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땅에서 풀이 자라나면 얼룩말이 뜯어 먹습니다. 얼룩말은 육식동물인 사자가 잡아먹습니다. 사자가 죽으면 미생물이 사체를 분해해 땅을 비옥하게 만듭니다. 그리고 다시 땅에서 풀이 자라나지요. 이런 자연의 법칙을 한 눈에 볼 수 있을까요?

미국 프린스턴대 생태진화생물학과 앤드류 돕슨 교수팀은 생태계의 먹이 그물을 일반화할 수 있는 수학 모형을 개발해 ‘사이언스’ 8월 21일자에 발표했습니다. 먹이 그물은 동식물이 서로 먹고 먹히는 먹이 연쇄가 그물처럼 얽혀 있는 관계를 의미합니다. 워낙 복잡해 지금까지는 각각의 먹이 사슬을 개별적인 모형으로 나타낼 수밖에 없었습니다. 돕슨 교수팀은 생물의 탄생과 죽음, 먹이 사냥의 성공과 실패 등을 방정식의 변수로 이용해 먹이 사슬 관계에서 유사점을 찾아 수학 모형을 만들었습니다. 이 모형이 생태계 내 모든 먹이사슬 관계를 설명할수 있습니다.

또한, 연구팀은 이 모형으로 먹이 사슬마다 제각기 다른 특징이 있다는 사실도 밝혀냈습니다. 예를 들어 사자는 얼룩말 사냥에 실패하더라도 다른 동물을 잡아먹고 살 수 있지만, 숙주에 붙어 있는 기생충은 숙주를 감염시키지 못하면 결국 죽고 맙니다.

연구에 참여한 미국 캘리포니아 버클리대 셰럴 브릭스 교수는 “지금까지 수많은 전문가가 수학방정식을 이용해 먹이 사슬 관계를 연구했지만, 생물마다 적용해야 하는 모형이 다르다는 한계가 있었다”고말했습니다. 이번 모형은 생태계에서 보편적으로 받아들여지는 성질과 포식자 전략의 관련성을 수학적으로 밝혀 성공적으로 일반화했다는 의의가 있습니다.