해양 먹이 그물과 영양 역학

식물성 플랑크톤에 의해 고정된 에너지는 초식 동물, 포식자, 분해자를 통해 상위로 흐르며, 이 먹이 그물의 구조와 그 안에서 미생물의 놀라운 중요성은 전체 해양의 생산성을 좌우합니다.

Definition

해양 먹이 그물은 해양 생물들 사이에서 에너지와 영양분을 이동시키는 섭식 관계의 네트워크를 의미하며, 영양 역학은 이러한 단계를 거치면서 생산이 어떻게 전달되고, 변형되며, 손실되는지를 설명합니다.

Scope

이 주제는 영양 단계 간의 에너지 및 물질 전달, 식물성 플랑크톤에서 어류로 이어지는 고전적인 초식 먹이 사슬, 용존 유기물을 재활용하는 미생물 루프, 영양 전달 효율성, 그리고 해양 군집 구조를 형성하는 통제 요인(상향식 및 하향식)을 다룹니다.

Core questions

• 해양에서 한 영양 단계에서 다음 영양 단계로 에너지가 얼마나 효율적으로 전달됩니까?
• 미생물 루프는 무엇이며, 고전적인 먹이 사슬을 어떻게 변화시킵니까?
• 상향식 영양분 공급과 하향식 포식이 해양 군집을 어떻게 공동으로 구성합니까?
• 먹이 그물 구조가 어업 생산량과 생태계 안정성에 어떻게 영향을 미칩니까?

Key theories

영양 전달 효율성

한 영양 단계의 에너지 중 극히 일부만이 다음 단계로 전달되므로, 생산적인 용승 지역의 짧은 먹이 사슬은 외해의 긴 사슬보다 훨씬 더 많은 어업을 지원합니다.

미생물 루프

박테리아는 용존 유기물을 소비하고 원생생물에 의해 섭취되어 탄소와 영양분을 먹이 그물로 되돌려 보내며, 고전적인 초식 사슬이 간과했던 주요 경로를 밝혀냈습니다.

Mechanisms

식물성 플랑크톤은 동물성 플랑크톤에 의해 섭취되고, 동물성 플랑크톤은 더 큰 동물에 의해 섭취되며, 각 단계마다 호흡과 배설을 통해 대략 10배 정도의 에너지 손실이 발생합니다. 이와 병행하여, 미생물 루프는 용존 유기물을 박테리아와 원생생물을 통해 먹이 그물로 다시 유입시키며, 이러한 경로들의 상대적 중요성은 영양분 공급과 플랑크톤의 크기 구조에 따라 달라집니다.

Clinical relevance

먹이 그물 구조는 1차 생산이 어떻게 수확 가능한 어류로 전환되는지, 수은과 같은 오염 물질이 어떻게 최상위 포식자로 생물 농축되는지, 그리고 생태계가 남획과 기후 변화로 인한 플랑크톤 군집의 변화에 어떻게 반응하는지를 결정합니다.

History

린데만(Lindeman)의 에너지 흐름에 대한 영양 역학 개념(1942)은 먹이 그물을 정량적으로 구성했습니다. 해양에서는 포메로이(Pomeroy)와 아잠(Azam) 및 동료들이 1970년대 후반과 1983년에 미생물 루프를 확립하여 해양 에너지와 탄소 흐름에 대한 관점을 근본적으로 수정했습니다.

Key figures

• Lawrence Pomeroy
• Farooq Azam
• John Steele

Seminal works

• millerWheeler2012
• azam1983

Frequently asked questions

외해에 대형 포식자가 거의 없는 이유는 무엇입니까?

각 영양 단계의 에너지 중 약 10분의 1만이 다음 단계로 전달되기 때문에, 긴 외해 먹이 사슬은 최상위 포식자를 위한 에너지를 거의 남기지 않아 그 수가 상대적으로 적습니다.

미생물 루프란 무엇입니까?

이는 다른 유기체에 의해 방출된 용존 유기물을 박테리아가 흡수하고, 이 박테리아가 작은 원생생물에 의해 섭취되어 탄소와 영양분을 해양 먹이 그물로 재활용하는 경로입니다.