먹이 사슬과 먹이 그물

중학교생물초원의 로트카-볼테라 먹이망 모델

이 실험 소개

초원의 먹이망은 풀, 초식동물 세 종, 개구리, 뱀, 그리고 최상위 포식자 두 종으로 이루어져 있습니다. 모든 종은 균형 잡힌 상태에서 시작합니다. 아무 종이나 클릭해 제거하고, 이후 몇 년 동안 먹이망 전체에 파급되는 영향을 살펴보세요. 개체 수가 늘어나는 종도, 줄어드는 종도 있으며 완전히 사라지는 종도 있습니다. 강수량을 바꾸어 먹이망 아래쪽의 가뭄이 위쪽 동물들에게 어떤 영향을 미치는지 확인해 보세요.

학습 목표

  • 먹이그물에서 생산자, 1차 소비자, 2차 소비자, 최상위 포식자를 식별한다
  • 먹이그물의 화살표가 에너지 흐름의 방향을 나타낸다는 점을 설명한다
  • 한 종을 제거하면 그 종의 포식자, 먹이, 경쟁자에게 어떤 영향이 생기는지 예측한다
  • 생산자의 변화가 먹이그물의 상위 단계로 어떻게 퍼져 나가는지 설명한다

사용 방법

  1. 1생산자와 모든 소비자를 말하고, 풀에서 매까지 이어지는 먹이 사슬을 각각 따라간다.
  2. 2토끼에게 어떤 일이 일어날지 예측한 다음, 여우를 클릭해 제거하고 재생을 누른다.
  3. 3초기화하고 쥐를 제거한 뒤, 뱀과 매가 사라지는 이유를 설명한다.
  4. 4초기화한 뒤 강수량을 60%로 낮춘다. 어떤 종이 가장 먼저 영향을 받으며, 그 이유는 무엇인가?

모델

일반화된 로트카-볼테라 모델. 섭식 관계는 포식자를 증가시키고 피식자를 감소시킨다.
풀은 스스로 자란다. 먹이가 없으면 모든 동물의 개체수가 감소한다.
밀집으로 인해 모든 종의 개체수가 제한되므로, 생물 군집은 안정된 상태에 도달한다

가정

  • 이것은 정성적 학습 모델입니다. 개체수는 실제 개체 수가 아니라 초기값에 대한 백분율로 표시됩니다.
  • 각 먹이 연결은 일정한 비율로 생물량을 전달하며, 모든 종은 개체 수 과밀로 인해 제한을 받습니다.
  • 개체 수가 시작 시점의 1% 미만으로 떨어진 종은 해당 지역에서 멸종한 것으로 간주되며, 다시 추가하지 않는 한 돌아오지 않습니다.
  • 강수량은 풀의 성장 속도만 바꿉니다. 계절, 질병, 이동은 고려하지 않습니다.

수업에서 해 보기

  1. Q1여우를 제거하면 토끼가 늘어납니다. 그런데 왜 풀은 조금 줄어들까요?
  2. Q2쥐를 제거하면 뱀과 매가 사라집니다. 그런데 왜 여우는 살아남을까요?
  3. Q3메뚜기를 제거하면 개구리는 사라지지만 여우는 늘어납니다. 이러한 연쇄 효과를 설명하세요.
  4. Q4어떤 한 종을 제거했을 때 다른 종이 가장 많이 사라지게 되나요? 이것은 그 종에 대해 무엇을 알려 주나요?

자주 묻는 질문

먹이 사슬과 먹이 그물은 어떻게 다른가요?

먹이 사슬은 생산자에서 최상위 포식자까지 이어지는 하나의 먹이 경로입니다. 먹이 그물은 한 서식지의 모든 먹이 사슬을 연결하여, 대부분의 동물이 둘 이상의 종을 먹고 또한 둘 이상의 종에게 먹힌다는 것을 보여 줍니다.

화살표는 왜 피식자에서 포식자를 향하나요?

화살표는 에너지와 물질의 흐름을 나타냅니다. 여우가 토끼를 먹으면 에너지는 토끼에서 여우로 이동합니다.

이 모델은 실제 동물의 수를 보여 주나요?

아니요. 추세를 보여 줍니다. 실제 먹이 그물에는 훨씬 더 많은 종이 있으며, 상호작용의 강도는 현장에서 측정합니다. 학생들이 비교해야 하는 것은 변화의 방향입니다.