열생태학

Thermal ecology

열생태학은 온도와 유기체의 상호작용을 연구하는 학문이다. 그러한 상호작용은 유기체의 생리학, 행동 패턴, 그리고 환경과의 관계에 미치는 온도의 영향을 포함한다. 따뜻해지는 것은 보통 더 큰 건강과 관련이 있지만, 이 정도의 열을 유지하는 것은 상당한 양의 에너지를 소모한다. 유기체는 원하는 온도에서 계속 작동하고 대사 기능을 최적화할 수 있도록 다양한 절충을 할 것이다. 기후변화의 출현과 함께 과학자들은 종들이 어떻게 영향을 받을지, 그리고 어떤 변화를 겪게 될지를 연구하고 있다.

역사

열생태학이 언제 새로운 과학의 한 분야로 인식되기 시작했는지는 정확히 알 수 없지만, 1969년 사바나 강생태연구소(SREL)는 원자로가 인근 여러 수역으로 방출되는 냉난방수 때문에 열응력에 관한 연구 프로그램을 개발했다. SREL은 듀폰 회사 사바나 강 연구소, 원자력 위원회와 함께 1974년 제1회 열 생태에 관한 과학 심포지엄을 후원하여 이와 유사한 사례뿐만 아니라 이 문제를 논의하였고 1975년 제2회 심포지엄이 다음 해에 개최되었다.[1]

동물

온도는 신체의 성장과 크기, 그리고 행동과 신체 적응에 기여하면서 동물들에게 현저한 영향을 미친다. 동물들이 체온을 조절할 수 있는 방법에는 매일의 활동을 통해 열을 발생시키는 것과 밤에 오랫동안 활동을 하지 않는 것을 통해 열을 식히는 것이 있다. 해양동물이 할 수 없기 때문에 환경과의 열전달을 최소화하기 위해 표면적 대 부피 비율을 작게 하고 극한의 추운 조건에서 생존을 위한 체내 부동액 생성 등의 특성을 갖도록 적응해 왔다.[2]

캘리포니아 점박이올빼미(스트릭스 오크덴탈리스)

내복

내복은 체온을 따뜻하게 유지하는데 많은 양의 에너지를 소모하므로 이를 보충하기 위해서는 많은 양의 에너지를 섭취해야 한다. 그들이 이 문제를 해결하기 위해 진화한 몇 가지 방법이 있다. 예를 들어, 베르그만의 법칙에 따라, 추운 기후의 내열은 내부 열을 보존하는 방법으로 따뜻한 기후의 내열성보다 더 큰 경향이 있다.[3] 다른 방법으로는 매일의 토포와 동면을 통해 내부 온도와 대사율을 낮추는 것이 있다.[4]

스트립스 오시덴탈리스

스트릭스 오시덴탈리스 또는 캘리포니아 점박이올빼미는 약 18.20-35.20℃의 선호 온도 범위를 가지며 대부분의 다른 조류에 비해 열에 대한 내성이 떨어져 30-34℃에서 날개 축 처짐, 호흡 증가 등의 행동을 보인다. 이 때문에 그들은 노생림과 같은 온도 변화에 내성이 있는 환경에서 사는 경향이 있다.[5]

엑토르템스

이탈리아의 벽도마뱀(포다르시스 시쿨루스)

엑토르템의 주요 열원은 그들의 환경으로부터 오기 때문에, 열 요건은 지리적 위치에 따라 종에서 종으로 바뀐다. 일부 종은 세대를 통해 정적 선호 체온을 가지기 때문에 생리 조절을 최후의 수단으로 삼아 급격한 환경 변화 상황에서 행동 조절을 보이는 것으로 나타났다. 또한, 내치와 유사하게, 엑토르템은 일반적으로 온도 크기 법칙에 따라 추운 기후에서 살 때 크기가 더 크다.[3]

포다르시스시쿨루스

이탈리아 벽도마뱀으로 알려진 포다르시스 시큘러스(Podarcis siculus)는 남성과 여성 모두에게 28.40~31.57 °C의 선호 온도 범위를 가지고 있다. 여름철 체온과 대기 온도 사이에 강한 직접적인 관계가 관찰되었고 봄철에는 약한 상관관계가 관찰되었다. 그들의 내부 온도를 조절하기 위해, 바위 밑과 나뭇잎 아래 그늘을 찾는 것이 효과적이라는 것이 증명되었다.[6]

식물

풀피트의 잭(Arum maculatum)은 열생식을 이용해 파리를 유인할 수 있다. 그리고 나서 그들은 결국 방류되기 전에 꽃가루에 갇히고 덮인다.

식물 생식 중 많은 과정이 특정 온도 범위에서 작동하여 생식 성공에 중요한 온도를 만든다. 식물의 생식기 온도를 높이면 꽃가루 매개체의 방문이 더 잦아지고 대사 작용의 비율이 높아진다.[7] 식물의 열 포획과 유지에 영향을 미치는 요인으로는 꽃 방향, 크기와 모양, 색채화, 개폐, 음각, 열생성 등이 있다.[8]

기후변화

최근 지구 기후 변화로 인해 열생태학은 생태적 대응에 관한 과학자들의 관심사가 되고 있다. 관찰을 통해 유기체는 일반적으로 이러한 요소들이 이미 익숙한 환경과 일치하거나 현재 환경에 머무르는 환경으로 이동하여 새로운 조건에 적응하게 됨으로써 날씨와 온도의 변화에 반응한다는 것을 발견했다.[3] 갤럭시아스 판티 어종에 대한 연구에서, 서식지 감소와 같은 간접적인 영향은 해롭지만, 기온 상승과 같은 기후 변화의 직접적인 영향은 큰 위협이 되지 않을 것이라고 결론지었다.[9]

참조

  1. ^ "Fifty Years Ago: The Development of Thermal Ecology at SREL – The Ecological Society of America's History and Records". Retrieved 2019-10-22.
  2. ^ Camps, Marc Arenas (2015-05-21). "How do fishes survive in hot and cold waters?". All you need is Biology (in Catalan). Retrieved 2019-10-22.
  3. ^ a b c Clarke, Andrew (2017). Principles of Thermal Ecology: Temperature, Energy, and Life. Oxford University Press.
  4. ^ kronfeld-schor, Noga; Dayan, Tamar (2013-11-23). "Thermal Ecology, Environments, Communities, and Global Change: Energy Intake and Expenditure in Endotherms". Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 44: 461–480. doi:10.1146/annurev-ecolsys-110512-135917.
  5. ^ Wesley W. Weathers; Peter J. Hodum; Jennifer A. Blakesley (2001). "Thermal Ecology and Ecological Energetics of California Spotted Owls". The Condor. 103 (4): 678. doi:10.1093/condor/103.4.678.
  6. ^ Ortega, Zaida; Mencía, Abraham; Pérez-Mellado, Valentín (December 2016). "Thermal ecology of Podarcis siculus (Rafinesque-Schmalz, 1810) in Menorca (Balearic Islands, Spain)". Acta Herpetologica. 11 (2): 127–133. doi:10.13128/Acta_Herpetol-18117.
  7. ^ Salt, Alun (2019-06-18). "Thermal Ecology to become a hot topic « Botany One". Botany One. Retrieved 2019-10-21.
  8. ^ van der Kooi, Casper J.; Kevan, Peter G.; Koski, Matthew H. (2019-10-18). "The thermal ecology of flowers". Annals of Botany. 124 (3): 343–353. doi:10.1093/aob/mcz073. ISSN 0305-7364. PMC 6798827. PMID 31206146.
  9. ^ Barrantes, María; Lattuca, María; Vanella, Fabián; Fernández, Daniel (November 2017). "Thermal ecology of Galaxias platei (Pisces, Galaxiidae) in South Patagonia: perspectives under a climate change scenario". Hydrobiologia. 802 (1): 255–267. doi:10.1007/s10750-017-3275-3. S2CID 32618434.