왜 먹이사슬 위로 갈수록 개체수가 줄어드나요?

Question

생태계에서 생산자, 1차 소비자, 2차 소비자로 갈수록 개체수가 피라미드 모양으로 줄어든다고 배우는데, 왜 에너지가 전달되는 과정에서 이렇게 개체수 감소가 필연적으로 일어나는 건지 궁금합니다.

Answer 1

에너지는 이동을 할 때마다 손실이 생긴다는 열역학 법칙에 따라 생태계 상위 단계로 갈 수록 줄어드는 것입니다.

생산자인 식물이 태양에서 얻은 에너지 중 다음 단계인 1차 소비자에게 전달되는 양은 약 10%에 불과합니다. 나머지 90%는 생물이 숨을 쉬고 활동하며 열에너지로 방출되거나, 소화되지 않는 배설물, 혹은 자연사 등으로 사라집니다.

그 위로 갈 때도 마찬가지로 약 10% 정도가 전달되는 데, 이 현상이 반복되면서 2차, 3차 소비자로 올라갈수록 생태계 전체가 쓸 수 있는 총에너지의 양은 급격히 줄어드는 것입니다.

반면 사자나 여우 같은 상위 포식자는 몸집이 커서 개체당 유지하는 데 필요한 에너지 요구량도 훨씬 많습니다.

결국 쓸 수 있는 에너지는 적은데 마리당 필요한 에너지는 많기 때문에, 환경이 감당할 수 있는 상위 포식자의 개체수가 줄어들며 피라미드 형태를 이루게 되는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

먹이 사슬에서는 에너지가 다음 단계로 전달될 때 대부분이 호흡, 체온 유지, 운동 등에 사용되어 열로 소실되고, 평균적으로 약 10% 정도만 다음 영양 단계로 전달됩니다. 그래서 상위 소비자를 유지하면서 훨씬 많은 하위 생물이 필요하며, 자연스럽게 생산자에서 상위 포식자로 갈수록 생물량과 개체수가 피라미드 형태로 감소하게 됩니다.