먹이 연쇄

먹이 연쇄

 

식물군집(plant community)의 순생산성에서 어떤 일이 일어날 수 있는가? 어떤 식물은 초식동물의 먹이가 된다. 예컨대 사슴, 소 같은 짐승뿐 아니라 곤충과 같은 작은 초식동물(herbivore)들도 포함된다. 또 다른 일부는 부패생물(organism of decay)로 주로 균류나 박테리아에 의해 소모된다. 어떤 식물군집에서는 이의 일부가 저장도 된다. 예를 들면 늪지대의 많은 나무 부스러기들은 썩지 않고 이탄으로 저장된다. 이와 같은 것이 쌓여 오랜 시간이 지나면 석탄이 된다. 잘 발달하고 있는 산림의 유기물 총량은 다년생 목본식물이 자라는 것처럼 해마다 증가하고 이것 역시 저장된다. 그러나 산림이 성숙해지면 죽거나 부패로 유기물이 손실되고 초식동물에 먹혀 그 손실되는 양은 총생산량과 거의 같아진다. 이 시점에 이르면 연간 생체량의 중가는 없고 순생산성은 영이 된다. 생체량(biomass) 또는 현존량(standing crop)이란 용어는 생태계에 존재하는 총유기물의 양을 설명하는데 사용된다.

어떤 식물군집의 현존량 일부가 초식동물에 먹히면 그 에너지는 이에 의존해 사는 종속영양생물(heterotroph)로 옮겨가는 것이다. 예를 들면 메뚜기는 그들이 먹는 식물에 저장된 에너지에 의해 모든 활동을 하며 살아간다. 교대로 이번엔 이런 초식동물이 육식동물(carnivore)의 먹이가 된다. 메뚜기가 개구리에게 잡아먹히는 것이다. 생물에서 생물로의 에너지 전환과정은 계속되는데 개구리는 뱀에게 잡아먹히고 뱀은 매에게 잡아먹히게 된다.

이와 같은 먹이의 경로를 먹이 연쇄 또는 먹이사슬(food chain)이라 한다. 모든 먹이연쇄는 녹색식물과 같은 광합성 생물인 독립영양생물(autotroph)로부터 시작된다. 이런 생물을 생산자(producer)라 하는데 이는 무기물질로부터 먹이인 유기물질을 만들어내기 때문이다. 소나 메뚜기와 같이 주로 식물을 먹고 사는 초식동물을 1차소비자(primary consumer)라 한다. 개구리와 같이 초식동물을 먹는 육식동물을 2차소비자(secondary consumer)라고 하고 2차소비자를 먹는 뱀과 같은 육식동물을 3차소비자(tertiary consumer)라고 한다. 먹이연쇄에서 소비의 각 단 영양단계(trophic level)라 한다.

 

자연 군집에서 무엇이 무엇을 먹는가를 알아보면 다양한 먹이 연쇄가 서로 연결되어 있음을 알 수 있다. 대부분 동물들은 다양한 먹이를 먹고 그들은 그들을 먹이로 삼는 다양한 다른 생물의 먹이가 되고 있다. 그래서 생산순생산성으로 존재했던 에너지는 상당히 복잡한 먹이그물 또는 먹이망(food web)으로 흘러들어가는 것이다. 먹이연쇄의 각 소비 단계에서 각 단계의 순생산성의 일부는 다음 단계에서 소비되지 않고 생물이 죽은 후 부패 미생물에 의해 분해된다. 이들은 토양이나 그 외에도 유기물질이 존재하는 곳은 어디에나 존재하는 미세곤충이나 균류 또는 박테리아 등이다. 이들은 유기물 속에 존재하는 에너지를 추출하고 이의 분해산물인 무기물(예, CO2, NH3)을 주위에 방출한다.

우리는 생물권을 통한 에너지 흐름은 한 방향으로만 흐른다는 것을 알 수 있다. 태양에서 생산자로, 그 다음 소비자로, 마지막은 부패생물로 이어지는 것이다. 그러나 생물체를 이루며 태양에너지를 저장한 그 물질들은 생태계가 계속 작동되는 한 재순환되고 있는 것이다. 이는 각 영양단계에서 생성되는 유기물질의 사체에 작용하는 부패생물의 활성에 의해 대부분 이러한 재순환이 이루어지고 있다. 30장에서 부패생물이 물질 재순환에 작용하는 그 특별한 역할을 다루게 될 것이다.