성게의 수정과 발생

성게의 수정과 발생

 

1. 실험 목적

극피동물 알의 실험적 이용은 1890년대에 독일의 Driesch가 성게알의 발생 초기(2~4 세포기)에 분리된 각 할구들이 정상적인 작은 유생으로 발생함을 관찰한 이후부터 발생학의 여러 분야에서 다루어져 왔다. 즉, 발생 중의 형태적 변화, 수정소-항수정소간의 작용, 분화에 영향을 미치는 물질 분포의 2중구배설(Double gradient theory), 최근에 활발히 연구되고 있는 초기 발생에서의 유전자 발현에 대한 화학적 및 분자 수준에서의 분석 등이 성게알을 통해 많이 이루어져 왔다. 이러한 연구는 발생 유형의 조절성, 동일 발생 단계에 속하는 물질들을 다량으로 얻을 수 있다는 점 등의 장점을 갖추고 있기 때문이다. 본 실험에서는 수정에서 초기 발생 사이에 일어나는 외형적 변화의 관찰과 수정을 통하지 않은 알의 단독 발생을 다루어 보고자 한다.

 

2. 실험 재료

말똥성게, 주사기, 인공 해수, 현미경, 0.5M KCl, 페트리 접시, 슬라이드 글라스, 커버 글라스, 인큐베이터, 피펫, 여과지

 

3. 실험 방법

1) 말똥성게의 암수 구별

0.5M KCl 용액 소량을 성게의 체강에 주사하여 배출되는 배우자의 색깔로 구분

정자 : 백색 또는 회색

난자 : 투명한 황색

 

2) 난자의 채취

① 암컷을 뒤집어 입 부분을 위로하여 입 주위 여러 곳에 0.5M KCl 용액 1~2mL 주사한 후 해수를 담은 비커에 성게를 입의 반대편이 잠기게 한다.

② 알을 받은 후 비커의 물을 버리고 새로운 해수로 2회 이상 씻는다.(5℃에서 12시간 보존 가능)

③ 알이 얇은 층으로 퍼지도록 작은 페트리 접시에 분배한다.

 

3) 정자의 채취

① 난자 채취와 같은 방법으로 장치한 후 성게에서 배출되는 액이 정액임을 확인한다.

② 작은 페트리 접시에 성게를 올려놓고 정액을 받는다.

③ 원액 1방울을 10mL의 해수로 희석하면 사용할 수 있는 정액이 된다.

 

4) 배우자 관찰

① 난자 : 슬라이드 글라스에 희석한 난자를 한 방울 떨어뜨린 다음 커버 글라스를 덮고 관찰한다.

② 정자 : 성게에서 배출되는 정액 1방울을 10mL의 해수로 희석한 후 그 용액 한 방울을 슬라이드 글라스에 떨어뜨린 다음 커버 글라스를 덮고 관찰한다.

③ 난자와 정자 모두 100배와 400배로 관찰한다.

 

5) 성게알의 초기 발생 관찰

① 난자가 들어있는 해수를 작은 페트리 접시에 넣고 정액을 가한 후 스포이트로 섞어준다.(수정 과정)

② 성게의 발생 속도를 참조하며 유생 단계까지 현미경으로 관찰한다.

 

4. 인공 해수의 제조법

성 분 분 량
염화나트륨(NaCl)

염화칼륨(KCl)

염화칼슘(CaCl2․2H2O)

염화마그네슘(MgCl2․6H2O)

황산마그네슘(MgSO4․7H2O)

탄산수소나트륨(NaHCO3)

증류수

24.72 g

0.67 g

1.36 g

4.66 g

6.29 g

0.18 g

1000 mL

 

5. 발생 단계에 걸리는 시간

단 계 시 간(10℃)
제1난할기

포배기

낭배기

prism기

pluteus기

3

28

43-48

72

120

 

조상환

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