개체군과 군집(4-2)

◎ 개체군과 군집

▶ 개체군의 특징

► 개체군의 생장

개체군은 늘 일정한 상태를 유지하고 있지는 않습니다. 식물이나 동물의 생장과는 다른 개념이지만 개체군도 생장을 합니다. 이때 개체수가 증가하거나 생체량이 늘어나는 것을 생장이라고 표현합니다. 이론적으로는 개체수는 계속해서 기하급수적으로 증가해야 하지만 실제로는 그렇지 않습니다. 위의 그림에서처럼 S자형 곡선을 그리며 증가하게 되는데 이는 바로 개체군의 생장에 제한 요인이 있기 때문입니다. 초기에는 개체수가 매우 빠르게 증가하지만 시간이 지날수록 생활공간과 함께 먹이가 부족해지고, 대사 결과 생성된 노폐물들이 쌓여가면서 개체군이 더 이상 생장하지 못하게 되는 것입니다. 이렇게 개체군의 생장을 방해하는 환경적 요인들을 환경 저항이라고 합니다.

 

► 개체군의 생존 곡선

모든 생물들은 그 형태는 조금씩 다르지만 출생과 함께 사망을 하게 됩니다. 초기에 사망률이 높은 개체가 있는가 하면 사람처럼 후기에 사망률이 높은 개체가 있습니다.

위의 그림을 보면 굴형 곡선의 경우 연령이 적을 때 이미 사망하는 개체수가 많습니다. 다시 말하면 개체수가 초기에 급격히 감소합니다. 개체적으로 어류나 곤충은 알을 많이 낳지만 대다수의 알이 부화하지 못합니다. 따라서 이들은 굴형 생존 곡선을 그리게 되는 것입니다. 이와 반대로 사람형은 노년에 개체수가 감소합니다. 사람형에 속하는 생물들은 어미가 자식을 돌보는 습성을 가지고 있습니다. 따라서 초년기에는 부모들의 보호에 의해 사망률이 적지만 생리적으로 더 이상 생명을 유지할 수 없는 노년기에 이르게 되면 사망률이 증가합니다. 이들에 비해 히드라형은 꾸준히 개체수가 감소하는 형태입니다.

 

► 개체군의 연령 분포

사람을 예로 들면, 사람의 개체군은 갓난아기에서부터 노인에 이르기까지 다양한 연령이 함께 살아가고 있습니다. 이러한 연령 분포를 그림으로 나타내어 각 연령층에 속하는 개체수를 조사해 보면 발전형, 안정형, 쇠퇴형의 세 가지의 형태가 나타납니다. 발전형은 생식 전 연령층의 비율이 매우 높고 앞으로 개체군이 커질 가능성이 있다고 예측할 수 있는 경우입니다. 안정형은 생식 연령층과 생식 전 연령층의 비율이 거의 비슷하여 서서히 개체수가 증가하는 경우를 말합니다. 쇠퇴형은 생식 전 연령층의 비율이 낮아서 개체군의 크기가 점차 감소하게 됩니다. 개체군이 쇠퇴할 것으로 예측할 수 있습니다.

 

► 개체군의 주기적 변동

생태계를 조사해 보면 개체군의 크기가 일정한 주기를 가지고 변하는 것을 알 수 있습니다. 하나의 예로 식물성 플랑크톤인 돌말은 봄과 가을에는 개체군의 밀도가 크지만 여름과 겨울에는 밀도가 작아집니다. 이러한 변화는 바로 환경의 영향 때문입니다. 돌말의 경우 빛의 세기, 수온 등에 의해 개체군의 밀도가 변합니다.

이렇게 계절의 변화에 따라 개체군의 밀도가 변하는 것을 단기 변동이라고 합니다. 이에 반해 장기 변동은 시라소니와 눈신토끼의 관계처럼 포식자와 피식자 관계에서 나타납니다. 시라소니는 눈신 토끼를 잡아먹는 포식자입니다. 시라소니가 증가하면 눈신토끼의 개체수는 감소하고 먹이가 적어지면서 시라소니 역시 서서히 감소하게 됩니다. 결국 포식자가 줄어들면서 피식자인 눈신토끼는 다시 증가하기 시작합니다. 그리고 먹이가 많아지게 되면 포식자인 시라소니도 덩달아 증가합니다. 이렇게 약 10년을 주기로 눈신토끼와 시라소니의 개체수가 변하게 됩니다.

이렇게 주기적으로 변동하는 것 외에 환경 요소의 변화로 인해 특정한 개체군이 폭발적으로 증가하기도 하는데 이러한 현상을 대발생이라고 합니다. 적조 현상은 단세포 조류의 폭발적 증가에 의한 현상으로 대발생의 대표적인 예입니다.

 

▶ 개체군의 구조

사람들이 모인 곳에서 질서를 유지하기 위해 규칙을 만드는 것처럼 다른 생물들도 불필요한 경쟁을 피하기 위한 규칙을 가지고 있습니다. 순위제, 텃세, 리더제, 사회 생활 등이 일종의 규칙입니다. 개체군이 점점 커지면서 생활공간, 먹이, 배우자 등을 차지하기 위해 극심한 경쟁이 나타날 때 이런 규칙에 의해 문제들을 해결하게 됩니다.

동물 관련 프로그램을 보면 엄격한 순위제를 이루고 있는 일본원숭이들의 집단을 볼 수 있습니다. 이런 개체군에서는 먹이를 먹을 때에도 순위가 있습니다. 1순위인 원숭이가 손을 대지 않은 먹이에는 다른 원숭이들이 절대로 먼저 손대지 않습니다. 이렇게 힘이 센 순서대로 순위가 정해져 있으면 불필요한 경쟁을 줄일 수 있고, 개체군 내의 질서를 유지할 수 있습니다. 순위제는 일본 원숭이 외에 닭, 사슴 등의 개체군에서도 나타납니다.

자신들의 영역에 다른 개체군의 침입을 막는 것을 텃세라고 합니다. 만일 텃세가 없다면 개체군의 밀도가 매우 높아질 것입니다. 같은 환경을 좋아하는 개체군이 동일한 영역에서 생활하게 되기 때문입니다. 하지만 텃세가 있기 때문에 개체군들이 서로 격리되므로 개체군의 밀도를 줄일 수 있습니다. 이것은 대부분의 포유류에게서 나타나며, 조류의 경우 자신의 둥지에 대해 텃세권을 가집니다.

기러기나 코끼리 등과 같이 무리를 지어 주기적으로 이동하는 집단에서는 전체 개체군을 통솔하는 리더가 존재하며 다른 개체들은 리더에게 복종합니다. 이것을 리더제라고 합니다. 대체로 나이가 많거나 힘이 센 개체가 리더가 되며 나머지 개체들 사이에는 우열이 존재하지 않습니다. 순위제에는 모든 개체들 사이에 우열이 존재한다는 점에서 리더제와 차이가 있습니다.

사회생활을 하는 대표적인 동물은 개미와 꿀벌입니다. 이들은 여왕을 중심으로 각 개체들의 역할이 모두 분화되어 있습니다. 따라서 개체군이 매우 효율적으로 유지되지만 개체군의 한 부분이 무너지게 되면 전체 개체들의 생사가 불투명해진다는 단점이 있습니다.