2017 Biological annihilation via the ongoing sixth mass extinction signaled by vertebrate population losses and declines

#생물다양성

Biological annihilation via the ongoing sixth mass extinction signaled by vertebrate population losses and declines

Gerardo Ceballos a,1 , Paul R. Ehrlich b,1 , and Rodolfo Dirzo b

 

현재 진행 중인 여섯 번째 대량 멸종으로 인한 생물학적 전멸은 척추동물 개체 수의 감소와 소멸로 나타납니다.

헤라르도 세바요스 (Gerardo Ceballos) a,1, 폴 R. 얼리치 (Paul R. Ehrlich) b,1, 로돌포 디르조 (Rodolfo Dirzo) b

a 멕시코 국립 자치 대학교 생태 연구소, 멕시코 시티 04510, 멕시코; b 스탠포드 대학교 생물학과, 스탠포드, 캘리포니아 94305

폴 R. 얼리치 기고, 2017년 5월 23일 (2017년 3월 28일 검토 요청; 토마스 E. 러브조이, 피터 H. 레이븐 검토)

 

우리가 여기서 설명하는 개체군 멸종 현상은 양적인 관점에서 볼 때, 지구의 여섯 번째 대량 멸종이 단순히 종의 멸종만으로 볼 때보다 훨씬 심각하다는 것을 보여줍니다. 따라서 인류는 인간 활동으로 인한 개체군 절멸과 파괴에 즉시 대처해야 합니다. 이러한 결론은 27,600종의 척추동물 표본을 사용하여 서식지 축소 정도(국제 자연 보전 연맹(IUCN)에 따르면 개체군 감소 및/또는 개체군 멸종을 나타냄)를 분석한 결과와 1900년에서 2015년 사이에 177종의 포유류에서 발생한 개체군 멸종을 상세히 분석한 결과에 기반합니다.

우리는 육상 척추동물의 개체군 감소율이 "낮은 관심종"에서도 매우 높다는 것을 발견했습니다. 알려진 척추동물 종의 거의 절반을 포함하는 우리 표본에서 32% (27,600종 중 8,851종)가 감소하고 있습니다. 즉, 개체군 크기와 서식지가 줄어들었습니다. 상세한 데이터를 가지고 있는 177종의 포유류 중 모든 종이 지리적 범위의 30% 이상을 잃었으며, 종의 40% 이상이 심각한 개체군 감소(80% 이상의 서식지 축소)를 겪었습니다.

우리의 데이터는 지구 전체적인 종 멸종 외에도 지구는 엄청난 규모의 개체군 감소와 절멸을 겪고 있으며, 이는 문명 유지에 필수적인 생태계 기능 및 서비스에 부정적인 연쇄 효과를 미칠 것임을 나타냅니다. 우리는 이것을 지구에서 진행 중인 여섯 번째 주요 멸종 사건의 현재 규모를 강조하기 위해 "생물학적 전멸"이라고 설명합니다.

 

핵심 주제: 여섯 번째 대량 멸종 | 개체군 감소 | 개체군 멸종 | 보전 | 생태계 서비스

 

생물 다양성의 손실은 인류가 야기한 가장 심각한 전 지구적 환경 문제 중 하나입니다. 수백 종의 종과 수많은 개체군이 매년 멸종으로 치닫고 있습니다 (1–8). 지질학적 시간의 관점에서 볼 때, 지구의 가장 풍부했던 생물군은 이미 여섯 번째 대량 멸종 현상에 깊이 들어서 있습니다 (9–14).

화석 기록에서 감지된 대량 멸종 현상은 종 또는 더 높은 분류군의 전 지구적 멸종률로 측정되었습니다 (예: 9번 참고 문헌). 예를 들어, 보수적으로 지난 100년 동안 거의 200종의 척추동물이 멸종했습니다. 이는 매년 약 2종의 손실을 의미합니다. 그러나 지난 2백만 년 동안 우세했던 "배경" 또는 "정상" 멸종률을 적용하면, 200종의 척추동물 손실은 1세기 만에 사라지는 것이 아니라, 분석되는 동물 그룹에 따라 최대 10,000년이 걸렸을 것이라는 사실을 깨닫는 사람은 거의 없습니다 (11).

해양 환경을 구체적으로 살펴보면, 전 세계적으로 멸종된 것으로 기록된 동물 종은 15종에 불과합니다 (15). 해양 멸종을 정확하게 기록하는 어려움을 감안할 때 이는 과소평가되었을 가능성이 높습니다. 무척추동물의 전 지구적 멸종과 관련하여, 이용 가능한 정보는 제한적이며 주로 위협 수준에 초점을 맞추고 있습니다. 예를 들어, 국제 자연 보전 연맹 (IUCN) 적색 목록에 평가된 3,623종의 육상 무척추동물 중 42%, 1,306종의 해양 무척추동물 중 25%가 멸종 위기에 처해 있는 것으로 추정됩니다 (16).

그러나 인간의 일생의 관점에서는 현재 종 멸종의 규모를 제대로 인식하기 어렵습니다. 연간 두 종의 척추동물이 멸종하는 속도는 대중의 충분한 관심을 불러일으키지 못합니다.

특히 많은 종들이 잘 알려지지 않았고 제한된 서식 범위만을 가졌기 때문에, 예를 들어 멕시코에 서식하던 아주 작은 물고기인 **카타리나 송사리(Megupsilon aporus, 2014년 멸종)**나, 이름 그대로의 화산섬에서 사라진 **크리스마스섬 날박쥐(Pipistrellus murrayi, 2009년 멸종)**와 같은 사례들이 있다.

종의 멸종은 장기적으로 볼 때 매우 중요한 문제이다. 왜냐하면 이런 손실은 되돌릴 수 없고, 지구의 영감과 심미적 자원 고갈부터 생태계 기능과 서비스의 악화에 이르기까지 심대한 영향을 미칠 수 있기 때문이다(예: 참고문헌 17–20). 하지만 과학자들이 종의 멸종에 지나치게 초점을 맞춘 결과, 다음과 같은 오해가 생길 수 있다. 즉, 지구의 생물상이 심각하게 위협받고 있지는 않다거나, 생물다양성 손실은 지금 당장 깊이 우려할 정도는 아니며 천천히 진행되고 있는 과정에 불과하다는 인식이다(예: 참고문헌 21, 그러나 9, 11, 22도 참고). 그 결과, 우리는 생물다양성 붕괴를 나중에 해결해도 괜찮다거나, ‘멸종종 복원 기술(deextinction)’ 같은 기술로 극복할 수 있다는 매우 위험한 착각을 불러일으킬 수 있다(참고문헌 23 참고).

특히 이러한 접근 방식은 현재의 멸종 사태에서 두 가지 핵심적인 측면을 간과하게 만들었다.

(i) 개체군(population)의 소멸, 이는 대체로 종의 멸종보다 먼저 발생하며,

(ii) 남아 있는 일부 개체군의 개체 수가 급격히 감소하는 현상이다.

개체 수 및 개체군의 상실에 대한 정밀 분석은 이 문제가 훨씬 명확하고 심각하다는 점을 보여주며, 인류세(Anthropocene) 시대의 생물학적 멸종 위기를 고려할 때 점점 더 중요해지는 여러 지표들을 강조한다.

 

의의(Significance)

종의 멸종에 지나치게 집중하는 것은 오늘날 생물학적 멸종 파동의 중요한 측면이긴 하지만, 지구 생물상이 즉각적인 위협에 처한 것이 아니라, 서서히 생물다양성 상실의 국면으로 접어들고 있다는 일반적인 오해를 불러일으킨다. 그러나 이러한 관점은 현재 진행 중인 개체군 감소와 멸실 현상을 간과한다.

본 연구에서는 27,600종의 육상 척추동물 표본과, 177종의 포유류에 대한 상세 분석을 통해, 심지어 보통은 ‘위협 우려가 낮은 종(species of low concern)’에서도 개체군 붕괴 수준이 매우 심각함을 보여준다.

개체 수의 감소와 분포 범위의 축소는 인간 활동에 의한 생물다양성과 생태계 서비스의 대규모 침식을 의미하며, 이는 문명의 지속에 필수적인 기능들이다.

이러한 **“생물학적 전멸(Biological Annihilation)”**은 현재 진행 중인 지구의 여섯 번째 대멸종 사태가 인류에게 얼마나 심각한 문제인지를 분명히 보여준다.

 

최근 수십 년 동안, 서식지 상실, 남획, 외래 생물종, 오염, 독성화, 그리고 기후 변화 등은 이들 요인 간의 상호작용과 함께, 희귀종뿐만 아니라 흔한 척추동물 종들의 개체 수와 개체군 규모 모두에서 파국적인 감소를 초래해왔다(24–28). 예를 들어, 1~2십 년 전까지만 해도 비교적 안전했던 포유류 종들 중 상당수가 현재는 멸종위기에 처해 있다.

2016년 기준으로 **치타(Cheetah)**는 약 7,000개체만 남아 있었으며(29),

**보르네오 오랑우탄(Pongo pygmaeus)**과 **수마트라 오랑우탄(P. abelii)**은 각각 5,000개체 미만으로 남아 있었다(28).

**아프리카사자(Panthera leo)**는 1993년 이후 개체군이 43% 감소했고(30),

**천산갑(Manis spp.)**은 개체군이 붕괴 수준에 이르렀으며(31),

**기린(Giraffa spp.)**은 1985년 약 11만 5천 개체에서 2015년 약 9만 7천 개체로 감소했으며, 현재는 네 개의 종(G. giraffa, G. tippelskirchi, G. reticulata, G. camelopardalis)으로 분류되고 있다(32).

과거의 중요한 연구(25)는 면적당 유전적 개체군 수를 기반으로, 산림 파괴 추정치와 **종-면적 관계(SAR)**를 사용하여 멸종을 예측하였다. 그러나 SAR 방식의 한계가 잘 알려진 상황에서, 본 연구는 종의 서식 범위 축소를 개체군 멸실의 대리 지표로 삼는 새로운 접근을 제시한다.

가장 최근의 **Living Planet Index(LPI)**는 1970년부터 2012년까지 전 세계 야생동물 개체수가 58% 감소했다고 추정하였다(4). 본 연구는 LPI나 기존 연구들과는 다음과 같은 몇 가지 차별점을 지닌다:

IUCN 기준에 따라 감소 중인 모든 척추동물 종을 포함하며,

절대 수치 및 상대 수치로 지도화 및 비교,

개체군 손실 자체에 중점을 둔다.

기존 추정치는 우리가 제시하는 지역 개체군의 상실 및 개체군 규모의 급감 자료에 의해 검증되고 있으며(참고: 3, 4, 6–8, 26 참조),

이번 연구에서는 전 지구를 10,000㎢의 격자 단위로 나누어, 육상 척추동물 개체군 손실의 규모를 분석하였다.

종들은 흔한 것부터 희귀한 것까지 다양하며, 본 분석은 **IUCN에서 “감소 중(decreasing)”으로 분류한 모든 육상 척추동물(양서류, 조류, 파충류, 포유류)**을 포함하기 때문에, 단순히 위기종만 분석한 기존 IUCN 데이터보다 개체군 손실을 더 정확히 반영한다. 주지하듯, 흔한 종이라 해도 감소 중이면 위기종으로 분류되지 않을 수 있다. IUCN 기준은 개체군 수, 감소 추세, 서식 범위에 대한 정량적 기준을 제공한다(28, 33 참조).

우리는 또한 1900년경부터 2015년까지의 서식 범위 축소 자료가 존재하는 177종의 포유류를 분석하여 개체군 감소와 축소 범위를 평가하였다. 특히 우리는 지역 개체군의 절멸에 주목하며 다음의 질문들을 다루었다:

감소 중인 육상 척추동물 종은 몇 종이며, 그 지리적 분포는 어떤가?

가장 많은 감소 종을 포함하고 있는 척추동물 분류군과 지리적 지역은 어디인가?

포유류 개체군 감소의 규모는 어느 정도이며, 이는 다른 척추동물의 지표로서 어떤 의미를 갖는가?

이 질문들을 바탕으로 우리는 다음과 같은 결론에 도달하였다:

인위적인 개체군의 멸절은 지구 역사상 가장 큰 생물다양성의 침식을 초래하고 있으며,

개체군의 손실과 감소는 특히 중요하다. 왜냐하면 생태계 서비스는 주로 지역 및 지역 수준의 개체군에 의해 제공되기 때문이다.

 

결과

척추동물 개체군 손실의 변이 양상

모든 육상 척추동물을 고려했을 때, 공간적으로 명시된 우리의 분석은 전 지구적으로 개체군 손실이 대규모로 발생하고 있으며, 이는 종 감소의 세계적 유행이라는 점을 시사한다. 이러한 분석 결과는 척추동물 생명의 붕괴가 지리적으로 광범위하게 퍼져 있고, 계통 분류학적 경계를 넘으며, 흔한 종부터 희귀종까지 포함한다는 견해를 뒷받침한다(그림 1~4 참조).

그러나 개체군 손실은 균일하지 않다.

일부 지역에서는 지역 개체군 절멸을 겪고 있는 종들의 밀도가 특히 높게 나타났으며,

이러한 분포는 위도와 관련된 뚜렷한 패턴을 보여주며, 특히 열대지방 사이(즉, 북회귀선과 남회귀선 사이)에서 개체 수 감소 종의 집중도가 정점을 이루는 것으로 나타났다.