Density-dependence of comparative functional responses in two globally invasive fish species

생태계가 어떻게 기능하는지를 연구할 때, 과학자들은 종종 포식자와 피식자 사이의 관계를 살펴봅니다. 이 관계의 핵심적인 부분은 '기능적 반응(functional response)'으로, 이는 이용 가능한 먹이의 수가 변함에 따라 포식자가 얼마나 많은 양의 먹이를 섭취하는지를 측정하는 방법입니다. 이 개념은 외래종이 새로운 환경에 들어왔을 때 얼마나 많은 피해를 줄 수 있는지 예측하는 데 도움을 줍니다. 만약 물고기가 많은 양의 먹이를 먹는다면, 이는 토착 종들과 경쟁하여 그들을 밀어내고 먹이 그물을 변화시킴으로써 지역적 균형을 깨뜨릴 수 있습니다. 그러나 이러한 예측은 종이 주변 환경과 상관없이 어디에서나 동일하게 행동한다는 것을 가정하는 경우가 많습니다. 실제로 생명체는 유연합니다. 사람이 스트레스를 받거나 혼잡할 때 덜 먹을 수 있는 것처럼, 동물들도 환경에 따라 자신의 행동과 생리적 상태를 바꿀 수 있습니다. 외래종의 식욕이 자신의 개체군 밀도에 따라 변하는지 이해하는 것은 그 영향에 대한 정확한 예측을 내리는 데 매우 중요합니다.

연구자들은 최근 세계에서 가장 널리 퍼진 두 종류의 외래 담수어인 금붕어와 잉어에 주목했습니다. 이 물고기들이 야생에서 어떻게 행동할지 이해하기 위해, 과학자들은 야생 개체군을 채집하여 10주 동안 통제된 환경에 두었습니다. 그들은 두 가지 서로 다른 조건을 설정했습니다. 한 그룹의 물고기는 공간이 넉넉하고 이웃이 적은 저밀도 환경에서 살았고, 다른 그룹은 동족이 많은 북적이는 고밀도 환경에서 살았습니다. 이 적응 기간을 통해 물고기들은 환경의 사회적 압력에 적응할 수 있었습니다. 그 후, 연구자들은 각 물고기가 많은 수의 먹이가 주어졌을 때 얼마나 많은 양의 먹이를 먹을 수 있는지 테스트하며, 개별적으로 소비할 수 있는 최대량을 측정했습니다.

결과는 물고기가 처한 환경이 매우 중요하다는 것을 보여주었습니다. 고밀도의 혼잡한 조건에 적응했던 금붕어와 잉어 모두 저밀도의 넉넉한 조건에서 살았던 물고기들보다 현저히 적은 양의 먹이를 섭취했습니다. 이는 혼잡함과 관련된 스트레스나 생리적 변화가 개별 물고기의 섭식률을 낮출 수 있음을 시사합니다. 이러한 밀집에 대한 공통된 반응에도 불구하고, 두 종 사이에는 명확한 차이가 존재했습니다. 고밀도 환경에 적응한 후에도 금붕어는 일관되게 잉어보다 더 많이 먹었습니다. 금붕어는 모든 실험에서 잉어보다 높은 최대 섭식률을 유지했으며, 이는 두 종 모두 밀집의 영향을 받지만, 그들의 기초적인 먹이 소비 능력은 여전히 뚜렷하게 다르다는 것을 나타냅니다.

이러한 발견은 외래종의 영향이 고정된 숫자가 아니라 인구 조건에 따라 변하는 변수임을 시사합니다. 어떤 종이 처음 도입되었을 때는 개체수가 적을 수 있지만, 그 종이 성장하고 밀집됨에 따라 각 개체의 1인당 섭식률은 떨어질 수 있습니다. 이러한 변화는 외래종의 피해에 대한 예측이 해당 시점에 외래종의 개체군이 얼마나 밀집되어 있는지를 고려해야 함을 의미합니다. 본 연구는 침입종의 밀도를 무시하는 것이 그들이 지역 생태계에 미치는 영향에 대한 부정확한 전망으로 이어질 수 있음을 보여줍니다. 밀집도가 외래종이 얼마나 먹는지를 변화시킨다는 점을 보여줌으로써, 이 연구는 외래종을 이해하고 관리하는 방식에 복잡성을 더해주며, 집단의 행동은 그 구성원들이 매일 경험하는 환경과 깊게 연결되어 있다는 사실을 상기시켜 줍니다.