핵심종 - 종간 관계에서 얻는 교훈, Keystone Species – A Lesson in Species Relationships

[DH-OCEAN]

Keystone Species – A Lesson in Species Relationships

핵심종 - 종간 관계에서 얻는 교훈

Text by David Behrens / Photos by Kevin Lee

글 데이비드 베렌스 / 사진 케빈 리 / 번역 편집부

당신은 석조 건축물의 아치 꼭대기에 박혀 있는 각진 벽돌, 즉 아치 구조물 전체가 무너지지 않도록 하는 벽돌을 본 적이 있는가? 이러한 벽돌을 쐐기돌(또는 이맛돌, keystone)이라고 한다. 그건 말 그대로 아치 벽을 유지하는 데 ‘핵심’인 돌이다. 대부분의 생물 군 집들은 이와 비슷한 메커니즘에 의해 유지되는데, 이 경우에는 핵심종1)(keystone species)이라고 하는 식 물 또는 동물 종이다.

핵심종은 한 생태계가 기능하는 방식에 독특하고도 중 요한 역할을 한다. 그들이 없다면 생태계는 급격히 변화 할 것이다. 생태계에서 모든 동물은 다 중요하지만, 핵 심종은 생태계의 핵심 역할을 하기 때문에 특히 중요하 다. 핵심종은 그 개체수와 상관없이 생태계에 영향을 미 친다. 다시 말해 아주 적은 수의 개체들이 개체수가 현 저히 많은 종들로 이루어진 군집 전체에 영향을 끼칠 수 있다. 핵심종은 생태계의 기타 많은 생물들에게 영향을 미쳐 생태계 내에서 생물들의 구조 및 개체수를 좌우한 다. 복잡하게 들리지만, 단순하다. 이번 호에서는 이러 한 해양 동물의 여러 사례를 살펴본다. 핵심종이란 개념은 과학 문헌에서 옹호자와 비판자 사 이에 열띤 논의를 일으켜 온 주제다. 가장 소리 높여 비 판하는 자들은 이 모델이 생물들의 관계를 지나치게 단 순화한다고 비난한다. 그렇게 생각할 수도 있으나, 핵 심종이라는 모델은 옳다

핵심종 개념은 1969년 워싱턴대학의 로버트 페인 (Robert Paine) 교수에 의해 도입됐다. 페인은 조간대 (潮間帶, intertidal zone)2) 불가사리인 오커 불가사 리(Pisaster ochraceus)와 흔한 홍합인 캘리포니아 홍합 (Mytilus californianus) 간의 관계에 관한 자신의 관찰과 실험을 설명하기 위해 이 개념을 개발했다.

페인은 조간대에서 많은 실험을 실시하였고 오커 불가사리 가 인위적으로 제거된 후 생태계의 종 구조에 많은 변화가 온다는 사실에 주목했다. 남은 종들은 즉시 제한된 공간 및 자원을 두고 서로 경쟁하기 시작했다. 불가사리가 제거 된 지 불과 몇 달 안에 따개비가 불가사리를 대신해, 그의 연구 영역 내에서 가용한 공간의 60∼80%를 차지했다. 그 후 따개비는 캘리포니아 홍합으로 대체됐다. 이러한 종들 의 전환은 계속되었고 점점 더 적은 종들이 그 영역을 차지 하며 홍합이 지배할 때까지 지속됐다. 불가사리 제거 1년 안에 연구 영역에서 종 다양성은 15개에서 8개 종으로 현 저히 감소했다. 페인의 연구 영역에서 오커 불가사리는 단 연코 ‘아치형 입구’란 생태계를 유지하는 ‘쐐기돌’이었다. 일부 핵심종들은 그들의 먹이 조절 시에 하는 역할 때문에 흔히 최상위 포식자다. 이들 중 하나가 북미의 태평양 해안 을 따라 남쪽에 서식하는 해달(sea otter)이다. 해달은 대 형 갈조류인 켈프(kelp)를 먹는 성게 및 기타 초식동물들 을 먹이로 해서 켈프 군락을 보호한다. 해달의 개체수가감소되면 성게의 개체수는 증가한다.

성게는 결국 연안 켈프 군 락지 전체를 급속히 먹어치울 수 있다. 대규모 켈프 군락은 기 타 많은 종들에게 중요한 서식처가 된다. 그 다음에 일어나는 일은 도미노 게임과 같아 종들이 잇따라 사라진다. 해달은 성게 의 개체수를 억제하며, 이에 따라 켈프 군락은 기타 다양한 종 들에게 적절한 서식처로 남게 된다. 그 결과 이 핵심종은 생태 계 전체의 균형을 유지한다. 해달의 위에 위치하는 핵심종은 최상위 포식자인 범고래(Orca) 다. 북미의 태평양 해안을 따른 해달의 사냥은 1800년대 말에 중단되었으므로, 범고래가 유일의 포식자로서 해달의 개체수를 조절한다. 범고래가 없다면 해달의 개체수는 증가하여 먹이 공 급원을 초과할 수도 있어, 더더욱 켈프 군락지의 먹이 피라미드 에 영향을 미칠 것이다.

산호초는 열대 바다에서 가장 중요한 핵 심종의 하나다. 켈프 군락지처럼 산호도 수천 종의 해양생물에게 소중한 서식처 를 제공할 뿐만 아니라 광합성이란 과정 을 통해 이산화탄소를 소비하여 이 유해 화학물질을 생명을 지탱하는 산소로 대 체하고 아울러 바닷물의 산도를 안전한 수준으로 유지한다.

산호초에는 기타 수많은 사례의 핵심종들이 있다. 상어는 산호초에 서 그들의 먹이를 하향식으로 조절하는 핵심종일 수도 있다. 상어의 개체수가 감소하면 육식 어류의 개체수가 증가한다. 그러면 이는 비 늘돔(parrotfish)과 같은 초식 어류의 개체수를 감소시키는 영향을 미치며, 이는 다시 조류(algae)의 증가를 초래하는 도미노 현상을 일으키고 그러면 조류는 산호보다 번성에 유리한 입지에 선다. 상어 한 마리의 소실은 산호의 건강과 개체수에 상당한 영향을 야기할 수 있다. 비늘돔은 산호초 어류의 많은 종들 중 하나로 연안 산호초를 갉아 먹어 청소하는 일을 정기적으로 수행한다. 이에 따라 비늘돔은 특히 소중한 종, 실은 핵심종이 된다. 대체 불가능한 그런 종을 잃는다는 것은 인간 공동체가 자신의 유일한 의사, 식료품점 또는 주유소를 잃는 것처럼 산호초 시스템 전체에 재앙일 수 있다.

카리브 해에서 주요 핵심종인 긴 가시 성게(Longspined Sea Urchin, Diadema)의 소실은 그 산호초 그리고 경제적으로 중요한상업용 종들을 비롯해 산호초가 지지하는 해양 생태계들의 현 저한 감소를 초래했다. 이 성게는 조류를 뜯어먹어 산호초에 서 조류의 개체수를 조절하는 데 중요하다. 이 성게는 거의 완 전히 몰살된 상태다. 이러한 서식처 와해로 인해 생물학자들은 카리브 해에서 어류 개체수의 감소가 진행되는 현상을 관찰하 고 있다.

일부 사람들이 핵심종으로 평가하는 또 하나의 종은 남태평양 과 그레이트 배리어 리프3)(Great Barrier Reef)에 서식하는 나팔소라(Giant Triton, Charonia tritonis)다. 이 종의 남획 은 먹이 사슬을 와해시켜 산호를 먹는 악마 불가사리(Crownof-Thorns, Acanthaster planci)의 개체수를 증가시켰다. 이 러한 상황은 살아 있는 산호의 파괴에 지대한 영향을 미쳤다.

성체 나팔소라는 기타 연체동물 및 불가사리 종들에게 활동적인 포식자 다. 악마 불가사리는 기타 천연 포식자들이 거의 없고 상당한 영역의 산 호초를 파괴해 탄산칼슘 산호 뼈대만 남게 할 수 있다. 이러한 점에서 나팔소라는 핵심종의 역할을 수행하는 것이 분명하다

한 핵심종이 자신의 생태계에서 하는 역할은 쐐기돌이 아치형 입구에서 하는 역할과 유사하다. 쐐기돌 자체는 아치를 이루는 나머지 어느 돌들 보다 덜 압력을 받지만, 쐐기돌이 없으면 아치는 무너질 것이다. 이와 비슷한 시나리오를 이상에서 살펴본 핵심종들에서 보게 된다. 그들을 제거하면 생태계는 무너진다.

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출처

http://www.sdm.kr/bbs/board.php?bo_table=magazine_view&page=3&page=1