먹이 그물 속 에너지는 왜 줄어들까

지난 글에서는 같은 장소에 사는 생물들을 개체군과 군집으로 나누어 살펴보았습니다. 이번에는 그 군집 안에서 생물들이 서로 먹고 먹히며 에너지를 주고받는 모습, 즉 먹이 그물을 따라갑니다.

풀잎 한 장이 품고 있는 에너지는 메뚜기에게 전달되고, 메뚜기의 에너지는 개구리에게, 개구리의 에너지는 뱀에게 이어집니다. 그런데 한 가지 흥미로운 사실이 있습니다. 위로 올라갈수록 에너지가 줄어든다는 것입니다. 왜 그럴까요? 이번 글에서 함께 살펴봅니다.

먹이 관계는 한 줄 사슬보다 복잡한 먹이 그물로 이어지고, 에너지는 위 영양단계로 갈수록 줄어듭니다.

먹이 관계의 층 — 영양단계#

먹이 관계에서 생물이 차지하는 먹이 위치를 영양단계라고 합니다.

풀잎은 햇빛을 받아 스스로 양분을 만듭니다. 메뚜기는 풀잎을 먹고, 개구리는 메뚜기를 먹고, 뱀은 개구리를 먹습니다. 이처럼 생물들은 먹이 관계 안에서 각자의 층, 즉 영양단계를 갖게 됩니다.

중요한 점은 영양단계가 몸집 크기 순서가 아니라는 것입니다. 아주 작은 플랑크톤이 높은 영양단계에 있을 수도 있습니다. 기준은 오직 먹이 관계에서의 위치입니다.

먹이 그물 — 실제 자연은 더 복잡합니다#

한 줄로만 이어진 먹이 관계를 먹이 사슬이라고 합니다. 하지만 실제 군집에서는 한 생물이 여러 먹이를 먹기도 하고, 여러 생물에게 먹히기도 합니다. 이처럼 먹이 사슬이 여러 방향으로 얽힌 관계망을 먹이 그물이라고 합니다.

예를 들어 메뚜기는 개구리에게 먹히지만 새에게도 먹힙니다. 뱀은 개구리를 먹지만 새에게 먹히기도 합니다. 이 모든 관계를 한 그림에 나타내면 사슬보다 훨씬 복잡한 그물 모양이 됩니다.

먹이 그물이 복잡할수록 한 생물이 갑자기 사라져도 생태계 전체가 흔들리지 않습니다. 이것이 먹이 그물의 안정성입니다.

에너지 피라미드 — 위로 갈수록 줄어듭니다#

영양단계가 올라갈수록 이용할 수 있는 에너지가 줄어드는 모습을 나타낸 도식을 에너지 피라미드라고 합니다.

에너지가 줄어드는 까닭은 생물이 살아가는 데 에너지를 쓰기 때문입니다. 메뚜기는 풀잎에서 받은 에너지를 움직이고 숨 쉬는 데 씁니다. 그 과정에서 에너지 일부가 열로 흩어집니다. 그래서 개구리에게 넘어갈 수 있는 에너지는 메뚜기가 받은 것보다 훨씬 적습니다.

에너지 피라미드를 그릴 때는 아래층을 넓게, 위층을 좁게 그립니다. 이 넓이 차이가 바로 에너지의 양 차이를 나타냅니다.

중요: 에너지가 사라지는 것이 아닙니다. 생물이 쓰거나 열로 흩어져서 다음 단계로 전달되지 않는 것입니다.

생산량과 포식·피식#

생태계에서 생물이 만들어 내거나 저장한 물질과 에너지의 양을 생산량이라고 합니다.

생태계의 에너지는 결국 풀잎과 같은 생산자가 햇빛을 이용해 만드는 양에서 시작합니다. 그 생산량이 먹이 그물 전체를 지탱하는 기반이 됩니다.

다른 생물을 잡아먹는 관계를 포식, 다른 생물에게 먹히는 관계를 피식이라고 합니다.

포식과 피식은 좋고 나쁜 것을 나누는 말이 아닙니다. 한 생물이 어떤 관계에서는 포식자가 되고, 다른 관계에서는 피식자가 될 수 있습니다. 개구리는 메뚜기에게는 포식자이지만, 뱀에게는 피식자입니다.

용어 정리#