ⓒ www.jadam.kr 2013-03-20

스트레스 구배 가설(Stress Gradient Hypothesis)에서는 생태계 내에 스트레스가 증가함에 따라 식물 간 상호지원적 상관관계는 더욱 증가하고 경쟁과 같은 부정적 상관관계는 점차적으로 줄어든다고 보고 있다. 가설 발표 당시에도 이에 대한 논쟁은 매우 뜨거웠으나, 최근 미국 브라운(Brown university) 대학교 소속 Mark Bertness 교수가 "Ecology Letters"에 발표한 리뷰 논문을 통해 논란이 재점화되었다. Bertness 교수는 1994년에 처음 공식적으로 가설을 제안한 당사자이다.

스트레스 구배 가설에 따르면, 생태계에는 포식, 경쟁, 그리고 극적인 “부정적 상관관계”가 만연하지만, 때로는 생물체들이 서로에게 유익한 방향으로 살아가기도 한다. 이러한 “긍정적 상관관계”는 가뭄과 같은 극한 상황에서 더욱 영향력이 커진다. Bertness 교수는 1994년에 발표하였던 자신의 가설을, 대규모 전지구적 메타분석 기법을 통해 새롭게 증명하였다.

메타분석에 이용된 데이터는 전 지구적으로 보고된 다양한 구배 중 식물 상관관계에 관한 727가지 변화를 다룬 206개 연구 결과를 기반으로 하였다.

메타분석 결과, 외부 스트레스가 증가할수록, 생태계 내 상관관계의 중요성이 상호의존적으로 변화하였으며, 이웃 생물체의 생존을 촉진하고 영향력을 강화시키는 방향으로 긍정적 상관관계가 이루어졌으며, 이웃 생물체의 생장을 방해하는 등의 부정적 상관관계는 약화되었다. 일부 연구에서는 스트레스가 상관관계를 변화시키지는 않지만, 스트레스로 인한 부정적 상관관계 증가는 관찰되지 않았다고 보고하였다.

풀, 나무, 관목은 명확한 차이를 가지지만, 스트레스를 받는 동안에는 각각의 식물 군집에서 부정적인 경쟁 압박이 감소되고, 긍정적 상관관계가 촉진되는 현상이 발견되었다.

연구팀은 “이번 연구 결과는, 일반적으로 식물 간 상관관계가 환경적 스트레스에 의해 변화하며, 생존 반응을 위한 촉진으로 전면적 변화가 일어나며, 생장 반응에 관한 경쟁은 감소함을 보여주고 있다. 우리는 연구 기간 동안 높은 스트레스에서 식물 군집 경쟁이 발생하는 것은 보지 못했다”고 설명하였다.

또한 “일반적으로 풀과 같은 경쟁이 매우 심한 생물종에서도 높은 스트레스 조건에서는 경쟁이 감소하거나 중화 효과가 관찰되었으며, 나무와 같은 경쟁이 적은 생물 군집에서는 심한 스트레스 조건에서 촉진성 효과가 강화되는 경향을 보였다”고 밝혔다.

이는 덥고 건조한 조건에서, 식물이 드문드문 심겨진 정원에서는 시들해지지만, 촘촘히 심겨진 정원에서는 식물이 생존하는 이유를 명쾌하게 설명해준다. 즉 물이 부족한 조건에서는 토양 수분에 대한 경쟁보다는 상호 간의 유익한 토양 그늘재배가 생존에 더욱 중요한 것이다.

지난 20여년 동안, 전세계적으로 스트레스 구배 가설에 관한 수백 편의 연구 결과가 발표되었지만, 학계에서는 이에 대한 논쟁이 남아 있었다. Bertness 교수는 “더 이상 스트레스 구배 가설은 생태학 초기 단계의 우연한 법칙이 아니다”라고 밝히며, 20여 년간의 증거들이 마침내 조합되어, 스트레스 구배 가설을 “경험 법칙”으로 여기기에 충분한 수준이라고 강조하였다.

출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

원문: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/01/130130132445.htm

연도: 2013-02-03

제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2013.03.20 17:01

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