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- 2100년까지 상당량의 4분의 1이 멸종될 수도 있다.
- 이 종의 계단식 손실의 주요 동인은 기후 변화와 인간의 토지 사용

종의 멸종 위기
2050년까지 척추동물의 최대 10%가 멸종될 수 있다.

멸종 위기에 처한 다양성:
멸종의 연쇄 반응은 향후 수십 년 동안 척추동물 종의 막대한 손실로 이어질 수 있다고 모델 계산이 보여준다. 2050년까지 모든 척추동물 종의 10%가 위협을 받고 있으며 2100년까지 상당량의 4분의 1이 멸종될 수도 있다. 이 종의 계단식 손실의 주요 동인은 기후 변화와 인간의 토지 사용이다. 연구팀이 Science Advances에 보고한 바와 같이 그들의 직간접적인 영향은 전체 생태 네트워크와 다른 종을 약화시킨다. 

▲ 이 다이애나 원숭이는 또한 멸종 위기에 처한 척추 동물 종 중 하나다. © Thorsten Spoerlein/ 게티 이미지

척추동물이든 식물이든 곤충이든 지구의 생물다양성은 빠르게 줄어들고 있다. 인간의 토지 사용 외에도 특히 기후 변화는 수많은 종들이 위협받고 있다는 사실에 책임이 있다. 종의 막대한 손실을 고려해 과학자들은 이미 여섯 번째 대량 멸종에 대해 이야기하고 있다. 이는 공룡이 사라진 이후 가장 큰 것이다. 그러나 높은 수준의 복잡성으로 인해 어떤 요인이 어느 정도 관련되어 있으며 향후 개발이 어떻게 될지 예측하기 어렵다.

가상 동물 종

이탈리아 Ispra에 있는 유럽 위원회 공동 연구 센터의 Giovanni Strona와 호주 Adelaide에 있는 Flinders University의 Corey Bradshaw는 이제 그러한 예측을 가능하게 하는 모델을 개발했다. 그들은 오로지 척추동물에만 초점을 맞추었고, 단순화하기 위해 그들을 먹일 충분한 식물과 무척추동물이 항상 있을 것이라고 가정했다.

▲ 그림 1. CMIP6 SSP4-6.0 시나리오에서 2020년 관찰된 척추동물 다양성과 모델링된 다양성. 관찰된 다양성(A)은 가상 종의 생태적 곰팡이로 사용되는 모든 척추동물의 분포 범위를 오버레이하여 계산된다(재료 및 방법 참조). 모델링된 다양성(B)은 지역당 가상 종의 로그 변환된 수에 해당한다(100개의 모델 복제에 대한 평균). 가상 종의 분포는 실제 척추동물의 분포에서 직접적으로 발생하지 않는다. 대신 모델링된 다양성은 가상 종과 로컬 가상 커뮤니티/먹이 웹 및 환경 간의 상호 작용에서 비롯된 시뮬레이션된 시스템의 창발적 속성이다. 지도 해상도는 1° × 1°이다. (출처: 관련논문 Coextinctions dominate future vertebrate losses from climate and land use change)

“모델에 실제 동물 종을 포함하는 대신 소위 가상 종을 선택했다. 정확히 일치한다”고 저자는 설명했다. "실제 데이터는 가상 종을 만들고 커뮤니티 역학을 지배하는 기본 생태 규칙을 식별하기 위한 템플릿 역할을 한다.“

기후변화를 가장 중요한 요인으로

이 접근법의 장점은 한편으로 저자가 종의 실제 구성에 대한 정보가 아직 불완전한 지구의 영역을 채우기 위해 가상 동물 종을 사용할 수 있다는 것이다. 또한 가상 종은 실제 동물 종과 현재의 생물학적 다양성 패턴에 대한 가정을 무시하면서 중요한 것, 즉 변화의 과정과 동인에 주의를 기울이는 데 도움이 된다.

▲ 그림 2. 서로 다른 기후 예측 하에서 2020년과 비교하여 2100년까지 육상 척추동물 다양성, 상호 작용 및 연결의 시뮬레이션된 상대적 국지적 손실. 지도는 초기 조건과 관련하여 2100년의 국지적 손실을 보여주는 반면, 플롯은 2020년부터 2100년까지 매년 지구 전체 지역의 평균 손실을 보여준다. 지도와 플롯 모두에서 결과는 100회 반복의 평균(플롯의 경우 먼저 평균 100번의 반복 실험에서 로컬 손실 후 모든 지역에 걸쳐 평균 로컬 손실 값 음영 영역은 95% 신뢰 구간으로 100번의 시뮬레이션으로 얻은 평균 지도에서 지역 간 편차를 보여준다.

결과:
"모든 모의 기후 시나리오에서 기후 변화가 대부분의 직접적인 멸종 사건의 원인이었다"고 Strona와 Bradshaw는 보고했다. “그러나 이 결과는 토지 이용 변화가 생물다양성 손실의 중요한 요인이라는 사실을 결코 반박하지 않는다. 오히려 기후 변화의 중요성이 커지고 있음을 강조한다.”

저자는 또한 인간의 토지 사용이 이미 과거에 생물다양성에 큰 피해를 입혔지만 이 모델은 미래의 발전을 묘사할 뿐이라고 지적했다.

연쇄 반응은 종 손실을 증폭시킨다.

저자에 따르면 이러한 영향 요인의 직접적인 영향만 고려한다면 멸종의 정도를 훨씬 과소평가하게 될 것이라고 한다. 결국, 한 종이 멸종되면 그것에 의존하는 다른 종들도 위험에 빠뜨리고 따라서 멸종의 연쇄 반응을 유발할 수 있다. 모델에 따르면 이러한 동시 멸종은 1차 멸종 사건의 영향을 모델 계산에서 184.2%까지 크게 증가시킬 수 있다.

"우리의 결과는 이전에 가정했던 것보다 훨씬 더 큰 손실을 지적할 뿐만 아니라 생태 네트워크의 응집력이 약화됨에 따라 생물 다양성의 손실이 지역 사회 회복력의 추가적인 약화를 동반할 것임을 보여준다"고 과학자들은 말했다.

▲ 그림 3. 2050년까지의 공존 효과. 이는 참조(1차 멸종만 해당) 시나리오와 비교하여 공존 시나리오에서 다양성 손실의 백분율 증가로 정량화. (시각화 및 비교를 쉽게 하기 위해)

2050년까지 이미 가장 많은 종의 손실

Strona와 Bradshaw는 그들의 모델이 실제 세계를 복제한다고 주장하는 것이 아니라 우리와 매우 유사할 가능성이 있는 생물학적으로 그럴듯한 지구를 시뮬레이션할 뿐이라고 지적했다. "모델은 지구의 미래를 예측할 수 없지만 대신 다른 시나리오를 기반으로 상대적인 가능한 시나리오를 예상하고 이러한 결과로 이어지는 기본 프로세스를 보여준다"고 저자는 설명했다.

우리 지구가 시뮬레이션과 유사하게 발전한다면 우리는 이미 생물다양성 손실이 가장 큰 단계에 있는 것이다. "모델에 따르면, 생물 다양성의 가장 큰 변화는 2050년 이전에 느껴질 것이다"고 연구원들은 말했다. 이것은 자연 공동체에 가장 어두운 시간이 임박했을 수 있으며 향후 수십 년이 전 세계 생물 다양성의 미래에 매우 중요할 것임을 강조했다.”
(Science Advances, 2022, doi: 10.1126/sciadv.abn4345)
출처: 미국과학진흥협회(AAAS)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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