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조홍범교수의 '생태학의 새로운 패러다임' 강의
씨앗  2014-02-16 22:27:46  |  조회 : 1,653
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조홍범교수의 '생태학의 새로운 패러다임' 강의 정리해봤어요.| 자유게시판
단풍(김은영) | 조회 68 |추천 0 | 2010.12.02. 21:04
저의 생태철학에 대해, 올한해 수업에 대해 되돌아보는 소중한 시간이었습니다.

다시한번 제 생각도 정리해볼겸, 못오신 분들에게 조금이나마 도움도 되지않을까 싶어 겸사겸사 정리해봤어요.





생태학의 새로운 패러다임

  

-자연을 어떻게 바라볼 것인가-

  

  



1.생태계를 경쟁패러다임으로 바라보는 시각

  

150여년전 다윈은 ‘자연계의 모든 구성원은 다른 생물 또는 외부의 자연과 전쟁중’이라 하였고, 헉슬리는 ‘동물의 세계는 휴식시간이 없는 검투사의 시합’이라고 표현하였다.

  

자연을 경쟁패러다임으로 보는 논리에는 두가지 원칙이 전제된다. 생물은 기회만 되면 번식하려는 과잉생산 본능을 가지고 있다는 것과 자원은 유한하다는 것이다. 따라서 살아남기위해 경쟁은 필연이라는 것이다.

  

코끼리

다윈은 코끼리의 생식능력을 통해 생물의 무한한 번식본능을 해석하였다. 즉 코끼리는 30살에서 90살까지 출산가능하며 한쌍의 코끼리가 평생 6마리를 출산하고 750년이 지나면 한쌍의 코끼리가 1,900만 마리에 이르러 지구가 코끼리로 뒤덮일 수 있으나 굶주림,이상기후,질병등 외부요인에 의해 군집이 조절된다는 것이다.

하지만 실제 코끼리 암컷의 생식능력시기는 8세~55세까지 다양하며 군집이 적정한 규모를 넘어서면 생식능력시기가 늦어지고, 군집의 규모가 작아지면 8세부터 임신이 가능해진다. 이는 무작정 번식하고 외부요인에 의해 군집의 규모가 조절되는 것이 아니라 적정 군집규모를 유지하는 내적조절기작이 있음을 시사하는 것이다.

  

수확의 원리

다윈은 ‘수확의 원리’라는 실험을 통해 식물의 적자생존을 입증하고자했다. 20여종의 초본이 자라는 목초지를 두 구역으로 나눈후 외부의 간섭이 없도록 울타리를 치고 한쪽은 주기적으로 벌초를 하고 한쪽은 방치해두었다. 일정기간후 두 구역의 종다양성을 비교해보니 벌초를 한쪽은 종수가 그대로 유지되었고, 방치한 쪽은 11종의 초본만이 살아남았다. 다윈은 이를 근거로 자연상태에서 식물을 방치하면 경쟁에 의해 적자생존이 발생한다고 하였다.

하지만 여기에는 큰 오류가 있다. 바로 울타리이다. 식물은 홀로 존재하지 않는다. 생태계는 생산자(생산자)와 소비자(동물),분해자(균류)의 물질순환에 의해 원활히 돌아가는데 울타리로 인해 소비자의 참여가 막힌 것이다. 따라서 실험환경이 생태적이지 않았다는 의미이고, 오히려 종이 유지된 구역은 벌초를 통해 소비자의 역할을 대신해 주었기 때문에 종이 유지되었다고 볼 수 있다. 결과적으로 이실험은 적자생존을 증명한 것이 아니라 식물세상을 이해하기위해서는 생태계의 구성요소들을 포괄적으로 고려해야 한다는 것을 입증하였다.

다윈은 생물학자로서 깊은 통찰력으로 인류에 많은 업적을 남겼음에도 생태계의 패러다임을 잘못 이해한 것이다.

  



2.생태계는 협동과 상호공존의 패러다임을 가지고 있다.

  

살아있는 모든 생물은 협동, 상호공존하려는 경향을 가지고 있으며 이를 위한 다양한 경쟁회피기작을 진화시켜가고 있다.

  



식물사회의 지하세계 안전망(균근의 네트워크)

1990년대 오레곤 주립대학의 균류학자 수전 시머드는 균근을 통한 나무사이의 자원전달측정을 위한 야외실험을 시작했다. 지구상의 모든 식물은 미생물과 공생을 하며 식물의 90%이상은 뿌리와 균류의 협동체계인 균근을 이룬다. 한나무가 맺는 균류도 보통 3,40종이라고 한다. 물과 양분을 찾는 실력은 균사체가 뿌리보다 100배정도 효율적이므로 식물은 균사로부터 물과 양분을 공급받고, 광합성을 통해 만들어진 양분의 10~30%정도를 뿌리를 통해 균류에게 준다. 그런데 특정 종의 균류로 이루어진 균근이 동일종의 나무뿐 아니라 다른 종의 나무들까지 서로 연결시킨다는 사실을 발견한 것이다. 연구진은 자작나무와 전나무를 연결시켜주는 네트워크를 관찰한 결과 이 나무들이 열 종류의 균류 공생체를 공유한다는 사실을 알아냈고, 햇볕을 받은 자작나무는 균근의 연결네트워크를 통해 그늘진 곳의 전나무에 당을 공급하고 있었던 것이다. 결국 지하세계 균근의 네트워크를 통해 좋은환경에서 충분한 광합성으로 영양분을 많이 만들어낸 나무가 열악한 환경에서 광합성이 충분치못한 나무에게 자신의 영양분을 나누어주었던 것이다. 이 양은 서로의 영양분의 농도가 동일해 질때까지 계속된다고 한다. 결국 지하세계의 자기안전망에 의해 다종다양한 생물들이 공동운명체를 이루고 있는 것이다.

  

소와 섬유소분해세균

풀이 주식인 소는 결정적으로 섬유질분해효소인 셀룰라아제를 가지고 있지 않다. 하지만 소의 혹위에 서식하는 섬유소분해세균이 이를 대신해주고, 소는 산소가 없는 곳에서만 살 수 있는 이 세균에게 산소가 없는 서식처를 제공하고 있다.

  

 동물들의 다양한 경쟁회피 기작들

하이에나는 먹이를 끈질기게 추적하다가도 다른 무리의 영토에 들어서면 추적을 포기한다. 동일 종간에 서로의 영토를 인정함으로써 경쟁을 회피하는 동물들의 일반적인 생리이다.

사자,들개,침팬치 등은 계급순위를 갖는 조직생활을 하는데 이처럼 일사분란한 지휘체계를 갖는 무리일수록 번식률이 안정적이고, 구성원의 건강상태도 양호하다. 이는 우점계급구조를 형성하여 비소모적인 경쟁을 억제하고 집단의 안전성을 보장하는 시스템이다.

  

 생명탄생을 바라보는 새로운 관점

우리는 생명의 탄생과정에도 치열한 경쟁이 존재한다고 배워왔다. 수억개의 정자가 하나의 난자와 결합하기 위해 벌이는 치열한 경쟁은 우수한 인자의 후손을 탄생시키기위한 자연의 법칙이라 믿는다. 과연 그럴까?

난자는 어떤 병원균으로부터도 자신을 방어할 수 있는 방어시스템을 가지고 있다. 정자도 예외는 아니어서 이 방어벽을 뚫기위해 인해전술이 필요하다. 그 첫 번째 방어벽을 통과하는 정자는 불과 수백에 불과하며 대부분의 정자들은 죽음으로 동료정자들의 장벽통과를 돕는다. 이때 살아남는 정자는 유전학적으로 특별히 내성이 강하다거나 하는 사실은 아직 확인된바 없다. 난자의 바깥은 ‘투명대’라고 하는 거대한 방어벽으로 되어있고 이 방어벽을 뚫을 수 있는 건 정자머리부분의 첨체에서 분비되는 분해효소이다. 수백의 정자가 번갈아가며 거대한 난자의 투명대를 뚫는다. 그리고 마지막 순간 뚫린 벽을 통과하는 정자가 난자와 결합하는 것이다. 수정을 위해 첫 번째 장벽을 넘는 순간부터 최종적으로 난자의 세포막과 융합이 일어나는 마지막 단계까지 어떤 과정도 경쟁으로 설명할 수 있는 현상은 없다.

그리고 드디어 새생명이 잉태되는 순간 놀랍게도 정지해있던 거대한 난자는 우주에 존재하는 수많은 행성들이 도는 방향과 같은 왼쪽으로 회전하기 시작한다.

결국 ‘나’라는 존재가 탄생하기까지 수많은 협력자들의 희생과 협동이 있었던 것이다.



  물질순환

  지구생태계를 움직이는 주요원리는 ‘원활한 에너지흐름과 물질순환’이다.

생산자와 소비자,분해자 시스템으로 이루어지는 원활한 물질순환과 태양으로부터 얻는 빛에너지와 물질순환이 이루어지면서 발생하는 열에너지의 방출이 원활히 이루어질 때 지구의 생태계는 그 건강성을 유지할 수 있다.

  

미국의 투손사막에서 두 번에 걸쳐 이루어진 ‘바이오스피어’실험은 시사하는 바가 크다. 지구의 생물권과 유사하게 만든 이 인공적인 공간에서 8명의 과학자는 거대한 유리벽을 통해 들어오는 빛에너지를 제외한 어떤 외부지원도 받지않은채 2년동안 생활하도록 계획되었지만 수개월후 내부의 가스구성이 불균형을 이루면서 비정상적으로 증가하는 이산화탄소를 비밀리에 제거하기도 했고, 급속한 산소농도의 저하로 산소를 공급해야만 했다.

이산화탄소농도가 높아졌다는 사실은 밀폐된 공간에서의 화학반응이 생산과정(광합성)과 호흡과정(소비)의 균형이 깨어져 소비과정으로 기울었다는 의미이다. 아이러니하게도 그 원인은 토양의 비옥도를 유지하기위해 공급한 유기물이 과해 미생물이 이를 분해하는 과정에서 과잉산소 소모를 불러왔기 때문이었다.

결과적으로 바이오스피어에 이산화탄소와 질소가 과잉발생하므로써 초본들만 통제할 수 없을만큼 자라고, 바퀴벌레와 개미같은 몇몇 곤충들만 번창하게 되었다. 처음 25종의 작은 동물중 19종은 절멸하였고 꽃가루받이를 대신해주던 곤충이 죽자 결국 식물도 번식할 수 없게 되었다.

  

이 실험의 실패는 시사하는 바가 크다. 바이오스피어에서 불가피하게 일어난 외부의 산소공급은 지구에서도 생산보다 소비가 지속적으로 많아질 경우 언젠가는 산소량이 인류의 생존을 위협하는 수준으로 떨어질 수 있다는 경고로 받아들여야한다. 바이오스피어는 외부로부터 산소를 공급받았지만 이를 지구라고 보았을때 어디에서 산소를 공급받을 것인가? 인류가 자연생태계를 계속 파괴할 경우 결국 치유할 방법은 전혀없다.

  

 에너지 흐름

최근 몇 년간 지구온난화로 인한 기후변화, 지구의 재앙이 곳곳에서 포착되면서 전세계가 저탄소녹색성장을 외치고 급기야 국제사회에서 ‘탄소세’를 도입하고 있다. 환경운동가, 생태활동가들도 현장에서 이러한 주제로 많은 교육을 진행하고 있다. 그런데 우리는 과연 이 문제를 제대로 바라보고 있는가?

  



모두가 지구온난화의 가장 큰 주범으로 이산화탄소를 꼽고 있다. 태양으로부터 흡수되는 빛에너지는 지구에서 다시 열에너지형태로 방출되는 에너지순환시스템을 가지고 있다. 그런데 온난화가스로 인해 열에너지의 방출이 차단되어 지구가 더워지고 있고, 그로인해 이상기후가 발생하고 있다는 것이다. 분명 틀린말은 아니다. 하지만 지구온난화의 원인이 전적으로 온실가스만은 아니라는 것이다. 태양의 활동은 핵폭발,핵융합등으로 일정한 주기를 가지고 있으며 이로인해 빛에너지를 많이 보내고 적게 보내는 일정한 주기를 가지고 있다. 이로인해 지구는 그 6번째 주기안에서 현재 간빙기에 속해있다. 또한 태양은 간빙기안에서 1500년 주기로 빛에너지를 많이 내보냈다 적게 내보냈다 한다. 지구의 온도는 이처럼 태양의 빛에너지양에 의해 좌우되는 것이다. 최근 몇 년간의 이상기후는 예년에 비해 더 많이 발생했다거나 폭발적이지 않다. 다만 세계가 하나의 생활권이 되면서 이에 대한 전달이 즉각적으로 일어나면서 마치 이런 이상기후들이 더 많이 크게 발생하는 것처럼 지나치게 공포심을 불러일으키고 있는 것이다.



지구온난화의 원인을 전적으로 지구온실화이론으로 해석하는데는 개발도상국들의 성장을 막아 자국의 기득권을 유지하려는 선진국의 교묘한 자국보호논리가 숨겨져있다. 최근 중국,인도,멕시코등 개발도상국들이 급성장하면서 에너지의 소비가 급증하고, 결국 천연자원고갈이 예상된다고 한다. 그로인해 급기야 국제사회에서 ‘탄소세’까지 생겼다. 이산화탄소의 발생을 최소화할 수 있는 다양한 방법들을 찾아야하는 것은 맞다. 하지만 그것이 다일까? 이산화탄소만이 문제일까? 선진국들은 이미 에너지사용의 정점에 와있다. 자신들은 그 정점에서 기득권을 유지하면서 개도국의 에너지사용을 억제하여 국가성장을 막겠다는 논리이다.

  



지구온난화의 원인을 온실화가스이론만으로 해석해선 안된다. FEW(음식,에너지,물)의 총체적 시각으로 바라봐야한다..

한예로 메탄은 이산화탄소보다 온실효과가 100배이상이다. 메탄을 발생시키는 주범은 돼지이다. 돼지 한마리가 하루에 내보내는 메탄량은 하루종일 자가용 한대가 배출하는 메탄양과 맞먹는다. 그럼에도 우리는 이산화탄소만을 부각시키고 있다.

또한 60억 인류의 1년 총 필요곡물은 약 9억톤 정도인데 현재 전세계의 1년 총 곡물생산량은 20억톤이다. 그런데도 전인류의 1/3이 기아에 시달리고 있다. 그 원인이 무엇일까? 과연 잉여 11억톤의 곡물은 어디로 간 것일까?

이는 에너지문제, 인류의 식습관문제와 긴밀한 관계를 가지고 있다.

곡물과 에너지문제의 한예로 몇 년전 옥수수쇼크로 지구촌경제를 위협한 일이 있다. 옥수수를 이용한 대체에너지인 바이오에탄올이 각광을 받으면서 옥수수가격이 폭등한 것이다. 옥수수가격의 폭등은 밀이나 쌀을 생산하던 농가가 옥수수재배로 전환하면서 인류의 곡물생산에도 불균형을 가져왔다.

또한 인류의 식습관이 육식위주로 바뀌면서 엄청난 에너지소비가 이루어지고 있다. 소1킬로그램 생산에 곡물 8kg, 돼지는 곡물5~6kg, 닭은 곡물2kg이 소비된다고 한다. 가축을 키우는데 추가적으로 드는 물, 가공과정에서의 에너지소비량도 엄청나다. 이로 인한 에너소비,메탄과 같은 온실가스발생, 인류의 기아문제 또한 날로 심각해지고 있다.



이러한 총체적 원인이 있음에도 선진국들은 ‘탄소세’, ‘저탄소녹색성장’만을 해결책인양, 지구온난화로부터 지구를 지킬 수 있는 해결책인양 지나치게 부각시키고 있다. 과연 그것만이 원인이고 해결책일까 우리는 이러한 문제를 총체적 시각으로 바라보지 못하고 선진국의 자국보호논리에 본의아니게 편승하고 있는 것은 아닌가 돌이켜볼 일이다.





3.어떻게 바라보고 무엇을 배울 것인가?

자연은 경쟁이 아닌 협동과 상호공존의 패러다임을 가지고 있다. 즉, 자연에서는 경쟁을 피해 자기만의 고유한 생태적 지위를 가지거나 협동하는 생물만이 살아남는다. 콜린버는 ‘진정한 적자(適者)는 싸움을 잘하는 동물이 아니라 언제든지 싸움을 회피하는 동물’이라고 표현했다. 나아가 자기와 상반된 힘을 가진자와 협동하는 생물이 자연계의 진정한 적자인 것이다.

자연의 이러한 패러다임에서 우리도 누군가 선점하고 있는 좁은 생태적 지위를 탐하여 경쟁하지 말고, 자신만의 고유한 생태적 지위를 만들어가는 자세를 배워보면 어떨까.





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