Biotic interactions may be more important than climate for shaping animal niches

당신이 특정 동물이 미래에 어디에서 살게 될지 예측하려고 한다고 상상해 보십시오. 수십 년 동안 생태학자들은 지구를 하나의 거대한 온도 조절 장치처럼 취급해 왔으며, 기온과 강수량을 알면 그 종이 어디에 머물 것인지 완벽한 지도를 그릴 수 있다고 가정했습니다. 이 아이디어는 동물의 '부동산'이 주로 날씨에 의해 결정된다는 것을 시사합니다. 하지만 여기에는 함정이 있습니다. 동물은 진공 상태에서 살지 않습니다. 그들은 다른 생명체들로 가득 찬 북적이는 이웃 속에서 삽니다. 그들은 먹이를 찾아야 하고, 포식자를 피해야 하며, 경쟁 종에 의해 아늑한 자리를 빼앗길 수도 있습니다. 이 논문은 자연의 무질서하고 붐비는 현실을 파고들며, 단순하지만 심오한 질문을 던집니다. 날씨가 동물이 사는 곳을 결정하는 주인인가, 아니면 다른 식물과 동물들인 '이웃' 자체가 주도권을 쥐고 있는가?

이를 이해하기 위해 우리는 '니치(niche, 생태적 지위)'를 살펴볼 필요가 있습니다. 니치를 단순히 직업 설명서가 아니라, 동물이 살 수 있는 특정한 '아파트'라고 생각해 보십시오. '기본 니치(fundamental niche)'는 날씨가 완벽하고 다른 누구도 없다면 그 동물이 이론적으로 살 수 있는 건물 전체의 크기입니다. '실현 니치(realized niche)'는 그들이 실제로 머물게 되는 방이며, 이는 집주인(기후)이 너무 춥거나 이웃(다른 동물)이 너무 경쟁적이어서 종종 더 작아질 수 있습니다. 보통 과학자들은 오직 기후 데이터만을 사용하여 이 방들을 예측하려고 합니다. 하지만 이 연구는 많은 동물에게 있어 사회적 역동성이 온도 조절 장치보다 실제 거주지를 결정하는 데 더 중요하다는 점을 시사합니다.

시간 여행 탐정 업무

이 연구의 저자들은 탐정 놀이를 하기로 했습니다. 하지만 범죄 현장을 찾는 대신, 지난 16,000년 동안의 북부 페노스칸디아(노르웨이, 스웨덴, 핀란드 일부 지역을 포함하는 지역)의 역사를 들여다보았습니다. 이 지역은 한때 거대한 빙하 아래 묻혀 있었습니다. 빙하가 녹으면서 땅이 서서히 드러났고, 이는 생태계가 바닥에서부터 스스로 구축되는 과정을 관찰할 수 있는 완벽한 '타임머신'이 되었습니다.

보통 고대 동물을 연구하는 것은 조각이 절반쯤 빠진 퍼즐을 맞추는 것과 같습니다. 과학자들은 동굴에서 발견된 뼈나 암각화에 의존해야 하는데, 이는 흩어져 있는 경우가 많고 인간이 우연히 발견한 곳만을 보여줍니다. 하지만 이 팀은 '퇴적물 고대 DNA(sedimentary ancient DNA, sedDNA)'라는 초능력을 사용했습니다. 호수 바닥에서 진흙 코어 샘플을 채취한다고 상상해 보십시오. 이 진흙은 마치 층층이 쌓인 케이크와 같아서, 각 층에는 수천 년 전 그곳에 살았던 식물과 동물의 미세한 DNA 파편이 담겨 있습니다. 연구진은 이 유전적 '영수증'을 읽음으로써 어떤 식물과 동물이 같은 시기에 존재했는지를 정확히 파악할 수 있었고, 이를 통해 고대의 이웃 모습을 완전하고 고해상도로 그려낼 수 있었습니다.

위대한 도착: 누가 먼저 왔는가?

빙하가 후퇴했을 때, 땅은 동물들로 한꺼번에 채워지지 않았습니다. 연구는 마치 파티에 손님들이 도착하는 것처럼 매우 구체적인 도착 순서를 발견했습니다.

먼저 '해양 손님'들이 나타났습니다. 빙하가 녹고 바닷물이 육지에 닿자마자, 북극곰, 물개, 고래와 같은 해양 동물들이 그곳에 있었습니다. 그들은 녹아내리는 얼음의 가장자기를 완벽하게 추적했습니다.

다음으로 '물과 공기의 손님'들이 도착했습니다. 약 13,000년 전, 새, 민물고기, 개구리들이 나타났습니다. 그들은 바람을 타고 이동하거나 새들에게 얻어 타는 방식으로 빠르게 이동할 수 있었습니다.

하지만 '육지 손님'들은 늦었습니다. 가장 유명한 육지 동물인 순록은 약 11,000년 전이 되어서야 나타났습니다. 이는 2,000년의 격차입니다! 설치류와 레밍 같은 다른 포유류들은 훨씬 더 늦게 도착했습니다. 연구는 이것이 그들에게 날씨가 너무 추웠기 때문이 아니라고 제안합니다. 대신, 지형이 엉망이었기 때문입니다. 녹아내리는 빙하는 깊은 피오르드, 빙하로 막힌 호수, 그리고 해수면 상승을 만들어냈고, 이는 동물들이 건너가는 것을 막는 거대한 벽처럼 작용했습니다. 지형이 안정되고 '도로'가 열리기까지는 수천 년이 걸렸습니다.

진짜 주인: 날씨가 아닌 이웃

여기서 이야기는 매우 흥별리게 변합니다. 동물들이 마침내 도착했을 때, 연구진은 그들이 어디에 사는지 무엇이 결정하는지 살펴보았습니다. 그들은 동물들이 단순히 온도 변화를 따라 이동할 것이라고 예상했습니다. 하지만 데이터는 다른 이야기를 들려주었습니다.

연구는 생태계가 더 복잡해짐에 따라(더 많은 식물, 초식동물, 포식자가 등장함에 따라), 동물들의 '아파트'(그들의 니치)가 이동하고 형태가 변하기 시작했다는 것을 발견했습니다. 연구진은 식물과 동물이 어떻게 연결되어 있는지 보여주는 네트워크 지도를 구축했습니다. 그들은 더 많은 종이 도착함에 따라 그들 사이의 연결이 더 조밀하고 복잡해지는 것을 보았습니다.

핵심적인 발견은 생물적 상호작용(동물이 다른 생명체와 어떻게 상호작용하는가)이 동물이 어디에 살 수 있는지를 결정하는 데 있어 기후보다 종종 더 중요했다는 점입니다. 예를 들어, 작은 설치류는 추운 날씨에서도 살아남을 수 있지만, 만약 그들이 먹는 식물이 없거나 이미 그 자리에 포식자가 살고 있다면 그곳으로 이사할 수 없습니다. 이 연구는 많은 작은 초식동물에게 있어 '이웃'(특정한 식물과 다른 동물들의 조합)이 온도보다 그들의 집을 정의했다고 제안합니다.

사실, 연구진은 이러한 동물들의 '실현 니치'가 정적인 것이 아니라는 것을 발견했습니다. 그것은 시간이 지나면서 변했습니다. 식물-초식동물 네트워크가 더 붐비고 복잡해짐에 따라, 동물들은 자신들의 '생활 공간'을 조정해야 했습니다. 이 연구는 동물의 행동권이 고정되어 있으며 기후에 따라 이동하기만 한다는 생각은 틀렸다고 제안합니다. 대신, 행동권은 누가 이웃에 있느냐에 따라 줄어들고, 확장되며, 변화하는 유연한 공간입니다.

이것이 왜 중요한가

이 논문은 우리가 미래의 기후 변화에서 동물들이 어떻게 생존할지 예측하고자 한다면, 단순히 일기 예보만을 봐서는 안 된다는 점을 시사합니다. 우리는 사회적 네트워크를 보아야 합니다. 만약 우리가 동물이 따뜻해짐에 따라 단순히 북쪽으로 이동할 것이라고 가정한다면, 그것은 틀릴 수 있습니다. 그들은 새로운 포식자에 의해 가로막힐 수도 있고, 혹은 그 식물들이 아직 도착하지 않았기 때문에 그들이 필요로 하는 특정 식물을 찾지 못할 수도 있습니다.

연구는 기후가 중요하지만, 저자들이 '생물적 상호작관'이라고 부르는 복잡한 생명의 그물이 동물이 어디에 살지를 결정하는 데 있어 종종 더 강력한 힘이라는 결론을 내립니다. 이는 자연이 단순히 날씨에 반응하는 개체들의 집합이 아니라, 이웃이 온도 조절 장치만큼이나 중요한 역동적이고 북적이는 공동체라는 사실을 상기시켜 줍니다.