생태계의 구조, 비생물적 환경 요인과 생물(3-1)

◎ 생태계의 구조

▶ 생물적 환경 요인

만약 생태계에 생물이 없다면 아무런 의미가 없을 것입니다. 이 생물들은 같은 종들끼리 집단을 이루고 살아가는데, 이러한 집단을 개체군이라고 합니다. 그리고 전체 생태계를 살펴보면, 여러 개체군들이 모여 있습니다. 이것을 군집이라고 부르며, 군집은 생산자, 소비자, 분해자를 모두 포함합니다.

생산자는 광합성을 하여 무기물로부터 유기물을 합성하여 살아가는 녹색 식물을 말합니다. 많은 동물들이 생산자를 먹이로 이용하기 때문에 생산자는 생태계에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 이렇게 식물이나 다른 동물들을 먹어서 유기물을 섭취하고 에너지를 얻는 동물들을 소비자라고 합니다. 그리고 생산자나 소비자가 죽으면 그 사체를 분해해서 에너지를 얻는 균이나 세균류를 분해자라고 합니다. 이들 군집 사이에 적절한 균형이 이루어지지 않으면 생태계는 점점 불안정해져 결국은 파괴되어 버리고 맙니다.

 

▶ 비생물적 환경 요인

생태계를 이루는 가장 직접적인 요인은 생물적 환경 요인이겠지만, 생물적 환경 요인이 균형을 유지하기 위해서는 비생물적 환경 요인의 역할이 매우 중요합니다. 비생물적 환경 요인은 빛, 온도, 공기, 토양, 물, 습도, 바람 등 생물을 둘러싸고 있는 환경을 말합니다.

이러한 비생물적 환경 요인들은 생물에게 끊임없이 작용하여 생물의 생활을 촉진하기도 하고 억제하기도 합니다. 예를 들면, 선인장은 습도가 낮은 건조한 환경에서 살도록 적응되어 있지만, 대부분의 식물들은 적당한 습도가 유지되지 않으면 살지 못합니다. 이렇게 같은 조건에서도 생물마다 생육에 차이가 생깁니다. 이와 같이 생물의 생존에 영향을 미치는 환경 조건을 한정 요인이라고 합니다. 한정 요인이 생물의 생육에 가장 적합할 때를 최적 조건이라고 하며, 생물이 죽지 않고 버텨낼 수 있는 한정 요인의 범위를 내성 범위라고 합니다.

 

◎ 비생물적 환경 요인과 생물

▶ 빛과 생물

태양의 빛은 지구 상에서 일어나는 모든 생명 현상의 가장 근본적인 에너지원이 됩니다. 빛의 영향을 가장 직접적으로 받는 생물군은 녹색 식물입니다. 녹색 식물은 빛을 흡수하여 유기물을 합성하는 광합성을 하기 때문입니다. 하지만 동물이나 미생물과 같은 다른 생물군들도 빛에 대해 매우 민감하게 반응합니다. 어두워지면 집으로 돌아가려 하는 귀소 본능 역시 빛에 대한 적응 현상의 일종입니다.

식물은 빛을 이용해서 광합성을 하지만 무한정 많은 빛을 요구하지는 않습니다. 그래서 빛의 세기가 중요한 것입니다. 소나무와 같은 양지 식물은 비교적 강한 빛이 필요하지만 고사리와 같은 음지 식물은 그렇게 많은 빛을 필요로 하지 않습니다. 음지 식물은 양지 식물에 비해 보상점과 광포화점이 낮기 때문에 약한 빛에서 양지 식물보다 효율적으로 광합성을 할 수 있습니다. 보상점은 광합성량과 호흡량이 같아지는 빛의 세기이고, 광포화점은 광합성의 세기가 더 이상 증가하지 않을 때 빛의 세기입니다.

빛의 파장의 영향이 가장 잘 드러나는 예는 조류의 수적 분포입니다. 청색광처럼 파장이 짧은 빛은 바다 깊은 곳까지 들어갈 수 있기 때문에 청색광을 이용하는 홍조류는 바다의 가장 깊은 곳에서 서식할 수 있습니다. 반대로 가장 얕은 바다에 사는 녹조류는 파장이 긴 적색광을 흡수합니다. 이렇게 조류는 자신의 색깔과 보색 관계에 있는 색의 빛을 광합성에 이용합니다. 그리고 이런 현상을 보색 적응이라고 합니다.

일조 시간이란 태양빛이 비치는 시간을 말합니다. 생물의 많은 행동 양식이 일조 시간의 영향을 받습니다. 식물의 경우, 일조 시간은 개화 시기에 영향을 미칩니다. 시금치나 배추는 일조 시간이 길어야 꽃이 피는 장일 식물이며, 국화나 코스모스는 일조 시간이 짧아야 꽃이 피는 단일 식물입니다. 또 대부분의 조류는 봄에 알을 낳는데 이것은 성 호르몬의 분비가 일조 시간의 영향을 받기 때문입니다. 이렇게 일조 시간에 따라 생식 시기나 행동 방식이 달라지는 현상을 광주기성이라고 합니다. 이것은 곧 빛이 비치는 시간에 따라 주기적으로 행동 방식이 달라진다는 뜻입니다.

대부분의 식물은 자라면서 햇빛이 들어오는 쪽으로 굽어서 자라는 경향이 있습니다. 이런 현상을 굴광성이라고 합니다. 그렇다면 굴광성은 무엇 때문에 나타나는 걸까요? 그것은 바로 식물 생장 호르몬의 일종인 옥신 때문입니다. 옥신은 줄기 끝이나 뿌리 끝에서 만들어지며 빛의 반대 방향으로 이동하는 성질을 가지고 있습니다. 따라서 식물에 빛을 비추면 빛과 반대 방향으로 옥신이 이동하면서 빛이 비치지 않는 쪽의 생장을 촉진합니다. 그 결과 빛이 들어오는 쪽으로 줄기가 휘게 됩니다.