20장. 개체군의 변동과 군집의 상호작용

 지난 장에서는 생태계를 구성하는 생물 요소 생산자, 소비자, 분해자의 특성과 이들의 형태 및 적응 능력에 영향을 미치는 환경적 요소에 대해 알아봤다. 환경적 요소가 생물군에게 어떤 영향을 주고 이들이 환경 변화에 어떻게 적응하는지를 알아보았다면, 이번 장에서는 환경과 각 무리의 영양에 따른 변화를 생태계에 존재하는 넓은 범위의 종인 개체군과 개체군의 확장형인 군집의 범위에 초점을 맞춰 알아보도록 하자. 

 

 개체군이란 종이 같은 생물들의 집합으로 생태계에 존재하는 큰 범위 속 군집 내의 같은 종들의 합이라 칭할 수 있다. 예를 들어 동물 집단 내 수 십 마리의 사자, 수 백 마리의 기린, 수 천 마리의 코뿔소가 존재한다면 이들은 동물 군집 내에 포함된 사자군, 기린군, 코뿔소군으로 볼 수 있다. 이들 개체군들의 생존을 이론상 비춰봤을 때, 시간의 흐름에 따라 개체수의 양이 우상향으로 계속 상승할 것이다. 그러나 현실적으로 비춰봤을 때, 환경 저항의 영향으로 기대하는 수치와는 달리 시간에 따라 개체수가 증가하다가 먹이부족, 공간 부족, 천적의 증가, 질병, 경쟁구도의 현상과도 같은 요인에 의해 감소하기 시작하지만 다시 일정한 증가폭을 유지할 것이다. 예외적으로 사람처럼 환경 저항에 극복한다면 생태계에 존재하는 생물들과는 조금이나마 차이를 보일 것이다. 이와 반대로 생존하는 개체수와 연령의 상관관계는 그래프상 세 가지의 형태로 표현이 될 것이다. 초기부터 다수 산란으로 많은 수를 보이며, 초기 사망률이 높아 적자생존의 형태를 보여주는 굴형, 초기 출생률과 사망률이 일정하게 감소하는 히드라형, 낮은 초기 출생률과 낮은 사망률을 보이며 연령이 증가함에 따라 급격히 하락하는 인간형 이렇게 말이다. 이러한 생존곡선은 최적의 상태와 조건에서 기대수명을 예상해볼 수 있는 생리적 수명과 환경 저항 요인에 의해 줄어드는 기대수명을 예측해볼 수 있는 생태적 수명에 의해 큰 영향을 받는다. 또한, 개체군들은 계절적 요인과 빛의 세기에 의해 그들의 수가 변동되기도 하며, 피식자의 수에 따른 포식자의 수에 따라 변동되고는 한다.

 

 이번에는 개체군 내 상호작용에 대해 알아보도록 하자. 각 개체군 내에는 각자 그들만의 삶의 방식이 정해져 있다. 이는 같은 개체군들끼리 모여있다 하더라도 그들 내의 텃세. 즉, 세력권 다툼으로 인해 야기되는 일정 범위 생활공간 내의 개체군 밀도의 조절, 리더제나 순위제를 통한 서열의 중요성과 과열경쟁 저지, 개체들 간의 역할 분담을 통해 전문화된 사회 형성 등과 같은 것으로 미루어 보인다. 이러한 행동들은 개체군 내의 먹이, 공간, 배우자에 대한 경쟁을 감소시키며, 천적으로부터 피해를 덜 보기 위한 그들만의 규칙이고 질서라고 볼 수 있다.

 

 개체군의 범위와 특징에 대해 알아보았으니 좀 더 넓은 범위의 군집에 대해 알아보도록 하자. 군집은 위에서 설명했던 개체군의 큰 범주로 여러 개체군들의 집합이라고 볼 수 있다. 군집은 또한 생산자, 소비자, 분해자 간의 얽히고설킨 먹이 그물 관계의 모습으로 볼 수 있다. 이들은 공간적 위치와 먹이 연쇄적 지위를 가졌으며, 무점종과 지표종으로 구성되어있는데, 특정 개체수가 해당 지역의 면적과 밀도를 차지하고 다양한 종이 소방 형구에 나타나는 빈도수에 따라 나뉘는 무점종, 특정 군집이나 특정 환경에서만 나타나는 지표종으로 구분이 된다. 이들은 개체군처럼 이종 개체군과의 상호작용을 통해 각 개체군과의 상생을 이룬다. 경쟁 배타의 원리에 의거하여 생태적 지위가 비슷한 개체군들이 공간, 먹이를 두고 경쟁하기도 하며, 서로 경쟁을 피하기 위해 먹이 공간과 활동시간을 달리하며 분서 형태를 보이기도 한다. 또한, 공생과 기생, 생태적 지위가 비슷하나 먹이 공간이 충분하기에 마찰을 일으키지 않는 중립 상태, 서로 먹고 먹히는 포식과 피식의 관계로 생태계에 존재하는 개체군의 수를 조절하기도 하며, 생물들 간의 관계를 유지하고 어울리며 상생을 이루기도 한다.

 

 이처럼 식물군집 내에도 층상에 따른 수직적 구조, 군집의 종류와 생태분포를 통한 차이점을 보이는데, 먼저 층상에 따른 수직적 구조는 빛의 양에 따라 식물군집 내에도 층상이 나뉘는 것을 볼 수 있다. 비교적 키가 큰 교목층이 더 많은 빛을 받고 더 크게 자라며, 빛을 받는 양과 크기에 따라 관목, 초본, 선태류의 순으로 구조가 나뉘기도 한다. 다음으로 식물군집은 어느 환경에서 자라느냐에 따라 기온이 높고 강수량이 많은 지역에서 자라는 군집체 삼림계, 강수량이 적은 지역에서 자라는 초원계, 강수량과 온도가 매우 낮아 생명체가 존재하기 쉽지 않은 극한의 지역에서 자라는 황원계, 하천이나 호소, 바다에서 자라는 수계로 나뉜다. 이들은 생태분포표에서 수직분포와 수평 분포에 의한 영향을 크게 받는다. 높이에 따른 온도차에 영향을 주는 수직분포, 위도, 기후, 온도 및 강수량에 영향을 주는 수평 분포에 의해서 말이다.

 

 이번에 설명할 내용은 군집의 천이이다. 군집의 천이란? 식물군집에서 우점종으로의 변환으로 이는 1차 천이와 2차 천이로 나뉜다. 1차 천이는 생물과 토양이 없는 지역에서 시작되는 것으로, 이는 건성 천이와 습성 천이로 나뉜다. 2차 천이는 산불과 같은 자연재해 이후로 비옥화 된 토양에 토양 및 양분이 충분한 상태로 초원부터 시작하는 경우이다. 이 두 천이는 결국 최고 단계인 양수림과 음수림의 단계로 확대되는데, 그렇다면 양수림과 음수림의 차이점은 무엇인지 간단히 설명해보겠다. 양수림은 참나무와 같은 식물로 자라나는 초기 단계부터 강한 빛이 필요한 식물들의 숲을 말한다. 양수림은 성장할 수 있는 충분한 빛만 주어진다면, 양분과 토양이 충분한 초원의 토지에서 자랄 수 있는 개척 식물이기도 하다. 반대로 음수림에는 자라나는 과정에 약한 빛만 있어도 충분한 소나무와 같은 식물들이 있다. 이들은 다른 나무와의 경쟁에서도 살아남을 수 있다는 우수한 생존력을 지니고 있다.