생태학에서의 개체군

개체군은 어떠한 특정 공간을 점유하며 생물학적 군집의 부분으로서 기능하는 같은 종의 생물이 만드는 집합체로 정의될 수 있습니다. 생물군집은 일정한 물리적 서식지 내에서 공동진화한 대사적 변환을 통해서 하나의 통합적 단위로서 작용하는 개체군들의 집합체로 정의됩니다.

 

1. 개체군의 밀도

개체군 밀도라는 것은 어떠한 단위공간 속의 개체군의 크기라고 할 수 있습니다. 보통은 단위 면적 또는 체적당 개체수 또는 개체군 생체량으로 분석하고, 표현할 수 있습니다. 예로 1 에이커당 20본의 식물, 1 에이커의 물표면적당 200파운드의 물고기라고 표현할 수 있습니다 어떤 경우에 있어서는 조밀도 즉 단위 총공간당 개체수와 고유밀도 또는 생태밀도 단위 생활공간당 개체수를 구별하는 것은 중요합니다. 또는 때때로 개체수가 변화하는지 여부를 아는 것은 어떤 순간의 개체군의 크기를 아는 것보다 더욱 중요한 것입니다. 이러한 경우는 상대밀도의 지표를 사용하는 것이 편리합니다. 시간과 관계된 것을 예로 들면 1시간당 관찰된 조류의 수나 어느 종의 식물에 의해 점유된 샘플 구획의 백분율과 같은 것은 유용하게 사용되는 예입니다. 

개체군의 밀도를 측정하기 위한 여러 가지 다른 기법이 시도되고 있으며 방법론 그 자체가 연구의 한 중요한 분야가 되고 있습니다. 

개체군의 측정방법

1. 전수조사: 이 방법은 몸이 크거나 눈에 두드러지게 뜨는 것이나 커다란 교잡집단으로 무리를 이루는 생물에 쓰입니다.

2. 방형구법: 측정지역의 추정밀도를 얻기 위해 적당한 크기와 수의 방형구 또는 transect를 구획하여 그 속의 생물수를 헤아리거나 또는 무게를 측정하는 방법입니다.

3. 재포획법: 운동성이 있는 동물에게 개체군의 일부를 시료로 포획하여 표시한 다음 놓아주고 그 후 재차 포획된 시료에 포함되는 표지개체의 비율을 써서 전체의 개체를 결정하는 방법입니다.

4. 제거법: 이 방법에서는 어떤 지역으로부터 연속하여 시료를 취하여 이제까지 제거한 누적 개체수를 그래프 y축상에 잡고 각 회마다 제거한 새로 포획한 개체수를 x축상에 취하여 그래프상에 적절합니다. 만일 포획의 확률이 충분히 일정하면 이렇게 하여 취한 점은 직선이 되어 x 축까지 뻗쳐나갈 수 있습니다. 이 x축과의 교차점이 이론적으로 그 조사지역으로부터 100% 포획수를 나타냅니다.

5. 비구획법: 일련의 random 상태에 기점을 취하고 그곳을 중심으로 4 지역으로 분각한 다음 각 지역 내에서 기점에 가장 가까운 개체의 거리를 측정하는 방법입니다. 단위면적당 밀도는 평균 거리로부터 추정됩니다.

 

2. 출생률

출생률이라는 것은 개체군에 내재하는 증가능력을 말합니다. 출생률은 인간의 개체군 연구에서 쓰이는 출산율에 대응됩니다. 출생률이란 용어는 여러 가지 생물이 새로운 개체를 낳을 때 단순하게 폭넓게 쓰이는 용어로써 신개체가 탄생, 부화, 발아 또는 분열에 의하여 만들어지는 경우를 모두 포함하고 있습니다. 최대출생률은 이론적으로 최대수의 신개체를 낳는 능력을 말하며, 이것은 각 개체군에서 일정합니다. 생태적 출생률 도는 실현출생률은 실제적 또는 특정한 환경조건 하에서의 개체군 증가에 관하여 쓰입니다.

Pearl은 어러 가지 생물의 생존곡선의 형태를 비교한 결과 세 가지 형으로 분류됨을 알았습니다. 즉 문명국의 인구는 거의 제1형에 가까운 생존곡선을 나타내고, 조류는 제2형을 나타내는 것이 많고, 어류나 해산의 무척추동물 등은 제3형이 많습니다. 

 

3. 사망률

사망률은 개체군 속의 개체의 사망에 관한 것으로 출생률과 어느 정도 대조를 이루고 있습니다. 사망률은 어떤 시간 내의 사망된 개체수로써 표시할 수도 있으며 고유율로써 전 개체군당 또는 개체군의 어떤 부분당으로 표현할 수 있습니다. 이론적으로 최소사망률은 개체군에 따라 일정하며 이상적이고 제한요인이 작용하지 않은 조건하에서의 사망을 나타내고 있습니다. 

산양의 경우 평균연령은 7세를 초과하고 있으며 산양이 최초의 1년 정도만 살아남을 수 있다면 늑대가 많고 환경의 변동이 큰 데에도 불구하고 비교적 고령이 될 때까지도 그 개체가 살아남을 기회가 높아집니다.

 

4. 개체군의 연령분포

연령분포는 출생률과 사망률의 쌍방에 영향을 주는 중요한 개체군의 성질 중 하나입니다. 보통 급속히 확대되고 잇는 개체군은 유령개체를 많이 포함하며 안정된 개체군은 각 연령단계보다 균일하고 쇠퇴한 개체군은 노령개체군을 많이 포함하고 있습니다.

 

5. 개체군의 생장형

개체군은 개체군 생장형이라고 칭하는 특징적인 생장의 형을 갖고 있습니다. 하나는 j자생장형 또 다른 하나는 S자형으로 부릅니다. 이 두 개의 대조적인 형은 여러 가지 생물이나 환경의 특수성에 따라 여러 가지 방법으로 결합, 변형하여 사용합니다. J자형에서의 밀도는 지수함수적으로 즉, 복리로 급격히 증가하고 환경저항 또는 다른 제한이 다소라도 효과적이 되면 그 생장은 급격히 정지하게 됩니다. J형에서는 어떤 평형도 존재하지 않으나 N의 한계는 환경에서 강요되는 상한을 보익 있습니다. J형모델은 개체군이 자원을 써버리거나 또는 서리 기타의 계절적 요인이 개입되거나 번식기가 돌연 종결되거나 하여 비교적 무한정한 생장이 돌연 정지되는 것을 들 수 있습니다. S자형은 환경저항이 개체수의 증가에 최종단계까지 발현되지 않았으나 그것과 대조적으로 S곡선은 개체군의 밀도가 증가합에 따라 점점 강해지는 유해요인의 작용에 대한 결과입니다.

어떤 환경에서는 생물체가 여러 해 동안 점근선 밀도가까이에 존재하며 이러한 생물체는 K선택을 받습니다. 다른 서식처에서는 생물체가 점근선밀도에 거의 접근하지 않으며 여러 해 동안 증가기에 머뭅니다. 이러한 생물체는 r선택을 받습니다. 열대지방의 생물은 K선택이고, 극지방은 r선택을 하는 경향이 있습니다.