공생

서로 다른 종의 개체들이 밀접한 관련을 맺고 살아가는 것을 공생이라고 한다. 공생은 상리공생, 편리공생, 편해공생 등 다양한 형태로 나타난다. 상리공생은 서로 도움이 되는 관계이고, 편리공생은 한쪽에만 이익이 있는 관계이다. 반면 편해공생은 한쪽이 손해를 보는 관계이다.

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상리공생은 두 종 간에 서로 이익이 되는 상호작용이다. 여러 형태가 있으나 공생의 참여자는 보통 보상으로 자원이나 서비스를 제공한다.

일반적으로 상리공생은 영양적, 방어적, 분산적 범주에 속한다. 영양적 공생의 참여자는 에너지와 영양소를 얻는데 상보적으로 분화되어 있어, 먹히는 상호관계에 적합하다. 예를 들어 소와 같은 반추동물의 위에 사는 세균은 소의 소화효소가 분해하지 못하는 식물의 섬유소를 분해한다. 이들은 물질대사 산물의 일부를 동화하기 때문에 소에게 이익이 된다. 세균은 생육에 최적 조건인 따뜻하고 화학적으로 조절되는 환경에서 안정적으로 먹이를 얻는 혜택을 얻고 소는 스스로 얻을 수 없는 부족한 영양소와 에너지원을 세균으로부터 공급받는다.

방어적 상리공생을 보여주는 종은 상대방으로부터 먹이나 휴식처를 얻고 그 대가로 그들을 포식자로부터 방어한다. 예를 들어 어느 해양생태계에서 특정 어류와 새우는 다른 어종의 아가미와 피부의 기생생물을 청소한다. 참새우와 같은 청소부는 먹장어의 기생생물을 먹이로 먹고 먹장어는 기생생물로부터 자유로워진다. 청소하는 상리공생은 깨끗하고 따뜻한 열대 수계에서 발달되어 있다.

분산적 상리공생에 참여하는 동물은 꽃 간 화분을 운반하고 그 대가로 꿀을 얻거나, 씨를 좋은 곳에 운반하여 주고 영양가가 높은 과일을 받는다. 다른 상리공생과는 달리 종자 산포 상리공생은 보통 고도로 분화되지는 않았는데 예를 들면, 한 종의 새는 여러 종류의 과일을 먹고, 각 과일은 다양한 종류의 새에게 먹힐 수 있다. 식물-화분 매개체 관계에서 꽃 방문자는 동일 종의 다른 식물에게 꽃가루를 운반하기 때문에 상대적으로 제한적이다.¹⁾²⁾

상리공생. 두메부추의 꿀을 따고 있는 팔랑나비 종 (출처: 한국식물학회, 안진흥)

편리공생은 한 종에게는 이익이 있지만 다른 종은 영향을 받지 않는 관계이다. 편리공생은 한 종이 다른 종을 이용하여 먹이를 얻는 사례가 많다. 예를 들어 어떤 종은 먹이에 좀 더 접근하기 쉽도록 다른 종을 활용한다. 갈색머리흑조는 들소의 발굽과 이빨에 의해 풀숲에 있던 벌레가 뛰어나오면 이를 섭식하기 위해 떼를 지어 풀을 뜯는 소를 따라다니는 습성이 있다.

또 다른 형태의 편리공생은 드물거나 단기간 생존을 하는 먹이원에 도달하기 위한 이동의 목적과 연관이 있다. 예를 들어 포유류의 배설물은 생물의 유기물을 먹고 사는 동물에게 유용한 자원이지만 찾기가 어렵고 지속적이지 못하다. 진드기, 선충류 그리고 심지어 균류처럼 날지 못하는 많은 종류의 퇴적물섭식생물은 비행뿐만 아니라 신선한 배설물을 잘 찾아내는 쇠똥구리의 몸에 부착한다. 이러한 편승여행자는 쇠똥구리의 적응도에 아무런 영향을 미치지 않으며, 갈색머리흑조도 곤충을 쫓아내는 소에게 어떠한 영향도 주지 않는다.¹⁾³⁾

편리공생, A Cleaner Shrimp (Periclimenes sarasvati) 와 purple tentacles of sea anemone 의 공생. (출처:GettyimagesKorea)

편해공생은 한쪽 참여자는 피해를 보는 반면 다른 참여자는 아무런 영향을 받지 않는 상호작용이다. 숲 속에서 떼 지어 이동하는 한 무리의 코끼리는 한 발자국씩 내딛을 때마다 곤충과 식물을 밟지만, 이러한 대학살은 코끼리에게 아무런 영향이 없다. 편해공생적인 상호작용은 무작위로 발생하기 때문에 다른 종류의 상호작용보다 예측하기가 더 어렵다.³⁾ 편해공생의 대표적인 예는 타감작용인데, 한 생물체가 생화학물질을 주위 환경에 배출하여 다른 생물 종이 발아나 생장을 하지 못하도록 해를 끼치면서 자신의 생존과 생장을 확보하는 것이다. 이러한 작용을 하는 물질을 타감물질이라고 하며, Molish가 처음 명명하였다.(1937)

타감물질은 자연생태계에서 흔하며, 식물이든 동물이든 이 물질로 초식자나 포식자 및 경쟁자로부터 자신을 보호하고 경쟁공간을 확보한다. 타감작용을 일으키는 수목의 예로 가래나무는 잎·열매·줄기·뿌리조직에서 수용성의 비독성 물질인 수산화주글론(hydroxyl juglone)을 배출하고, 이것이 토양에서 산화되어 주글론이 되어 다른 식물종의 발아와 생장을 저해한다.⁴⁾⁵⁾

기생은 개체군 사이에서 일어나는 영양상의 상호작용으로, 기생생물이 숙주로부터 일방적으로 영양을 얻는다. 이러한 기생생물은 곧바로 숙주를 죽이지 않고 오랫동안 영양을 얻는다. 기생생물을 가지지 않는 생물은 거의 없으며 기생생물과 숙주 사이에는 장구한 세월에 걸친 진화가 일어난다.

식물 중에서도 엽록소가 없는 새삼류는 숙주의 조직에 흡기를 부착하여 영양소를 흡수한다. 엽록소가 있는 겨우살이도 분명한 기생식물이다. 또 엽록소가 없는 기생식물이 다른 녹색식물의 뿌리에 흡기를 부착하여 영양소를 흡수하기도 한다. 이런 종류의 기생식물로는 두메오리나무의 뿌리에 기생하는 오리나무더부살이, 어느 식물의 뿌리에나 기생하는 개종용이 있다.

척추동물 중 몇 종류의 어류는 기생생활을 한다. 칠성장어는 다른 어류에 부착하여 흡반과 같은 입으로 체액을 흡수한다. 남미의 메기의 한 종인 Ictalurus nebulosus는 작은 개체가 큰 개체 속에 기생하면서 피를 흡수하고 바다에 사는 아귀의 한 종인 Cryptopsaras couesi는 어렸을 때 수컷이 입으로 암컷의 피부에 붙어서 영양물질을 흡수한다.⁶⁾

기생, A couple of Anilocras (Sea Fleas) clung on a Butterfish. (출처:GettyimagesKorea)

1. Ricklefs RE (2013) 생태학 : 자연의 경제학, Ed 6th. 라이프사이언스,
2. Begon M, Townsend CR, Harper JL (2015) 생태학, Ed 4th. 라이프사이언스,
3. Sadava D, Hillis D, Heller C 등 (2012) 생명 : 생물의 과학, Ed 1st. 라이프사이언스,
4. 손요환, 구창덕, 김춘식 외 (2016) 신고 산림생태학, Ed 1st. 향문사,
5. Kimmins JP (2004) Forest Ecology : A Foundation for Sustainable Forest Management and Environmental Ethics in Forestry, Ed 3rd. Pearson Prentice Hall, New Jersey,
6. 김준호, 서계홍, 정연숙 외 (2001) 현대생태학, Ed 1st. 교문사,