화산섬에는 어떻게 동물이 서식하나요?
제주도 같은 화산섬에 동물이 어떻게 서식하고 있는 건가요? 육상동물들은 해류를 타고 들어오는 방법밖에 없을 텐데, 사람이 데려온 동물을 제외하면 바다로 넘어와서 섬에 서식하게 된건가요?
그렇게 들어오면 섬에 있는 개체 수가 적어 근친교배를 하게 될 것 같은데, 그러면 유전병이나 유전적 다양성이 줄어들어 생존이 어려워지지 않나요? 또, 아주 옛날에 넘어와서 섬 내에서만 교배, 진화의 과정을 거치면 섬 외부에서 진화한 종과 다른 종으로 진화하게 될 수도 있나요?
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
화산섬의 육상동물들은 바다를 건너서 뗏목, 떠내려온 식물덩어리
혹은 바람과 조류에 실려 이동하는 방식으로 자연적으로 정착합니다.
초기 개체수가 적어서 유전적 다양성이 낮지만, 자연선택과 돌연변이가
축적되면서 일부는 유전병에 취약해도 살아남은 개체가 번성하면서
장기적으로 섬 특화종으로 분화하게됩니다.
감사합니다.
안녕하세요.
질문해주신 것처럼 화산섬은 처음 생성될 때는 용암이 굳어 형성된 암석뿐인 땅이기 때문에 생물은 존재하지 않는데요 그러나 시간이 흐르면서 풍화 작용과 유기물의 축적으로 토양이 만들어지고, 이후 바람과 해류, 그리고 기후 변동과 같은 자연적인 이동 경로를 통해 다양한 생물들이 섬으로 유입되기 시작합니다.
곤충이나 작은 절지동물은 바람을 타고 섬으로 이동할 수 있고, 씨앗 또한 바람이나 조류의 깃털·배설물 등을 통해 운반되며 작은 파충류나 설치류는 홍수나 폭풍으로 인해 나무나 식물 뗏목에 실려 해류를 타고 이동하는 경우가 있으며, 새들은 직접 비행하여 섬에 도달합니다. 또한 과거 빙하기에는 기후가 매우 추워지면서 해수면이 낮아져 대륙과 섬이 지형적으로 연결된 시기가 있었는데, 제주도의 경우 현재보다 낮은 해수면 덕분에 한반도와 연결되었던 시기에 일부 육상동물이 섬으로 이동한 것으로 해석됩니다.
이처럼 소수의 개체가 섬에 도착하여 새로운 집단을 이루는 현상을 창시자 효과라고 하는데요 시작 개체 수가 적기 때문에 유전적 다양성이 낮고, 이는 근친교배의 가능성을 높이지만, 섬의 환경이 비교적 안정적이면서 생존 압력이 일정할 경우 낮은 다양성 속에서도 집단이 유지될 수 있습니다. 다만 이러한 집단은 질병이나 환경 변화, 외래종 유입에 매우 취약해지기 때문에 섬 생태계가 외부 교란에 약한 이유가 바로 여기에 있습니다.
섬에 도달한 생물들은 이후 외부 집단과의 유전적 교류가 거의 단절된 상태에서 오랜 시간 동안 그 환경에 특화된 적응을 거치게 됩니다. 이러한 고립 상태는 본토 개체군과는 다른 방향의 진화를 촉진하게 되며, 결국 시간이 충분히 흐르면 섬의 개체군은 본래의 개체군과 형태, 생리, 행동적 특징에서 차이를 보이게 되고 최종적으로 독립된 종으로 분화할 수 있습니다. 이를 고립에 의한 종분화라고 하고 갈라파고스 제도의 핀치새나 하와이의 새들, 그리고 제주도와 울릉도에서 발견되는 다양한 고유종 식물과 곤충이 이러한 과정을 통해 등장한 대표적인 사례입니다.
따라서 화산섬의 생태계는 단순히 외부 생물이 우연히 유입되어 만들어진 것이 아니라, 자연적 이동 → 정착 → 유전적 제한 → 환경에 특화된 적응 → 종 분화라는 장기적이고 연속적인 과정의 결과라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김채원 전문가입니다.
화산섬의 동물은 주로 바람이나 해류, 부유식물매개, 혹은 일시적인 육지연결로 유입되어서 정착합니다.
이후 작은 개체군이 고립상태에서 유전적 부동과 적응진화를 거쳐서 외부집단과 생식적으로 단절되면 독자적 종으로 분화하는 섬 특이종이 형성되기도 합니다.
말씀하신 것처럼 화산섬은 해류를 타고 온 부유물(통나무 등)에 실린 동물이나, 비행하는 조류/곤충 등이 정착하여 생태계를 이루는 경우가 많습니다.
물론 제주도처럼 과거에는 육교지와 연결된 적이 있다면 해수면이 낮았던 빙하기에 대륙에서 동물이 유입되기도 했습니다.룹니다.
그리고 걱정하신 것처럼 섬에 처음 도착한 동물은 소수일 가능성이 높아 창시자 효과가 발생하여 유전적 다양성이 낮아지게 됩니다.
하지만 섬의 환경은 육지와 지리적으로 격리되어 외부와의 유전자 흐름이 완전히 차단되게 되고, 이 고립된 환경에서 섬의 독특한 조건에 맞춘 자연선택과 돌연변이가 오랜 기간 작용하게 됩니다.
그 결과, 섬 외부의 종과는 완전히 다른 특징을 가진 새로운 종으로 분화될 수 있는 것입니다.
대표적으로 제주도의 땃쥐 등 다양한 고유종은 고립된 환경에서 이루어진 진화의 결과물이라 할 수 있죠.
화산섬의 동물은 바람, 해류, 부유물 등 다양한 경로를 통해 유입될 수 있으며, 조류나 박쥐처럼 스스로 이동하는 종도 있습니다. 유입된 개체 수가 적어 초기에는 근친교배의 위험이 있으나, 오랜 시간 격리되어 진화할 경우 외부 개체군과 유전자 교환이 없어 창시자 효과로 인해 유전적 다양성이 낮게 시작될 수 있습니다. 그러나 섬이라는 고립된 환경은 특정 환경 조건에 적응하는 방향으로 독립적인 진화를 촉진하며, 이로 인해 외부의 종과 구별되는 고유종으로 분화하는 현상이 흔하게 발생합니다. 이러한 고립된 진화 과정에서 새로운 종으로의 분화가 일어나며, 이는 다윈의 진화론 영감이 된 갈라파고스 제도 등에서도 관찰되는 자연 현상입니다.