Subtle trophic differentiation and seasonal reorganization among sympatric pipistrelle-like bats in West African rice agroecosystems

자연계에서 매우 비슷하게 생기고 행동하는 종들은 종종 어려운 질문에 직면합니다. 어떻게 같은 장소에서 살면서 같은 먹이를 두고 싸우지 않을 수 있는가 하는 문제입니다. 생태학자들은 이러한 이웃들이 평화롭게 공존하기 위해서는, 아마도 서로 다른 시간에 사냥하거나 서로 다른 크기의 먹이를 목표로 삼는 등 약간씩 다른 역할을 맡아야 한다고 오랫동안 믿어왔습니다. '니치 분화(niche differentiation)'라고 알려진 이 개념은 자연이 경쟁을 줄이기 위해 전문화를 선호한다는 점을 시사합니다. 하지만 실제 세상은 결코 정적이지 않습니다. 계절성이 강한 곳에서는 달마다 먹이의 가용성이 급격하게 변합니다. 우기에 풍부하고 잡기 쉬웠던 먹잇감이 건기에는 사라지거나 접근 불가능해질 수도 있습니다. 이는 과학자들에게 흥emmel한 질문을 던집니다. 비슷한 동물들이 일 년 내내 고정되고 미세한 식단 분리를 유지하는가, 아니면 변화하는 환경이 그들의 관계를 끊임없이 재편하여 계절에 따라 때로는 같은 것을 먹고 때로는 다른 것을 먹게 만드는가 하는 점입니다.

이를 밝히기 위해 연구팀은 서아프리카 기니비사우의 벼 논으로 향했습니다. 이곳은 폭우와 건조한 시기가 뚜렷하게 구분되는 경관을 가진 곳입니다. 그들은 인간의 눈에는 거의 동일하게 보이는 세 종의 작은 식충성 박쥐에 집중했습니다. 이들은 농경지에서 나란히 서식합니다. 해당 종은 Afronycteris nanus, Neoromicia somalicus, 그리고 Pseudoromicia rendalli입니다. 이 박쥐들은 크기와 형태가 매우 유사하고 같은 구역에서 사냥하기 때문에, 과학자들은 이들의 식단이 매우 비슷할 것이라고 예상했습니다. 연구진은 이 유사성이 경직되고 변하지 않는 것인지, 아니면 벼 작물이 자라고 계절이 바뀌면서 박쥐들이 자신의 식습관을 조절하는지를 알고 싶었습니다.

연구팀은 동물을 직접 관찰하지 않고도 동물이 무엇을 먹었는지 정확히 알 수 있는 방법인 배설물 수집을 통해 이 박쥐들의 '비밀 메뉴'를 밝혀내고자 했습니다. 그들은 6월 우기 시작부터 12월 건기 수확기까지 여러 달에 걸쳐 78마리의 박쥐를 포획했습니다. 배설물에서 발견되는 아주 작은 곤충 잔해들에 대한 유전적 지문 판독기 역할을 하는 'DNA 메타바코딩(DNA metabarcoding)' 기술을 사용하여 연구진은 먹잇감을 식별했습니다. 그들은 박쥐들이 13개 이상의 절(order)에 해당하는 다양한 곤충을 먹었다는 사실을 발견했습니다. 가장 흔한 식단은 흰개미, 노린재목, 그리고 딱정벌레였습니다. 이는 세 종의 박쥐 모두가 특정 종류의 곤레에만 집착하지 않고 이용 가능한 것은 무엇이든 먹는 일반주의자(generalist)임을 확인시켜 주었습니다.

이러한 광범적인 유사성에도 불구하고, 연구진은 세 종이 완전히 똑같은 것을 먹고 있지는 않다는 것을 발견했습니다. 이들은 동일한 주요 먹이 그룹을 공유했지만, 위장 속 곤충의 구체적인 혼합물에는 미세한 차이가 있었습니다. 예를 들어, 한 종은 흰개미에 약간 더 의존하는 반면 다른 종은 딱정벌레 쪽으로 치우치는 식이었지만, 이러한 차이는 미미했습니다. 또한 연구는 이 박쥐들이 상당한 양의 식단을 공유하고 있으며, 그 중첩 정도가 순수한 우연에 의해 기대되는 것보다 높다는 것을 보여주었습니다. 이는 이 이웃들이 서로의 먹이원을 엄격히 피하는 것이 아니라, 오히려 먹이가 풍족하기 때문에 경쟁을 덜 하며 같은 뷔페를 공유하고 있음을 시사합니다.

그러나 가장 놀라운 발견은 계절이 이야기를 얼마나 변화시켰는가 하는 점이었습니다. 연구진은 계절이 박쥐가 무엇을 먹는지를 결정하는 데 있어 종의 정체성보다 훨씬 더 강력한 힘이라는 것을 발견했습니다. 6월 초기 우기 동안에는 세 박쥐 종의 식단이 매우 유사했으며, 모두가 그 시기에 풍부한 곤레를 만끽하면서 높은 중첩도를 보였습니다. 하지만 12월 건기가 시작되어 벼 논이 수확될 무렵에는 상황이 완전히 바뀌었습니다. 종 간의 중첩은 급격히 감소했고, 그들이 먹는 특정 곤충들도 변했습니다. 박쥐들은 단순히 같은 것을 조금 덜 먹게 된 것이 아니라, 식단의 구조 자체가 재편되었습니다. 6월에 서로 가장 달랐던 종의 쌍이 12월에도 반드시 가장 차이가 나는 쌍은 아니었습니다.

이러한 재편은 박쥐들이 고정된 분리 패턴에 갇혀 있지 않음을 시사합니다. 대신 그들은 변화하는 환경에 유연하게 반응합니다. 연구는 박쥐들이 전반적인 식단에서는 미세한 차이를 유지하지만, 곤충 개체군의 계절적 변화가 그들의 식습관을 조정하게 만들어 서로 얼마나 유사하거나 다른지를 변화시킨다는 것을 보여주었습니다. 우기에는 더 닮았고, 건기에는 더 뚜렷하게 구분되었습니다. 이러한 역동적인 행동은 유사한 종들이 공존하는 방식이 정적인 배열이 아니라 계절의 리듬에 따라 변화하는 유동적인 관계임을 나타냅니다.

또한 이번 연구 결과는 이 박쥐들과 지역 농민들 사이의 실질적인 연결 고리를 강조했습니다. 박쥐들이 먹고 있는 곤충 중에는 아프리카 전사 흰개미(African warlike termite)나 벼 혹벌(rice gall midge)처럼 벼 작물에 피해를 주는 것으로 알려진 몇몇 해충이 포함되어 있었습니다. 이 해충들을 소비함으로써 박쥐들은 농업 생태계에 도움을 주는 자연적인 형태의 해충 방제를 제공하며, 이는 농업 생태계에 이익이 됩니다. 이 연구는 이 박쥐들이 실제로 이러한 특정 농업 해충을 사냥하고 있음을 확인하여, 그들의 생존이 벼 논의 건강과 직접적으로 연결되어 있음을 입증했습니다.

궁극적으로, 이 연구는 매우 유사한 이웃들조차 끊임없이 적응해야 하는 복잡하고 변화무쌍한 세계의 모습을 그려냅니다. 세 종의 박쥐는 서로 어울리기 위해 단 하나의 변하지 않는 전략에 의존하지 않습니다. 대신 그들은 날씨에 따라 경쟁과 협력의 규칙이 변하는 풍경을 헤쳐 나갑니다. 이 연구는 동물이 서식지를 공유하는 방식을 진정으로 이해하려면, 단 하나의 순간을 포착한 스냅샷 이상의 것을 보아야 한다는 점을 보여줍니다. 종 사이의 관계는 지도 위의 고정된 선이 아니라, 주변 세계가 변화함에 따라 스스로를 재편하는 살아 움직이는 패턴입니다.