내성

생물이 생존할 수 있는 비생물 환경요인의 범위.

목차

생물이 특별한 서식지에서 살아남고 생식할 수 있는 능력은 환경의 생물과 비생물 요소에 의존한다. 이러한 생물과 비생물 요소의 결합은 조건과 자원의 요구도라는 생태적 지위(ecological niche)로 설명된다. 조건에 대한 내성범위는 생태적 지위를 설명하기 위한 구체화된 용어 중 하나이다.

내성범위는 생물이 견딜 수 있는 비생물 요인의 최대치와 최소치를 의미한다. 내성범위에 대한 생각은 F. F. Blackman의 제한요인의 법칙(1908)과 Victor Ernest Shelford의 내성의 법칙(1913)에 의해서 발달되었다. Shelford의 내성의 법칙은 어떤 종의 분포는 이 종이 가장 좁은 내성범위를 가지는 환경 요인에 의해서 조절된다는 것이다. Shelford에 따르면 음식, 온도, 빛, 수분이 적절해도 피난처(shelter)가 부족하면 어떤 동물은 없거나 최소의 개체수로 서식한다는 것이다.¹⁾ 이 두 가지 법칙은 환경 요인에서 내성의 최소치와 최대치에 대한 개념을 처음으로 포함하였다.

생물의 내성범위를 결정하기 위해서는 실내실험과 실외실험이 필요하다. 실내실험의 예로써 물고기의 온도에 대한 내성범위를 결정하는 것이 있다. 물고기들의 온도 내성범위를 결정하기 위해서 임계 열방법을 사용한다. 임계 열방법은 물고기를 어떤 특정 온도에서 순응시켰다가 생리적 사망에 이르기 전 단계인 임계 온도까지 올리거나 내려서 온도 내성범위를 정하는 것이다. 물고기의 경우 임계 온도에 이르면 비정상적인 행동을 보이는데, 이것이 임계 온도를 판단하는 지점이 된다.²⁾

생물이 독립해서 단독으로 생존할 때 생장에 최적인 조건을 생리적 범위 또는 생리적 최적 조건이라고 한다. 보통 생리적 최적 조건은 내성범위의 중앙이다. 그러나 다른 생물과 경쟁관계에 있을 때 내성범위나 최적 조건이 변하게 된다. 이것을 생태적 범위 또는 생태적 최적 조건(생태적 최적 내성범위)이라고 한다. 이러한 생태적 최적 내성범위에 따라서 생물이 분포를 결정하게 된다.³⁾ 또한, 내성범위는 다른 생물과의 경쟁뿐만 아니라 계절 변화, 생물의 생활사 단계 등에 따라서도 변한다.

(a) 환경 요인에 대한 생물의 생리적 반응이 최적 범위가 있는 종 모양의 대칭 곡선으로 나타내었다. 생물은 최적 범위보다 작거나 클 때 스트레스를 받는다. 최적 범위보다 작은 자원 이용도에서 생물이 생존하는 능력은 자원 부족에 대한 내성에 의해서 결정된다. 반면에 최적 범위보다 많은 자원 이용도에서 생물이 생존하는 능력은 자원 초과에 대한 내성에 의해 결정된다. (b) 자원 이용도에 대한 생물의 반응은 비대칭적일 수 있다. 비대칭적인 이유는 자원이용도의 제한이나 초과에 대한 내성이 다르기 때문이다. (출처: 한국식물학회)

영국, North Norfolk지역, Stiffkey 염습지의 퉁퉁마디(Salicornia europaea)와 유럽 미나리과 식물들의 분포. 염분과 수분의 정도, 모래의 함유량 등 환경요인의 최적 내성범위에서 염습지 식물들의 분포가 결정된다. (출처: Gettyimages) 

1. Shelford VE (1931) Some concepts of bioecology. Ecology 12: 455-467
2. Krebs CJ (2009) Ecology. Pearson Education, Inc
3. Barbour MG, Burk JH, Pitts WD 등 (1999) Terrestrial Plant Ecology. Menlo Park: Addison Wesley Longman, Inc