Influence of Visual and Chemical Cues on nest and bower-building behaviours of Coptodon rendalli (Boulenger, 1905) and Ooreochromis shiranus (Boulenger, 1905) in Fibre tanks

*기술 요약: Coptodon rendalli와 Oreochromis shiranus의 둥지 및 보어(Bower) 구축 행동에 미치는 시각적 및 화학적 신호의 영향*

문제 제기
둥지 및 보어 구축은 시클리드 물고기에게 있어 수컷의 질을 나타내는 지표이자 치어의 생존 기제로서 중요한 번식 행동이지만, 양식 틸라피아 종에서 특정 환경 신호가 이러한 행동을 어떻게 유도하는지에 대한 연구는 부족한 실정이다. 특히, 통제된 부화장 조건 하에서 시각적 및 화학적 신호가 Coptodon rendalli의 둥지 구축과 Oreochromis shiranus의 보어 구축에 미치는 영향이 어느 정도인지에 대해서는 여전히 잘 알려져 있지 않다. 이러한 지식의 공백은 개선된 부화장 관리를 위해 번식 환경을 최적화하는 능력을 제한한다.

연구 방법
본 연구는 2022년 10월부터 2023년 2월까지 말라위 릴로엔웨에 위치한 분다 양식장(Bunda Aquaculture Farm)에서 완전히 무작위로 설계된 실험법을 사용하여 수행되었다. 두 가지 별도의 실험이 진행되었다:

1. 실험 I (시각적 신호): 시각적 접촉의 역할을 테스트하기 위해 18개의 1,000리터 원형 수조를 사용하였다. 처리는 암수 종부축(1:2 비율)을 세 가지 구성으로 입식하였다: (a) 동일한 수조에 함께 입식, (b) 서로 다른 수조에 입식, (c) 미세한 모기장을 사이에 두고 동일한 수조에 입식. 구축을 위해 모래 기질이 제공되었다.
2. 실험 II (화학적 신호): 토양 기질에서 유래한 화학적 신호의 영향을 평가하기 위해 32개의 200리터 원형 수조를 사용하였다. 네 단계의 화학적 자극 수준이 테스트되었다: 대조군(우물물만 사용)과 세 가지 처리군(토양 기질 처리수를 2, 4, 6 컵 농도로 각 수조에 추가).

두 실험 모두 C. rendalli와 O. shiranus를 1:2의 수컷 대 암컷 비율로 입식하였다. 둥지와 보어의 크기(길이 및 너비)는 자를 사용하여 측정하였으며, 평균 직경을 계산하였다. 데이터는 R(버전 4.4.2)의 AgroR 패키지를 사용하여 이원 분산 분석(two-way ANOVA)으로 분석되었으며, 사후 비교를 위해 Tukey의 HSD 검정을 실시하였다 ($P < 0.05$).

주요 기여 및 결과
본 연구는 시각적 및 화학적 신호 모두가 구조물 구축에 유의미한 영향을 미친다는 경험적 증거를 제공하며, 신호 유형과 어종 사이에 유의미한 상호작용 효과가 관찰되었다 (시각적 신호 $P = 0.002$; 화학적 신호 $P = 0.001$).

• 시각적 신호: 수컷과 암컷을 같은 수조에 넣되 미세한 모기장으로 분리했을 때 가장 큰 구조물이 구축되었다. 이 조건에서 C. rendalli는 평균 둥지 직경 $31.69 \pm 2.72$ mm를 생성하였고, O. shiranus는 평균 보어 직경 $23.01 \pm 0.72$ mm를 생성하였다. 본 연구는 C. rendalli가 O. shiranus보다 시각적 신호에 더 민감하여, 모든 시각적 처리 조건에서 유의미하게 더 큰 둥지를 구축한다는 것을 발견하였다. 특히, 암컷과의 기질 근접 여부와 상관없이 수컷이 구조물을 구축하였으므로, 시각적 존재 자체만으로도 충분한 자극이 됨을 나타냈다.
• 화학적 신호: 토양 기질 처리수를 첨가하는 것은 구축된 구조물의 크기를 유의미하게 증가시켰다. 최적의 농도는 4컵의 토양 기질 처리수를 투입했을 때로 확인되었으며, 이때의 평균 직경은 C. rendalli $28.52 \pm 1.16$ mm, O. shiranus $26.17 \pm 1.16$ mm였다. 두 종 모두 가장 높은 농도(6컵)에서는 구축 크기가 감소하는 경ema를 보였으며, 이는 과도한 화학적 신호가 행동을 억제하거나 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. C. rendalli는 O. shiranus에 비해 화학적 신호에 대해 더 강한 반응을 보였다.

의의 및 주장
본 논문은 이러한 발견이 틸라피아 종의 부화장 번식 조건을 개선하기 위한 실질적인 통찰력을 제공한다고 주장한다. 저자들은 다음과 같이 단언한다:

1. 시각적 자극은 둥지 및 보어 개시의 주요 동력이며, "분리되어 있으나 보이는" 구성이 구조물 크기를 극대화하는 데 가장 효과적이다.
2. 화한적 자극은 토양 기질수를 통해 강력한 유도제로 작용하지만, 수익 체감이 발생하지 않도록 정밀한 농도 관리가 필요하다.
3. 종 특이적 차이가 존재하므로 맞춤형 관리 전략이 필요하며, 일반적으로 C. rendalli가 O. shiranus보다 두 종류의 신호 모두에 더 민감하게 반응한다.

본 연구는 기질을 제공하고 특정 시각적 및 화학적 신호를 통해 번식 환경을 조절함으로써 자연 상태의 산란 전 행동을 모방할 수 있으며, 이를 통해 포획 환경에서의 번식 성공을 높일 수 있다고 결론짓는다. 저자들은 이러한 신호 기반 메커니즘이 다른 어종에도 적용되는지 결정하기 위한 추가 연구를 권고한다.