Feeding behavioral analysis of Pacific abalone, Haliotis discus hannai, reveals its feeding preference and attraction potential for brown algae, Sargassum horneri

Abstract

행동모니터링은 건강을 확인하고 환경 변화에 대한 동물의 다양한 생리적 반응을 이해하기 위해서는 중요하다. 수생 동물은 화학적 신호가 균일한 물 환경 전체에 확산될 수 있기 때문에 행동 모니터링을 위한 좋은 모델이다. 본 연구에서는 북방전복 Haliotis discus hannai 을 대상으로 행동분석 및 섭식선호도를 확인하였다. 갈조류인 괭생이모자반은 한국, 일본, 중국 연안에 널리 분포하는 종으로 해양 사고 및 양식 시설 파괴, 양식 생물에 피해를 입히며 매립지에 계속 버려지거나 소각되어 환경 문제를 야기시킨다. 따라서 괭생이모자반을 전복 사료의 대체 공급원으로 사용할 수 있는 가능성을 탐색하였다. 다양한 시험물질의 유인 가능성을 분석하기 위해 다양한 해조류(예: 괭생이모자반, 다시마, 미역) powder와 전복 사료를 커피찌꺼기를 Avicel 코팅 유리판을 사용하여 유인효과를 탐색하였다. 전복은 야행성으로 밤에 활동을 하기 때문에 행동 모니터링은 전복의 움직임을 방해하지 않으면서 전복 감지에 있어 적합한 조건을 확립하였다. 자동화 비디오 트레킹 소프트웨어를 사용한 결과 공통적으로 해조류에 높은 분포 양상을 보였고 괭생이모자반과 사료의 분포 양상이 비슷한 것으로 확인하였다. 각 물질에 대한 전복의 행동분석은 수조 내 두 개의 Avicel 플레이트에 노출된 북방전복 이동의 패턴과 빈도에 의해 히트맵으로 나타내었다. 행동분석에 이어 섭식선호도는 괭생이모자반 보다 미역과 다시마에서 유의하게 높은 선호도를 나타냈으나 상업용 전복 사료와 괭생이모자반의 섭식율에서는 유의적인 차이가 없었다. 전복 유인하는 화학적물질을 확인하기 위해 각 재료의 메탄올 추출물을 추출하였다. 메탄올 추출물은 미역 > 괭생이모자반 > 다시마 > 상업용 전복 사료 > 커피찌꺼기 순으로 선호도를 나타내었다. 메탄올 추출물 성분의 유인효과를 결정하기 위해 상업용 전복 사료의 메탄올 추출물과 괭생이모자반의 첨가 비율에 따른 섭식선호도를 확인하였습니다. 괭생이모자반을 50%와 75%까지 첨가했을 때 먹이 선호도가 크게 증가한 것으로 나타났으며, 이는 사료 첨가제로 사용할 수 있는 가능성을 시사한다. 본 연구는 북방전복의 움직임을 모니터링하는 데 성공적으로 사용될 수 있는 조건을 확인했으며 선호도 분석 결과 전복은 상업용 사료와 비교하여 괭생이모자반이 이와 유사한 기호성과 섭식 선호도를 나타냄을 확인하였다. |The Pacific abalone, Haliotis discus hannai, is a highly valued and industrially important aquaculture species with growing demands of the expanding abalone aquaculture industry. To explore the feasibility of using the brown alga, Sargassum horneri, as a potential substitute for abalone feed, it is important to identify the feed preference and attractant effect of S. horneri on Pacific abalone. Our experiments indicated that the feeding-associated movement of abalone could be detected using a video tracking system under indirect illumination with dim red light. To further analyze the attraction potentials of various test materials, preference analysis was performed using Avicel-coated glass plates with ground powders of various seaweeds (e.g., S. horneri, Saccharina japonica, and Undaria pinnatifida) and commercial abalone feed, together with coffee waste. Heat map analysis indicated greater attraction by the kelp S. japonica than by S. horneri and commercial feed, which showed similar preference levels. Feeding preference based on the area of Avicel eaten by abalone showed a significant preference for U. pinnatifida over S. horneri (feeding area: 68.6% ± 20.1% vs. 37.5% ± 22.4%, p < 0.05). Additionally, the feeding area was significantly greater for plates with S. japonica than for plates with S. horneri (44.0% ± 16.6% vs. 22.6% ± 15.4%, p < 0.05). There was no significant difference in feeding area between commercial feed and S. horneri (31.7% ± 11.6% vs. 31.6% ± 20.2%, p > 0.05). The methanol extracts attracted abalone in the following order: U. pinnatifida > S. horneri > S. japonica > commercial feed > coffee waste. To determine the attractive effects of the components of methanol extracts, mixtures of methanol extracts of commercial feed with increasing amounts of S. horneri were examined. The results showed a significant increase in feeding preference upon addition of S. horneri up to 50% and 75%, suggesting its potential for use as an appetite-enhancing feed additive. This study identified conditions that can be successfully used to monitor the movement of Pacific abalone; the results of preference analysis confirmed that abalone exhibited similar attraction and feeding preference for S. horneri, compared with commercial feed.