생산자

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생산자

[ producer ]

생태계의 에너지 피라미드에서 가장 밑에 위치하며 태양에너지를 다른 소비자들에게 전달해주는 관문 역할을 하는 생물들을 말한다. 생태계에서 생산자는 1차생산성을 통해 생태계에 유기물 형태의 화학에너지를 공급하는 1차생산차를 의미한다. 1차생산성을 소비해 소비자가 생산하는 것을 2차생산(secondary production)이라고 하지만 소비자를 2차생산자로 부르지는 않는다. 거의 대부분의 1차생산자는 광합성을 하는 식물, 남세균, 운생생물 등 독립영양생물이다. 하시만 고세균이나 세균 중에도 심해 열수구에서 무기화합물의 산화를 통해 물질을 생산하는 1차생산자가 존재한다. 또 산호 및 툰드라 지역 등에서 우점하는 지의류의 경우 산호충과 광합성 조류 및 진균류와 광합성 조류의 공생체로 일부 1차생산자로서의 기능을 보인다.

목차

  1. 1.1차생산자의 종류
  2. 2.생태계에서 생산자의 위치
  3. 3.생산자와 영양구조
  4. 4.참고문헌

1차생산자의 종류

  • 육상생태계
    • 관속식물 : 양치식물, 겉씨식물 및 속씨식물등 관다발을 가진 식물들로 육상생태계에서 가장 흔한 생산자이다.
    • 선태류 : 흔히 이끼로 불리며 생식에 물이 꼭 필요하여 폭포 옆이나 축축한 곳에서 흔히 볼 수 있는 비관다발 생산자이다.
    • 지의류 : 진균류 균사체와 광합성 단세포 조류의 상리공생체로 고온 건조한 척박한 환경에서 버틸 수 있어 천이단계에서 보통 개척자로서 기능한다.
  • 수생태계
    • 분류군에 의한 분류
      • 조류 : 광합성을 하는 원생생물로 물에 떠다디는 식물성플랑크톤 형태이거나 기질에 부착하는 부착조류 형태로 나뉜다. 대표적인 분류군에는 규조류, 녹조류, 유글레나류, 은편모조류, 와편모조류 등이 있다.
      • 남세균 : 광합성을 하는 원핵생물로 세균 도메인에 속하는 생산자이다. 이형세포(heterocyst)를 갖는 특정 분류군은 질소고정 능력이 있어 척박한 환경에서 생존할 수 있다.
      • 산호 : 자포동물인 산호충과 광합성 조류의 상리공생체이고 산호초 생태계에서 생산자로서 기능한다.
    • 생활형에 의한 분류
      • 식물성플랑크톤 : 수생태계에 떠다니는 형태의 생산자. 조류와 남세균을 모두 포함한다.
      • 부착조류 : 모래나 돌, 진흙 등의 기질에 부착하여 살아가는 생산자. 조류와 남세균을 모두 포함한다.

생태계에서 생산자의 위치

생산자는 독립영양생물이기 때문에 소비자, 분해자와 같은 다른 기능 집단과 달리 독립적으로 존재할 수 있다. 태양복사에너지와 이산화탄소 및 무기 영양소 등 비생물적 환경요인에 의해 결정되는 광합성을 통해 생장과 번식이 가능하기에 생산자는 소비자 없이 존재 가능하지만 소비자는 생산자가 제공하는 에너지 없이는 존재를 유지할 수 없다. 생산자가 제공하는 순 1차생산성은 그 생태계가 사용할 수 있는 에너지의 상한(upper limit)이 된다.

생산자와 영양구조

1960년에 헤어스톤 등은 대부분의 생태계에서 생산자의 바이오매스가 압도적으로 많은 이유 즉, 왜 세상은 푸른가에 대한 가설적인 대답(why the world is green hypothesis)을 처음으로 제시하였다.1) 그들의 가설은 소비자가 생산자를 다 먹어치우지 못하는 것은 육식자가 소비자를 제어하기 때문이라는 것이었다. 이 가설을 제안한 사람들인 Hairston, Smith 및 Slobodkin의 첫 알파벳을 딴 이 HSS 가설은 1980년대 하향 조절(top-down regulation) 가설로 이어지게 되었다. 한편 HSS 가설과는 달리 생산자인 식물이 만들어 내는 독성물질이나 2차대사산물 때문에 소비자가 생산자를 제어하지 못한다는 가설을 Mudorch이 세웠는데, 이 가설2)을 "세상은 가시가 많고 맛이 없다. The world is prickly and taste bad"로 불렀다. 이 가설은 이후에 상향 조절(bottom-up regulation) 가설과 생산자의 먹이 질(food quality)에 대한 연구로 이어졌다.3)

HSS모델과 먹이질 모델. 두 모델의 주된 차이는 초식자가 생산자를 효율적으로 섭식할 수 있는지 여부이다.  (출처:한국식물학회)

참고문헌

1. Hairston, N.G., Smith, F.E., Slobodkin, L.B. (1960) Community structure, population control, and competition. The American Naturalist, 94: 421-425
2. Mudorch, W.W. (1966) 'Community structure, population control, and competition' - a critique. The American Naturalist, 100: 219-226
3. Turkington, R. (2009) Top-down and bottom-up forces in mammalian herbivore - vegetation systems: an essay review. Botany, 87: 723-739