8. 개체군의 특징

개체로서 여러분은 세상을 어떻게 인식하는가? 우리들은 대부분 한 친구, 근처의 단풍나무 한 그루, 들의 데이지 한 포기, 공원의 다람쥐 또는 뒤뜰에 둥지를 튼 파랑새 한 마리를 개체라고 생각한다. 각 생물을 더 큰 단위인 개체군의 일부라고 생각하는 경우는 드물다. 개체군이라는 용어는 여러 가지 다른 의미와 용도가 있기는 하지만, 생물학자와 생태학자에게는 특별한 정의가 있다. 개체군이란 일정한 지역에 살고 있는 같은 종에 속한 개체들의 무리이다. 이러한 정의에는 두 가지 중요한 특징이 있다. 첫째, 개체들은 같은 종이어야 하므로 정의 자체가 개체군 내 구성원 간의 상호교배가 가능하다는 것을 시사한다. 따라서 개체군은 유전적 단위이다. 이는 진화의 초점인 유전자 풀을 정의한다. 둘째, 예를 들어 5장에서 기술한 대 후니 메이저 섬에 서식하는 다윈의 땅인지 개체군처럼, 개체군이란 규정된 공간적 경계가 필요한 공간적 개념이다. 개체군은 개체들의 집합이기 때문에 독특한 특징들을 갖는다. 개체군은 밀도, 여러 나이 등급의 개체 비율 및 개체 간 간격 등의 특성과 관련된 구조를 가지고 있다. 기체 군은 또한 출생, 사망, 개체들의 이동에 기인하는, 시간에 따른 계속된 변화 양상인 동태를 보인다. 이 장에서는 개체군의 구조를 설명하는 데 이용되는 기본적인 특징을 조사하고, 또한 9장과 11장에 설명할 개체군 구조의 동태를 조사하기 위한 기초를 닦을 것이다. 8.1 개체들은 단일체이거나 모둠 체이다. 개체군은 개체들의 무리라고 간주한다. 그렇다면 개체는 무엇인가? 개체를 정의하기는 어렵지 않다 사람들도 개체들이고, 개, 고양이, 거미, 곤충, 어류 등 동물계의 대부분도 개체들이다. 사람을 개체라고 정의하는 것은 우리의 단일체 특징이다. 단일체 생물의 형태, 발육, 생장, 수명은 임신 때부터 예측할 수 있고 확정적이다. 유성생식으로 형성된 접합자는 생장하여 유전적으로 유일무이한 생물이 된다. 개체를 인식하는 데 의심의 여지가 없다. 그러나 생물이 단일체가 아니라 모둠 체이면 개체에 대한 이러한 단순한 견해는 옳지 않다. 모둠에 생물에서, 접합자는 하나의 구성단위를 형성하게 이 모듈은 추가로 유사한 모듈들을 만들어낸다. 대부분의 식물은 가지를 뻗어 구성단위를 반복하여 성장한다는 점에서 모둠 체이다. 지상부 구조의 기본 단위는 잎으로 잎겨드랑이에는 곁눈과 관련 줄기의 절간이 있다. 눈이 발달하고 자라서 잎을 더 만들어 내는데, 각 잎의 약액에 눈이 있다. 식물은 이러한 구성단위가 쌓여서 성장한다. 뿌리고의 성장도 또한 모둠으로 가지를 뻗고 지상부 모듈과 지하부 모듈의 연속적인 연결을 통하여 성장한다. 그러나 식물들은 모둠 체적 성장으로 생육형이 다양하며, 일부 식물은 자신의 구성단위를 수직적일 뿐 아니라 옆으로도 뻗어간다. 예를 들면 일부 종들은 기질의 표면 위로 자라는 기는줄기나 기질 표면 아래로 자라는 땅속줄기라는 특수화된 줄기를 형성한다. 이러한 식물들은 이렇게 옆으로 자라는 기는줄기나 땅속줄기로부터 새로운 수직의 줄기와 관련된 뿌리 계를 형성할 수 있다. 유사하게 일부 식물들은 토양 표면의 뿌리에서 뿌리 순이라고 불리는 새로운 줄기를 낸다. 이렇게 옆으로 자라는 유형에서 이 새로운 모듈들은 상당한 면적을 차지하고 개체들처럼 보이기도 한다. 유성생식으로 형성되고 따라서 한 접합자에서 생긴 나무 또는 식물은 유전적 개체, 즉 시넷이다. 시넷에서 무성적으로 생산된 모듈들은 서밋이다. 이러한 서밋들은 유전적으로 똑같은 구성단위인데, 총체적으로 '클론이군'이라 불린다. 러밋들은 물리적으로 연결되어 있거나 분리될 수 있다. 모듈 간의 연결이 죽거나 부패해 없어지면, 원래 접합자로부터 만들어져 나온 서밋 개체는 생리적으로 독립적 단위가 될 수 있다. 이러한 서밋은 종자를 만들거나 자기 곁가지 또는 서밋을 만들 수 있다. 독립적으로 살건 또는 원 개체에 물리적으로 연결되어 있건, 모든 러밋은 유성생식의 원 산물과 똑같은 유전적 구성을 갖는다. 따라서 러밋을 생산함으로써 시넷은 상당히 넓은 면적을 차지하고 그 수명을 상당히 연장할 수 있다. 일부 모듈은 죽고, 나머지는 살고, 새로운 모듈이 생긴다. 식물은 모둠체 생물 중 가장 현저한 무리이다. 모둠체 생물에는 많은 원생생물과 균류뿐 아니라 산호, 해면동물, 이끼벌레 등이 있다. 기술적으로, 모둠체 생물의 개체군을 연구하기 위해서는 모듈과 개체라는 개체군 구조의 두 수준을 인지해야 한다. 그것은 모둠체 생물들의 개체군 구조를 규명하는 데 특별한 문제를 제시한다. 러밋은 실제로 종종 개체군의 개체 구성원으로 계수되고 또한 그렇게 작용한다. 그러나 현대 유전학 기술로 생태학자들이 서밋과 시넷의 의미로 이러한 개체군 구조를 밝혀내어 유전적 다양성 양식을 계산할 수 있도록 하였다. 8.2 개체군의 분포가 개체군의 공간적 위치를 결정한다. 개체군의 분포는 개체군이 존재하는 지역, 즉 개체군의 공간적 위치를 나타낸다. 분포는 개체들의 존재 또는 부재에 달려있다. 개체군의 분포는 여러 가지 요인들에 의해 영향받는다. 우리는 7장에서 서식지의 개념을 도입하였다. 각 종은 그 종들이 살아남고, 자라고, 생식할 수 있는 다양한 범위의 무생물 환경과 자원 조건이 있다. 개체군의 분포에 영향을 미치는 1차 요인은 적당한 환경과 자원 조건, 즉 서식지 적절성이다. 예를 들어, 적 단풍은 북미 동부의 활엽수 중 가장 널리 퍼져 있다. 지리적 범위의 북쪽 한계는 캐나다 남동부의 겨울철 지역과 일치한다. 그 남쪽 한계는 플로리다 남부와 멕시코만이다. 서쪽으로의 분포는 건조한 조건에 의해 저지된다. 이 지리적 범위 내에서, 적단풍은 수목이 우거진 스와프에서 건조한 산등성이에 이르는, 다양한 토양 유형, 토양 수분, 산성도, 고도에서 자란다. 따라서 적단풍은 온도와 그 밖의 환경요인에 대한 내성이 매우 크다. 또한 이렇게 내성이 크므로 지리적으로 널리 분포한다. 적 단풍처럼 지리적으로 널리 분포하는 종을 편재한다고 한다. 대조적으로 특정한 지역이나 서식지에만 분포하는 종을 고유종이라 한다. 많은 고유종은 서식지 조건이 특별하다. 예를 들면, 척박한 이판암 토양에 서식하는 이판암 불모지 달맞이꽃은 바늘꽃과의 식물이다. 이 종은 이르게니 산맥의 남사면과 남서사면의 노두에 형성되는 특별한 유형의 이판암에서 만들어내는 뜨거운 이판암불모지 환경에 적응해 있는데, 대부분의 이 식물군은 펜실베이니아주 남부, 웨스트버지니아주, 버지니아 남부의 이판암 불모지가 형성되는 곳에서만 발견되기 때문에 멸종위기종이나 위험에 처하면 종으로 기록된다. 적 단풍의 지리적 분포는 지리적 장벽이라는 개체군 분포의 또 다른 주요 요인을 보여준다. 이 수종은 플로리다 남자 주인공의 많은 섬을 차지하나, 지리적 분포의 남쪽과 동쪽의 경계는 멕시코만과 대서양의 해안선과 일치한다. 다른 지리적 지역에서도 정착과 생장에 적절한 환경조건이 있지만, 적단풍은 그 지역에서 정착할 수 있는 능력이 제한되어 있다. 산맥이나 넓고 부적절한 광역의 서식지와 같은 분산에 대한 그 밖의 장벽도 종의 확산과 따라서 지리적 분포를 제한할 수 있다. 4부에서는 개체군의 분포를 제한할 수 있는 또 하나의 요인인 포식 같은 다른 종과의 상호작용을 다룰 것이다. 한 개체군의 지리적 범위 내에서, 개체들이 전 지역에 고르게 분포하지는 않는다. 개체들은 자신들의 요구가 충족되는 지역만 차지한다. 한 생물은 다양한 환경요인들에 반응하며, 이들 요인이 모두 내성범위 내에 있을 때만 그 지역에 서식한다. 그 결과 여러 공간적 규모에서 한 개체군의 분포를 설명할 수 있다. 예를 들어, 네 삭 차이끼리의 분포는 전 지구적 규모의 지리적 분포로부터 죽은 소나무 그루터기에 있는 이끼 한 덩어리 내 개체들 위치에 이르기까지 많은 다른 공간 규모에서 기술되었다. 이 이끼종은 온도, 습도, pH가 적당한 곳에서만 자랄 수 있고, 다른 공간 규모에서는 다른 요인들이 제한 작용을 한다. 대륙 규모에서 기후의 적합성이 제한요인이다. 특정한 지역에서는, 소나무가 많은 하천 둑을 따라 발생하는 미기후로 이끼의 분포가 제한된다. 한 특정한 장소에서는 충분히 낮은 소나무 그루터기들을 차지한다.