자연계에서 많은 식물들이 건실하게 존재할 수 있는 것은 뚜렷한 ‘떡갈나무 씨 뿌리기’ 현상 때문으로 풀이된다. ‘떡갈나무 씨 뿌리기’ 현상은 식물종자를 먹고 사는 동물(종자 포식자와 종자 확산자 포함)과 식물종군 자체에 중요한 생태와 진화 영향을 미친다.
현재 식물 ‘떡갈나무 씨 뿌리기’ 현상에 대한 여러 가지 가설이 나오고 있다. 이 중 포식자 포화(飽和) 가설(predator satiation hypothesis)이 설득력을 얻고 있다. 포식자 포화 가설은 열매가 흉년일 경우, 종자 포식자의 먹거리 부족하기 때문에 종군 번식에 불리해짐으로 그 종군 수량은 비교적 낮은 수준으로 떨어지며 이는 종자 포식자의 개체군이 적어져 그 다음 해에는 결실 소모량이 종자 생산량에 못미쳐 부분적인 종자들이 살아 남아 식물군의 갱신을 촉진하게 되는 것을 말한다.
포식자 포화 가설은 대부분 자체적 전문 먹이 습성을 가진 곤충이나 포식자를 근거로 입증되고 있다. 그러나 광범위한 먹이 습성이 가지고 있는 포식자(쥐류)들로부터 입증된 것은 매우 적다.
‘떡갈나무 씨 뿌리기’ 현상은 많은 견과류(Nuts) 식물(예를 들면, 참나무속) 중에 보편적으로 존재한다. 그러나 이런 견과류 식물은 주요하게 종자를 먹이 사슬로 하는 쥐나 새들이 분산 저장 방식을 통해 종자를 전파하고 있다. 때문에 분산 저장 동물은 종자 포식자이자 종자 확산자이기도 하다.
이에 따라 일부 학자들은 포식자 확산 가설(predator dispersal hypothesis)을 내놓고 있다. 이 가설은 ‘떡갈나무 씨 뿌리기’를 통해 동물에 의해 종자 확산이 이뤄진다고 주장한다. 뿐만 아니라 종자 확산율이 풍년일 경우 흉년보다 높으며 종자 확산 거리도 풍년일 경우 흉년보다 멀다고 주장한다. 그러나 이를 뒷받침할 증거는 많지 못하다.
현재 동물이 종자 운명에 미치는 영향을 지속적으로 추적하기에는 어려움이 있다. 기존의 종자 운명의 데이터는 대부분 1~3년에 그치고 있으며 또 종자 산량과 동물 개체수를 동시에 제공해 연구하는 사례는 극히 드물다. 이는 위에서 말한 2가지 가설을 입증하는데 증가가 부족한 중요한 요인이 되고 있다.
현실에서는 포식자 포화 효과나 종자 운명에 미치는 핵심 요인은 종자 산량 다소(多少)에 관련이 있을 뿐만 아니라 동물군 개체수에 밀접한 관계가 있다. 이에 따라 중국과학원 동물연구소 쇼즈수(消治術) 부연구원 연구진은 중국 쓰촨성(四川省)에 자리잡은 산림을 선택해 8년 동안 이곳은 동백나무 종자 산량, 쥐류 밀도와 종자 운명 등을 조사했다. 이 조사 데이터를 기반으로 연구진은 위의 2가지 가설에 대한 논증 분석을 추진했다.
연구진은 연구 분석을 통해 종자 산량과 포식자 밀도(에너지 대사 기반)에 의해 종자와 쥐류의 상대 풍부성이 결정된다는 결과를 최초로 내놓았다. 이와 함께 종자 생존과 종자 확산 간의 균형도 종자와 동물이 상대 풍성에 의해 결정된다는 것을 발견했다.
연구진은 조사를 통해 종자 흉년에는 더 많은 종자가 쥐류 동물에 의해 저장되면 확산 거리도 더 멀며, 이로 인해 더 많은 종자가 싹트고 유묘로 자란다는 것을 발견했다. 그러나 종자 산량이나 종자가 상대적으로 많을 경우 종자 수송 속도가 느려지며 종자 저장 비례도 떨어진다는 것을 발견했다. 이로 인해 종자 확산 거리도 가까워지며 2차 저장 비례도 떨어져 더 많은 종자가 원지역에 남아 있지만 종자 생존율이 비교적 낮아진다는 것을 발견했다. 이 연구 결과는 포식자 포화 가설을 뒷받침해주지만 풍년 해가 흉년 해보다 종자 확산이 더 유리하다는 가설을 부정했다.
한편 연구진의 연구 성과는 미생물국제학술저널인 ‘Journal of Ecology’에 온라인으로 발표되었으며 편집 전문가들의 높은 평가를 받았다. 이 연구 결과는 식물 결실 전략 및 종자 생존과 종자 확산 전략에 큰 기여를 할 것으로 기대된다. 이 연구 성과는 중국 국가 자연과학기금과 중국 과학원 지식혁신 프로젝트 등의 자금지원을 받아 수행되었다.
논문 정보: Xiao Z-S, Zhang Z-B, Krebs CJ. 2013. Long-term seed survival and dispersal dynamics in a rodent-dispersed tree: Testing the predator satiation hypothesis and the predator dispersal hypothesis. Journal of Ecology, doi: 10.1111/1365-2745.12113.
그림: 중국과학원 동물연구소가 발견한 종자와 동물의 상대 풍부성이 산림 종자 생존과 확산에 미치는 영향
키워드 : 종자 식물, 동물, 떡갈나무 씨 뿌리기,
출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
원문:
http://www.cas.ac.cn/ky/kyjz/201307/t20130701_3889143.shtml 제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2014.02.19 16:56
<저작권자 © 자닮, 무단 전재 및 재배포 금지>
#kisti
