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28.11:

포식자-피식자 상호작용

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Biologia
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Predator-Prey Interactions

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[강사 음성] 모든 생물체는 생존하기 위해 에너지를 필요로 합니다.예를 들어, 가젤은 식물을 먹는 초식동물이며치타는 가젤을 먹는 육식동물입니다.이러 류의 상호 작용을 포식이라고하며,포식자인 한 생물체는 다른 생물체인 먹이를흡입함으로써 에너지를 얻습니다.시각, 후각 및 청각과 같은 포식자의 예리한 감각은먹이를 감지할 수 있도록 해줍니다치아나 발톱과 같은 특수한 신체적 특징은먹이의 포획과 흡입을 용이하게 해주죠포식자-먹이간의 일상적 상호 작용은먹이가 자신의 특성을 진화시켜포식자의 탐지나 포획을 피할 수 있게 합니다.예를 들어, 대부분의 새들은 먹이를 사냥하기 위해색깔에 관한 뛰어난 시각적 진화를 합니다방어의 한 종류인 크립시스(은폐)라는 것은주변환경과 잘 혼합되어 육안으로 먹이를 탐지못하게 합니다.예를 들어 나방 유충과 성충 번데기는나무나 나무 껍질과 잘 매치되는몸과 날개의 색소를 진화시켰습니다모나크 나비는, 은폐보다는 오히려화려하고 밝은 색의 날개로 독성을 알립니다.이렇게 경고성으로 몸을 은폐하거나 또는 쫒아내서포식자에게 자신은 위험하거나 먹을 수 없다는 것을알려주는 것입니다 .모나크 나비 애벌레는 유액분비식물(밀크위드)을 섭취하여성충이 되었을때 독을 지니게 됩니다모나크나비의 경고를 무시하는 새들은 나쁜 맛을 보거나구역질이 나 나중에는 접촉을 꺼리게 됩니다한 종류의 먹이(프레이)가 효과적으로 포식자를 쫒아내는 걸 보고,같은 포식자로부터 먹히는 다른 종은그 상관관계를 따라하거나 모방하도록 진화될 수 있습니다.뮬레리안 모방이라고 하는 것이 있는데 이는 포식자를 쫓아내기 위해비슷한 모양으로 진화한 종들로서포식자로 하여금 톡톡한 값을 치르게 했습니다.예를 들어, 총독 나비는 독성이 있는데모나크나비의 모습을 띕니다한 종을 체험한 포식자는 다른 종을 먹어위험에 빠지기 보다는 오히려 피하는 법을 배웁니다다른 예로, 무해한 종이 유해한 종을 모방할 때이를 배티스 모방이라고 칭합니다포식자는 일반적으로산호독사뱀이 지니는 밝은 3색 띠 모양을 피합니다.독이 없는 킹스네이크는 산호독사뱀의 모습을흉내냄으로써 이를 활용합니다포식자와 먹이의 상호 작용은 무기 경쟁과 비슷합니다포식을 피하기 위해 먹이가 진화함에 따라포식자도 따라 진화합니다.치타처럼 먹이를 더 잘 포획할 수 있도록 속도를 향상시킵니다.상호 연과되어 있는 종 사이의 이러한 상호 자연도태/선택을공진화라고 합니다

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포식자-피식자 상호작용

포식자(predator)는 에너지를 얻기 위해 피식자(prey)를 섭취합니다. 피식자를 얻는 포식자와 포식자를 피하는 피식자는 생존과 번식의 기회(즉, 적응도; fitness)를 모두 증가시킵니다. 일상적인 포식자-피식자 상호작용(predator-prey interaction)은 발톱, 이빨, 속도와 같은 포식자 공격 능력뿐만 아니라 은폐(crypsis), 경계색(aposematism), 의태(mimicry) 같은 피식자 방어 능력을 향상시키는 상호적응(mutual adaptation)을 이끌어냅니다. 따라서 포식자와 피식자의 상호작용은 진화적인 군비 경쟁과 닮았습니다.

포식(predation)은 일반적으로 육식(carnivory)과 흔히 연관되어 있지만 (예: 가젤을 사냥하는 치타), 비슷한 형태의 상호작용도 존재합니다. 초식(herbivory)은 초식동물에 의한 식물의 소비입니다. 식물은 전형적으로 아카시아의 가시와 같은 형태적 방어와 밀크위드(milkweed)의 독소와 같은 화학적인 방어 같이 일련의 방어를 사용함으로써 초식동물을 억제합니다. 하지만, 어떤 초식동물은 식물 방어를 우회하기 위해 적응을 진화시킵니다. 예를 들어, 기린은 아카시아의 가시를 피하면서 아카시아의 잎을 먹도록 해주는 길고 능숙한 혀를 가지고 있습니다. 제왕나비 애벌레는 밀크위드 독소에 대한 면역력을 진화시켰고, 또한 자신의 포식자들에 대한 방어책으로 밀크위드를 섭취하여 독소를 자신의 몸 조직에 저장했습니다.

포식자 및 피식자 개체 수는 부분적으로 포식자 때문에 주기마다 증가하거나 감소할 수 있습니다. 예를 들어, 캐나다 북부의 링스(lynx)와 눈덧신토끼(snowshoe hare) 개체군은 약 10년마다 순환하는데, 링스 개체군 변화가 눈덧신토끼 개체군 변화보다 1~2년 뒤처집니다. 토끼 개체군이 증가함에 따라 토끼를 섭취를 선호하는 링스 개체군도 증가합니다. 하지만, 링스가 토끼를 포획하면서 토끼 개체군이 감소하기 시작합니다. 토끼의 개체 수 부족은 결국 링스 개체군를 감소시켜 토끼가 다시 번성하게 되고, 따라서 순환 주기가 다시 시작됩니다. 이와 별도로, 식생 가용성과 다른 포식자들에 의한 포식과 같은 다른 요인들이 토끼의 최대 개체군 크기와 성장률을 제한함으로써 토끼의 개체군 순환에 영향을 미칩니다.

Leitura Sugerida

Kersch-Becker, Mônica F., André Kessler, and Jennifer S. Thaler. "Plant defences limit herbivore population growth by changing predator–prey interactions." Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 284, no. 1862 (2017): 20171120. [Source]

Krebs, Charles J. "Of lemmings and snowshoe hares: the ecology of northern Canada." Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 278, no. 1705 (2010): 481-489. [Source]

Skelhorn, John, and Candy Rowe. "Cognition and the evolution of camouflage." Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 283, no. 1825 (2016): 20152890. [Source]