여울마자 Microphysogobio rapidus는 환경부 지정 멸종위기 야생생물 Ⅰ급으로 지정하여 보호하고 있는 한국고유종이다. 본 종은 소형 잉어과 담수어류로 낙동강 수계에만 제한적으로 서식하며 주로 잔자갈이 깔린 여울에 서식한다. 그러나 최근 인간의 활동에 의한 서식지 교란 및 수질오염 등으로 본 종의 서식지가 파괴되어 개체수가 감소하고 있다.

본 연구의 목적은 여울마자의 보전생물학적 연구를 위하여 Ⅰ. 분포현황 및 서식지 특성 분석, Ⅱ. 개체군 생태 조사, Ⅲ. 인공증식에 대한 연구 및 Ⅳ. 집단유전학적 연구를 실시하여 본 종의 보전을 위한 기초자료를 제시하고자 한다.

Ⅰ. 분포현황 및 서식지 특성 분석
분포조사 결과 여울마자는 현재 함양군, 산청군 남강 일원 및 진주시의 덕천강 일부 지역에서만 제한적으로 서식하였으며 과거에 비하여 분포역이 크게 감소하였다. 가장 많은 개체가 채집된 생초면에서 다중표지-재포획법(Jolly-Sever method)을 적용하여 개체군 크기를 추정한 결과 여울마자의 평균 서식개체수는 11,543개체였다. 멸종위협 원인 도출을 위한 서식지 특성 분석결과, 여울마자의 서식지는 수질이 양호하고 동소어류 종수는 많으며 평균 하상입자의 크기는 더 큰 특성을 보여주었다. 여울마자의 분포양상을 세계자연보전연맹(IUCN) 적색목록 기준 지침서에 따라 평가한 결과 위기(Endangered, EN) B2ab(i, ii, iii, iv, v)로 평가되었다.

Ⅱ. 개체군 생태조사
본 종의 서식지는 하천 중·하류의 잔자갈이 깔린 여울에 서식하였다. 성장단계 및 활동시기에 따른 미소서식지 분석결과 성어는 수심 10∼32 cm (19.4±7.3), 유속은 13∼56 cm/s (41.0±10.0)이었고, 하상입자는 잔자갈(95%)이 대부분을 차지한 곳에서 출현한 반면 치어는 수심 12∼25 cm (19.1±4.5), 유속은 1∼2 cm/s (1.1±0.3)인 돌이나 큰돌 주변에 모래가 깔린 수변부에서 출현하여 차이를 보였다. 월동기에는 수심 16∼65 cm (40.2±13.9), 유속은 2∼60 cm/s (31.5±11.3), 하상입자 크기는 9∼15 cm (11.9±1.3)인 큰 돌 아래에서 주로 독립적으로 월동하였다. 주요 동소어종인 돌마자와의 자원분할을 알아 보기위해 물리적 환경변수인 수심, 유속, 하상입자에 대한 Shoener’s Overlap Index를 분석한 결과 유속은 두 종의 미소서식지를 구분하는 중요한 물리적 환경변수로 나타났다. 3월 개체군의 체장분포를 보면 만 1년생은 체장 38∼59 mm, 만 2년생 이상은 60 mm 이상으로 추정되었다. 산란기간 동안 채집한 개체의 성비(♂/♀)는 1.92로 나타났고, 산란기는 수온이 17∼24℃인 4월 말∼5월로 추정되었다. 산란기 수컷은 가슴지느러미 연조에 작은 돌기가 발달하였으며 가슴지느러미와 배지느러미의 붉은색이 진해졌고, 암컷은 수컷에 비해 체장에 대한 체고는 높고 체폭은 넓게 나타나 차이를 보였다. 포란수는 평균 3,827±1,225 (2,850∼5,916)개였으며, 성숙난의 크기는 0.63±0.02 (0.59∼0.66, n=20) mm로 약한 점착성을 가지며 밝은 청록색을 띤 구형의 분리 침성난이었다. 수온 21±1℃에서 72시간 뒤에 부화하였으며, 부화 직후 전기 자어 크기는 전장 2.79±0.04 mm (n=10)였다. 부화 후 5일에는 전장 4.1±0.07 mm (n=10)로 난황을 모두 흡수하여 후기자어로 이행하였고 부화 30일째에는 전장 9.74±0.24 mm (n=10)로 모든 지느러미의 기조가 정수가 되어 치어기로 이행하였다. 호르몬 처리에 의한 실험실 내 산란행동을 분석한 결과 산란 전 행동, 산란 행동, 산란 후 행동으로 구분되었으며, 산란행동은 수조 바닥에서 솟구치며 수중에서 수컷이 암컷의 몸을 감싸며 암·수 1:1로 2∼3회 산란하였다. 산란 후 특별한 난 보호행동은 보이지 않았으며, 수컷들에 의해 일부 난이 섭식되었다. 주요 먹이생물은 식물성플랑크톤인 조류로 나타났다.

Ⅲ. 인공증식
인공증식을 위한 친어관리 시 유속을 처리해 주고 저질은 처리하지 않는 조건에서 초기먹이 생물로는 로티퍼를 공급하다가 알테미아와 배합사료를 함께 공급하여 사육 시 생존율과 성장률이 가장 효율적이었다. 호르몬 처리에 의한 산란유도 시 hCG는 10 IU/g 농도, Ovaprim은 0.1과 0.5 mL/kg 농도에서 100% 산란이 유도되었다.

Ⅳ. 집단유전학적 연구
10개 microsatellite 마커를 이용하여 생초, 단성, 덕천강 집단에 대한 집단유전학적 분석결과 평균 대립 유전자 수는 11.8∼18.4개, 평균 관찰치 및 기대치 이형접합율은 각각 0.748∼0.766, 0.775∼0.809의 범위로 조사되었다. 최근의 병목현상 추정결과 단성과 덕천강 집단에서 통계적으로 유의하게 나타났고, 덕천강 집단은 61의 낮은 유효 집단 크기가 추정되었다. 유전적 분화도와 유전적 거리는 덕천강 집단이 남강 두 집단과 먼 유전적 거리를 보여주었고, 유전자 흐름도 원활하지 않았다. 유전적 구조 분석 결과 남강과 덕천강 집단은 한 집단으로 나타났다. 덕천강 집단은 낮은 유전자형과 유전다양성 뿐만 아니라 낮은 유효집단 크기가 나타남에 따라 집단의 보전을 위해서는 타 집단 개체와의 인위적인 이주가 필요하였다.