과거, 과학자들은 생물학적 다양성의 미래를 예측하는 데 어려움을 겪어왔다. 그러나 과학이 새롭게 발전하면서 그 신비는 이제 결말에 도달했는지도 모른다. 미 라이스 대학(Rice University)의 연구팀의 최근 연구에 따르면 잠자리와 물잠자리의 무리들을 먹이로 하는 포식자들이 미래에 생물 다양성을 줄일 수 있다.

볼커 루돌프(Rudolf)가 이끄는 연구팀은 미국 텍사스의 안젤리나(Angelina)와 데이비 크로켓(Davy Crockett) 숲을 가로질러 펼쳐진 45개의 오지 연못에서 계절에 따라 일어나는 변화를 4년간 탐사했다. 연구팀은 지난 2011년부터 2015년까지 분기별로 방문하여 1만8,000마리 이상의 곤충, 물고기 및 양서류를 채집해 조사했다.

이들이 발견한 바에 따르면, 최상위 포식자의 크기가 증가하면서, 서식지는 다양한 지역에 걸쳐, 시간이 지남에 따라 종의 전환율이 점차 하락 추세를 보였다. 그러나, 특정 지역 내에서는 계절에 따른 전환율이 상대적으로 높게 나타났다. 생태계의 필터가 먹이의 수에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주는 결과다. 이 경우, 게걸스러운 물고기--잠자리와 물잠자리를 먹고 사는 생태계의 필터--를 관찰하면서 생태학자들은 생물 다양성의 손실과 미래 서식지의 지속 가능성을 정확히 예측하는 데 도움을 줄 수 있는 핵심 정보를 얻을 수 있다.

이 발견은 주로 시간과 공간을 초월한 다양한 서식처의 생물학적 구성에 따른 모호함 때문에 생물 다양성 손실의 영향을 예측하는 데 어려움을 겪어온 많은 과학자들에게 새로운 희망의 불을 지폈다. 라이스의 생명과학 부교수이자 가장 최신 연구의 수석 연구원인 볼커 루돌프(Volker Rudolf)에 따르면, 생태학자들은 과거에는 생물 다양성을 주로 공간에 제한된 개념이라고 생각했다. 결과적으로, 그들은 시간의 측면을 무시하고, 대신에 다양한 서식지에 걸쳐 생물 다양성에 나타나는 변화를 연구하는 지도에 의존했다.

이것은 루돌프의 발견과는 크게 대조된다. 루돌프의 발견에서는 시간이 중요한 변수로 작용했기 때문이다. 그는 "현실적으로 생물 다양성은 시간이 지남에 따라 많은 다양한 방법으로 변화한다"고 말했다. "지역의 역동성이 시간과 공간 둘 다의 측면에서 연결되어야 한다고 제안하는 생태 이론이 있지만 우리는 일반적으로 시간 역학을 공간 패턴으로부터 추론할 뿐입니다. 어떤 면에서 사람들은 이것을 거꾸로 돌린 것입니다. 이 역학이 시간이 지남에 따라 이루어진다면 공간에서 보아야 할 것은 여기에 있다고 그들은 가정합니다. 하지만 우리는 그렇게 가정하지 않습니다. 우리는 실제로 무엇이 일어나는가를 보여줍니다."

4년간의 연구에 기초하여, 공동 저자이자 캘리포니아 대학의 포스트닥터 연구원인 닉 라스무센은 잠자리와 물잠자리가 동부 텍사스의 분석에 사용될 만한 가장 신빙성 있는 유기체라고 믿게 되었다. 그 지역이 60 종 이상의 서식지이기 때문이다. "우리는 많은 열대 지역의 종들과 북아메리카의 종들을 확보했습니다. 특정 연못에 나가 관찰한다면, 종의 종류가 매우 다양하다는 것을 알게 될 겁니다." 라스무센의 말이다.

라이스 연구팀은 계절에 따라 각각의 연못에서 어떤 생물체들이 다양해지는가의 정도를 연구 조사했을 뿐 아니라, 4년간의 연구 기간 동안 동일한 계절에 관찰된 변화를 조사, 비교했다. 루돌프와 그의 동료들은 봄, 여름, 겨울, 그리고 가을마다 연못으로 돌아가 계절별로 4세트의 데이터와 연간 4세트의 추가 데이터 세트를 기록했다.

그들은 다양한 생태계의 필터(최상위 포식자)를 가진 연못에서 다양한 잠자리 개체군의 공간적, 시간적 유형에 나타난 체계적 변화를 확인하고 그 차이를 분석하는 작업을 진행했다. 그 결과로, 잠자리 개체군들의 수와 각 연못에 사는 포식자 물고기의 존재 사이에 연관성이 있음이 밝혀졌다.

캘리포니아 벤자민 밴 알렌 대학의 연구 책임자이자 포스트닥터 연구원에 따르면, 관찰된 변화가 동일한 연못에 살았던 물고기 포식자의 수와 거의 일치함에도 불구하고, 각각의 연못은 잠자리의 다양성에 극적인 변화가 있음을 보여주었다.

반면, 루돌프 연구팀은 물고기가 부족하거나 거의 없는 연못에서 좀더 많은 다양성을 기록했다. 그러한 연못들은 최상위 포식자들을 가진 연못에 비하여 계절마다, 그리고 해마다 관찰되는 변화에 일관성이 떨어짐을 보여주었다. 그러므로, 잠자리 개체군은 포식자가 존재하지 않는 곳에서 시간이 지남에 따라 상당히 번성했다. 이 연구는 생태학자들이 서식지에서 강력한 생태계의 필터와 관련한 데이터를 관찰하고 기록함으로써 종합적인 생물 다양성을 감지할 수 있다는 것을 보여준다.

공동 저자이자 인디애나 대학의 포스트닥터 연구원인 크리스 디블은 생태계의 필터가 존재하지 않는다면 연구원들은 연구 현장의 수를 늘리고, 더 오랜 기간에 걸쳐 시간 간격을 두고 분석함으로써 신뢰도와 정확도를 높여야 한다고 말한다. 좀더 중요한 것은, 이 연구가, 생태계 필터의 존재 여부에 따라 특정 서식지의 생물 다양성이 크게 달라질 수 있으며, 생태학자들이 미래에 일어날 수 있는 생물 다양성의 손실의 결과를 예측하고자 할 때 그러한 차이를 고려하는 것이 핵심임을 보여준다는 것이다.

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