생명과학 고2 생명의 연속성과 다양성 심화

생존 곡선

I형(초기 생존율 높음), II형(균일 사망), III형(초기 사망률 높음)의 세 가지 생존 곡선 유형과 적응 전략을 비교한다.

같은 시기에 태어난 개체들이 나이가 들면서 얼마나 남아 있는지를 나타낸 곡선으로, 초기 생존율이 높은 I형, 사망률이 일정한 II형, 초기 사망률이 매우 높은 III형으로 나뉩니다.

생물이 자손에게 투자하는 방식이 두 가지 있습니다 — 적게 낳아 끝까지 돌보거나(I형), 엄청나게 낳고 운에 맡기거나(III형). 생존 곡선은 그 전략을 그래프 한 장으로 보여 줍니다.

쉽게 말하면

개체군의 연령 분포가 '지금 누가 몇 마리인가'를 보여 준다면, 생존 곡선은 '태어난 이들이 어느 시기에 죽는가'를 보여 줍니다. 가로축은 상대 수명(수명을 $100$ 으로 놓은 나이), 세로축은 살아남은 개체 수인데, 세로축을 보통 로그 눈금으로 그립니다. 그래야 개체 수가 $1000$ 에서 $100$ 으로 줄어드는 것과 $100$ 에서 $10$ 으로 줄어드는 것이 같은 기울기로 보여, 사망률을 기울기로 바로 읽을 수 있기 때문입니다.

I형은 초기 사망률이 매우 낮아 곡선이 오래 평평하다가 노년에 급격히 떨어집니다. 자손을 적게 낳고 오래 보살피는 대형 포유류와 사람이 여기에 속합니다. III형은 정반대입니다. 태어나자마자 대부분이 죽어 곡선이 처음부터 급락하고, 그 시기를 넘긴 소수는 오래 삽니다. 알을 수없이 많이 낳고 돌보지 않는 어류나 굴이 대표적입니다. II형은 나이에 상관없이 사망률이 일정해 로그 눈금에서 직선으로 내려갑니다.

핵심은 어느 쪽이 더 우월한 전략이냐가 아니라는 점입니다. 자원과 위험이 다르면 유리한 전략도 달라집니다. 새끼를 하나 낳아 정성껏 기르는 것과 알 수백만 개를 뿌리는 것은, 각자의 환경에서 자손을 남기는 서로 다른 답입니다.

이렇게 나타납니다

예시 1

I형 — 적게 낳고 오래 보살핀다

사람이나 대형 포유류처럼 자손 수가 적고 부모의 돌봄 기간이 긴 경우입니다. 어린 시기의 사망이 적어 곡선이 오랫동안 평평하게 유지되다가, 수명의 끝 무렵에 가파르게 떨어집니다.
예시 2

III형 — 많이 낳고 맡긴다

굴이나 물고기처럼 한 번에 수많은 알을 낳고 돌보지 않는 경우입니다. 대부분의 어린 개체가 초기에 잡아먹히거나 정착에 실패해 곡선이 처음부터 급격히 떨어집니다. 그 고비를 넘긴 소수는 상대적으로 오래 삽니다.
예시 3

II형 — 나이와 무관한 사망

일부 조류나 히드라처럼, 죽는 원인이 나이가 아니라 우연한 사고나 포식인 경우입니다. 어느 나이 구간에서든 같은 비율로 죽으므로 로그 눈금에서 곡선이 직선이 됩니다.

세 가지 생존 곡선

구분	I형	II형	III형
초기 사망률	매우 낮음	중간 (일정)	매우 높음
곡선 모양 (로그 눈금)	오래 평평하다가 급락	직선	처음에 급락 후 완만
자손 수	적음	중간	매우 많음
부모의 돌봄	많음	중간	거의 없음
예	사람, 대형 포유류	일부 조류, 히드라	어류, 굴

자주 하는 오해

세로축을 사망 개체 수로 읽기

이렇게 생각하기 쉬움곡선이 아래로 떨어지는 구간은 그때 죽은 개체가 적다는 뜻이다

실제로는세로축은 '그때까지 살아남은 개체 수'입니다. 곡선이 가파르게 떨어지는 구간이 바로 사망이 많이 일어나는 시기입니다.

생존 곡선은 누적 생존자를 그린 것이라 항상 오른쪽으로 갈수록 내려갑니다. 정보는 '높이'가 아니라 '기울기'에 있습니다. 기울기가 가파를수록 그 시기의 사망률이 높습니다.

III형 생물이 I형 생물보다 열등하다고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움새끼가 대부분 죽어 버리는 III형은 진화가 덜 된 실패한 전략이다

실제로는둘은 우열이 아니라 다른 전략입니다. 자손 수백만 개 중 몇 개만 살아남아도 개체군은 유지되고, 그 대신 돌봄에 드는 비용을 아낍니다.

자연 선택이 고르는 것은 '오래 사는 개체'가 아니라 '자손을 많이 남기는 개체'입니다. 굴이 알 수백만 개를 낳는 것과 코끼리가 새끼 하나를 오래 기르는 것은, 각자의 환경에서 자손 수를 최대로 만드는 서로 다른 해법입니다. 어느 쪽이 우월하냐는 질문 자체가 성립하지 않습니다.