26. 생물다양성의 대규모 양상

지구의 생태계는 놀랍도록 다양한 종들을 부양한다. 과학자들은 약 170만 종을 동정하고 명명해 왔으며, 이 작업은 끝나지 않았다. 학자들은 끊임없이 새로운 종을 찾아내며 지구에 서식하는 종의 정확한 수를 파악하는 작업을 계속하고 있다. 하버드대학교의 생물학자 윌슨 같은 일부 학자들은 실제 종 수가 1,000만 종에 가까울 것으로 믿고 있다. 실제 존재하는 종이 170만 종이든, 1,000만 종이든 상관없이, 지구의 생물다양성은 불변이 아니다. 진화적 시간에 걸쳐 존재하던 종들이 쇠퇴하여 절멸하는 동안 새로운 종들이 나타났다. 지구의 다양성은 부단한 변화의 역사이다. 생물다양성도 지구 표면 어디서나 동일하지는 않다. 다양성의 독특한 지리적 양상은 다양한 군집을 부양하는 국지 환경의 능력뿐만 아니라 종다양도의 진화에 영향을 주어 온 환경 조건들과도 관련이 있다. 이 장에서는 지구 생물다양성의 이러한 지역적, 지구적 양상을 시간과 공간의 관점에서 살펴보도록 한다. 26.1 지구의 생물다양성은 지질학적 시간에 걸쳐 변화해 왔다 18장에서 생태계 천이의 시간 척도에서 종다양도의 시간적 동태를 살펴보았다. 그 사례들에서, 다양성의 국지적 양상의 시간적 변화는 시간에 따른 환경 조건들의 변화에 대응한 종의 국지적 분포와 풍부도의 변화를 반영한다. 더 장기적인 시간 척도에서, 다 양도의 시간적 양상은 종의 지리적 분포가 지역적, 지구적 기후변화에 반응하기 때문에, 종의 이입과 이출에 영향받는다. 그러나 지질학적 시간 동안, 주로 종 분화와 지구적 절멸의 결과 때문에 지구적 다양성 양상은 장기간에 걸쳐 극적인 진화적 변화를 겪었다. 지난 6억 년 동안, 다양한 유형의 생물들의 수가 증가해 왔다. 화석기록 자료가 존재하는 대부분의 생물 무리에서, 분류군이 화석기록에 처음 나타난 이후 종의 수는 거의 계속해서 증가했다. 지질학적 시간 동안 화석화된 무척추동물의 종풍부도 추정치를 보여준다. 이 분류군의 종풍부도는 데본기 후기와 페름기에 약간 감소했을 뿐 지난 6억 년에 걸쳐 증가해왔다. 육상 관속 실물 다양성의 진화는 특히 흥미로운 양상을 보여준다. 4억 년 이상 전에 이들 식물이 출현한 이후, 종 수는 거의 계속 증가했지만, 육지 식물상을 우점하는 무리는 시간에 걸쳐 놀랍게 변화했다. 뿌리와 잎이 없는 초기 관속식물은 데본기 말에 절멸했으며, 석탄기에 번성한 양치식물로 대체되었다. 양치식물은 이어 트라이아스기 초기에 이르러 풍부도가 감소했다. 이 식물 무리의 쇠퇴는 겉씨식물의 다양화와 일치했으며, 다시 속씨식물이 번성하면서 지난 1억 년에 걸쳐 겉씨식물의 풍부도와 다양성이 낮아졌다. 26.2 과거의 절멸은 시간상으로 집중되었다 비록 지구 생물다양성의 역사란 종풍부도가 증가하는 과정이었지만, 감소의 시기도 경험해 왔다. 지질학적 시간에 걸친 다양성의 일반적인 증가 양상은 또한 지구 역사에 걸쳐 균일하게 발생하지 않았던 절멸과 동반되었다. 대부분의 절멸은 지질학적으로 짧은 기간에 집중되어 있다. 한 대절멸은 약 2억 2,500만 년 전 페름기 말에 발생했으며, 이때 얕은 바다에서 서식하는 무척추동물의 90%가 사라졌다. 또 다른 대규모 절멸은 1억 2,500만 년 전부터 6,500만 년 전에 이르는 백악기 말에 발생했고 이때 공룡이 사라졌다. 이때의 멸종은 소행성이 지구에 충돌하면서, 해양 순환을 방해하고, 기후를 변화시키며, 화산 폭발과 조산 활동을 유발함으로써 발생했다고 믿어진다. 포유류에게 일어난 대규모 절멸의 하나는 털매머드, 큰불 사슴, 마스토돈, 큰 나무늘보, 검치호랑이 같은 종들이 지구에서 사라진 홍적세에 발생했다. 일부 과학자들은 빙하의 전진과 후퇴에 따른 기후변화가 절멸의 원인이 되었다고 제안한다. 또 다른 과학자들은 약 11,550년에서, 10,000년 전 인간이 북미와 남미를 휩쓸었으므로 홍적세 사냥꾼들이 대형 포유류를 과도하게 포획했기 때문이라고 주장한다. 아마 대형 초식동물은 사람과 대형 육식동물로부터 동시에 가해지는 포식 앞에 견딜 수 없었을 것이다. 현대 절멸의 대부분은 1600년대부터 발생해 왔다. 이 절멸의 75% 이상은 주로 인간에 의한 서식지 파괴와 부차적으로 포식자와 기생충의 유입 및 과도한 사냥과 어획을 통해 유발되었다. 26.3 종다양도의 지역적, 지구적 양상은 지리적으로 차이가 있다 지금까지 동정 된 170만 종은 지구 표면에 고르게 분포되어 있지 않으며, 종풍부도의 뚜렷한 지리적 양상이 존재한다. 일반적으로 육상 생물종의 수는 적도에서 극지방으로 올라갈수록 감소한다. 세 지도는 각각 관속식물, 포유류, 조류의 종풍부도에서 나타나는 뚜렷한 지리적 양상을 보여준다. 열대지방에서 극지방으로 이동할수록 종풍부도가 전반적으로 감소하는 것에 주목하라. 종풍부도를 위도의 함수로 표현하면 이 양상은 더욱 뚜렷해진다. 열대지방에서 극지방으로 갈수록 종다양도가 감소하는 일반적 양상은 수생환경의 다양한 분류군에서도 나타난다. 관찰된 종풍부도 위도 기울기의 일반적 특성에도 불구하고, 실제 근본적인 양상은 훨씬 더 복잡할 때도 있고, 종종 지형이나 기후와 관련된 다른 변수에 의해 지장을 받기도 한다. 예를 들어, 지구적 규모에서 관속식물의 종풍부도는 위도에 따른 뚜렷한 양상이 있지만 자료를 서로 다른 대륙과 관련하여 경도의 띠들로 바라본다면, 일반적 경향으로부터의 상당한 일탈이 많이 발견된다. 예를 들어, 유럽과 아프리카 대륙을 포함하는 경도 띠에서 2개의 위도 위에 다양도 정점이 나타나는데, 하나는 적도 지역과 연관되고 또 하나는 종 다양성과 고유성이 높은 지역인 지중해의 중위도 지역에 나타난다. 그리고 북아프리카와 남아프리카의 아열대 사막 지역에서 낮은 다양이 나타난다. 일반적인 종풍부도의 위도 기울기로부터의 일탈은 특정한 분류군, 특히 특정한 환경이나 자원과 연관된 분류군에서도 관찰된다. 예를 들어, 신세계의 관속식물 종풍부도의 위도 양상은 적도 지역에서는 일반적인 정점 양상을 보이지만, 선인장과 식물종들의 종풍부도는 적도 지역에서 낮고, 고기압과 낮은 강수가 항구적인 지역 조항 사막 지역인 중위도 지대에서 최댓값에 도달한다.