네 집단에서 모두 동서하고 있는 숙주조개인 작은말조개(Unio douglasiae sinuolatus) 982개체를 함께 채집하였다. 제한절편 길이 다형성 분자마커를 이용하여 납자루아과 어류의 난 및 치어로 확인되는 작은말조개(N=163)에서 총 646개의 납자루아과 어류의 난 및 치어(묵납자루 454개체, 줄납자루 43개체, 각시붕어 149개체)를 확인하였다. 각 집단 간 숙주조개 크기에 따른 산란선호도를 조사하기 위해 난 및 치어가 확인된 숙주조개(mussels with eggs and/or fry)와 확인되지 않은 숙주조개(mussels without eggs and/or fry)의 각장(shell length), 각고(shell height) 및 각폭(shell width)의 평균 크기를 비교 분석하였다. 그 결과 3종의 납자루아과 어류가 동서하는 덕치천의 경우, 난 및 치어가 확인된 숙주조개가 확인되지 않은 숙주조개보다 각장(1.98mm), 각고(0.85mm) 및 각폭(0.73mm)의 크기가 통계적으로 유의하게 크게 나타났으며(Mann-Whitney, P = 0.002, P = 0.012, P = 0.009), 다른 세 개의 집단에서도 통계적으로 유의하지는 않았으나 유사한 경향의 결과가 관찰되었다. 이러한 결과는 본 연구 대상 납자루아과 어류 3종은 크기가 큰 작은말조개를 산란을 위한 숙주로서 선호 함을 의미하고, 이러한 조개 크기에 대한 선호도가 동서하는 종의 수가 많을수록 더 강화됨을 시사한다. 또한, 2종 이상의 납자루아과 어류가 서식하는 덕치천(HD)과 조양강(JJ)에서 묵납자루와 줄납자루 2종이 동일한 조개에 산란하는 것이 관찰되었다(N = 4). 이는 납자루아과 어류가 2종이상 동서할 때, 동일한 자원인 작은말조개를 자신의 산란숙주로 이용하기 위한 종간경쟁(interspecific competition)의 가능성을 시사한다. 기존 연구된 생태학적 연구에 유전학적인 방법을 추가하여 각 집단 간, 종 간 숙주조개 크기에 대한 산란양상을 보다 정확히 규명하였으며, 이러한 연구 결과를 바탕으로 향후 이들 자연개체군의 효과적인 유지, 관리 및 보전 방법 개발에 활용할 수 있는 과학적 기초 데이터를 제공하고자 한다.

For freshwater bitterling fishes (Cyprinidae, Pisces), 14 different species have been described so far from South Korea. During a spawning season, females develop a long ovipositor that they use to lay eggs in the gill cavities of mussels through the mussels’exhalant siphon. This unique spawning behavior renders these fishes likely to become endangered as host mussel populations are declining. During recent years, because of increasing human impacts, freshwater mussels have significantly decreased in population size, and several species are now under threat of extinction globally. In this study, I investigated spawning patterns of three bitterling fishes (Pisces: Acheilognathinae), including Acheilognathus signifer, A. yamatsutae and Rhodeus uyekii, on the host mussels (Unio douglasiae sinuolatus). This study was conducted at four streams [Hongcheon Naechoncheon (HN); Deokchicheon (HD) from the North Han River basin; Jeongseon Goljicheon (JG) and Joyanggang (JJ) from the South Han River] in South Korea. Only A. signifer occurred at two sites of HN and JG, whereas A. signifier, A. yamatsutae and R. uyekii co-existed in HD and A. signifier and A. yamatsutae co-occurred at JJ. Among the sampled mussels (N = 982) from four populations, a total of 646 eggs/fry were observed within the mussels (N = 163; 16.6%) and identified as A. signifer (N = 454; 70.3%), A. yamatsutae (N = 43; 6.6%) and R. uyekii (N = 149; 23.1%). A species identification for the eggs and fry of these three species was done by my developed PCR-based RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism). To investigate the spawning preference of the Acheilognathinae fishes in relation to the size of the mussels, I estimated and compared length, height and width of the mussels between those with/without the eggs and/or fry. For HD where three species co-existed, the mussels having the eggs and fry were significantly larger in the length (Mann-Whitney U, P = 0.002; difference = 1.98 mm), height (P = 0.012; 0.85 mm) and width (P = 0.009; 0.73mm) than mussels not having them. However, this trend was not significant in the other three sites. These findings indicate that my study species of the Acheilognathinae fishes tend to prefer larger mussels as their spawning hosts, and this tendency increases with a number of coexisting bitterling fish species. In HD and JJ where more than two bitterling species occurred, I found mussels (N = 4) having the eggs/fry of both A. signifier and A. yamatsutae. These results suggest the possibility of interspecific competition between the Acheilognathinae fishes for utilizing the same resource of mussels for their spawning. My thesis helps to better understand the spawning patterns and reproductive ecology of the Acheilognathinae fishes, which will provide important information for future maintenance, management and conservation of these natural, but endangered species.