생명과학1: 5-2단원 (개체군의 특성-개채군 밀도,개체군의 생장 곡선,개체군의 생존 곡선,개체군의 주기적 변동,개체군 내 상호작용)

1.개체군의 특성

 

1)개체군의 밀도

일정 기간 특정 공간에 서식하고 있는 개체들의 수를 개체군 밀도라고 한다.

개체군 밀도가 높아지면 개체 사이에 먹이나 서식지에 대한 종내 경쟁이 증가하여 개체가 생존하기 어렵고, 밀도가 너무 낮아져도 개체군이 유지되기 어려우므로, 개체군은 밀도를 일정하게 유지하는 것이 중요하다. 

개체군 밀도는 개체의 출생과 이입으로 증가하고, 환경 저항에 따른 사망과 이출로 감소한다.

환경 저항은서식 공간 부족, 먹이 부족, 질병, 환경 오염 등과 같이 개체군의 출생률을 낮추고 사망률을 높이는 요인이다.

개체군 밀도의 변화 요인

* 개체군 밀도
개체군을 이루는 개체 수(N)/개체군이 차지하고 있는 공간의 면적(S)
* 이임
다른 지역에 살고 있던 일부 개체가 이동하여 들어오는 것
*이출
개체군의 일부가 원래 개체군의 지역에서 다른 개체군이 서식하는 지역으로 옮겨 가는 것

 

 

2)개체군의 생장 곡선

시간에 따른 개체군 내의 개체 수 변화를 생장 곡선이라고 한다. 

만약 환경이 최적의 상태라면 제약 없는 생식 활동을 통해 개체군은 J자 생장 곡선을 보일 것이다. 

하지만 자연 상태에서는 환경 저항으로 인해 개체수가 계속 증가하지 못하고 일정한 수준을 유지하게 되는 S자 생장 곡선을 나타내는데, 이는 환경 수용력이 작용하였기 때문이다.         

개체군의 생장 곡선

 

 

3)개체군의 생존 곡선

같은 시기에 태어난 개체들이 시간이 지남에 따라 얼마나 살아남는지 그래프로 나타낸 것을 생존 곡선이라고 한다.

생존 곡선에는 어떤 유형이 있을까?

 

생존 곡선

(가) 사막의 작은 나무인 클레오메는 100개의 개체가 한 해에 100만 개 의 씨를 만들지만, 이 중 40그루만 살아남아 어린나무가 된다. 어 린나무가 되면 이후 사망률이 감소한다.
(나) 아프리카코끼리는 한 번에 1마리의 새끼를 낳는다. 새끼가 태어나 면 가족은 새끼를 보호한다. 코끼리의 수명은 보통 50~70년 정도 이며, 임신 기간은 약 20개월 정도이다.
(다) 노래지빠귀는 5~6개의 알을 낳으며, 새끼는 날기 시작한 후 일정 한 사망률을 나타낸다. 즉, 부모로부터 보호받는 어린 시기를 지나 날기 시작한 이후에는 전 연령대가 일정하게 위험에 노출되어 있 어 생존 개체들은 전 생애를 거쳐 일정한 비율로 죽는다.

개체군의 생존 곡선

생존 곡선은 개체군의 특성과 환경에 따라 다르게 나타난다.

I 형은 적은 수의 개체를 생산하지만 부모가 어린 개체를 보호하여 초기 사망률이 낮으며, 생존율이 높게 유지되다 후기에 사망률이 급격히 높아지는 유형이다. 

II형은 출생 이후 개체 수가 일정하게 줄어드는 유형이다. 

형은 많은 수의 자손을 낳지만 초기 사망률이 높아 성체로 생장하는 수가 적은 유형이다.

 

 

4)개체군의 주기적 변동

개체군의 크기와 밀도는 시간의 흐름에 따라 주기적인 변화를 나타내기도 한다.

예를 들어 돌말의 경우 서식지의 빛의 세기와 수온, 영양 염류 등 환경 요인이 계절마다 다른 특성을 나타내므로, 돌말 개체군 밀도도 계절에 따라 주기적 변동을 보인다. 

돌말의 개체 수는 영양 염류가 풍부하며 빛의 세기가 세지고 수온이 올라가는 봄에 급격하게 증가하다가 영양 염류의 양이 고갈되는 여름에 감소한다. 

가을에 영양 염류의 양이 증가하면 잠시 증가하다가 겨울이 되면 빛의 세기가 약해지고 수온이 내려가 다시 감소한다.
또한, 스라소니와 눈신토끼 개체군에서는 포식과 피식을 통해 개체군 변동이 장기간에 걸쳐 나타난다. 

다음 모의실험을 통해 이에 대하여 알아보자.

돌말 개체군의 계절에 따른 주기적 변동

영양 염류: 물속의 규소, 인, 질소와 같은 염류를 말한다.

 

5)개체군 내 상호작용

 

○ 리더제
개체군 내에서 한 개체가 지도자가 되어 무리 전체를 이끌며 먹이를 구하거나 위험에 대처하는 행동을 하도록 하는 것이며, 다른 개체들은 지도자의 명령에따라 각자의 역할을 수행하여 개체군을 안정적으로 유지하도록 한다. 

리더제는 코끼리나 기러기와 같이 주기적으로 이동하는 개체군이나, 늑대와 같이 무리를 지어 사냥하는 시기와 사냥감을 정하는 개체군 등에서 관찰된다.
ㅇ 텃세
개체가 생활 공간, 먹이, 배우자 독점 등을 위해 일정한 생활 공간을 차지하고 다른 개체의 침입을 막는 것이다. 텃세는 개체들이 자신의 영역을 점유하여 개체군의 밀도를 알맞게 조절하고, 생식을 위해 불필요한 싸움이 일어나지 않도록 한다. 

개체가 차지한 생활 공간을 덧세권 또는 세력권이라고 한다. 

텃세는 어류, 조류, 포유류 등의 개체군 내에서 다양하게 관찰된다.
순위제
개체군 내에서 서열을 결정하여 질서를 유지하는 것이다.

암탉들은 새로운 무리에서 서로 쪼아 가며 싸우지만, 순위가 정해지면 이에 따라 모이를 먹는다.
큰뿔양은 뿔의 크기에 따라 숫양의 순위를 결정하고 뿔의 크기가 비슷하면 싸움을 통해 순위를 나눈다. 

이를 통해 불필요한 경쟁을 피해 에너지의 낭비를 막는다.
○ 가족생활
혈연관계의 개체가 모여 무리를 이루는 것으로, 사자나 호랑이 등에서 관찰된다. 

1~2마리의 수사자는 다수의 암사자와 새끼를 함께 돌보며 무리 지어 생활한다. 

암사자들은 수사자와 함께 먹이를 사냥하며, 수사자는 다른 무리로부터 자신의 무리를 보호한다.
○ 사회생활
각 개체가 먹이 수집, 생식, 방어와 같은 역할을 분담하여 수행함으로써 전체 개체군이 조화를 이루도록 하는 것으로, 꿀벌이나 개미의 집단에서 이러한 모습을 볼 수 있다. 

꿀벌은 여왕벌을 중심으로 구성원의 역할이 분업화되어 있어 고도의 사회적 분업 구조를 이룬다.