개체군의 식성과 최적화 과정

소개글

개체군의 식성과 최적화 과정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 제목 : 개체군의 식성과 최적화 과정

2. 실험목적

3. 이론적 배경
1) 자원 및 에너지 획득
2)식성
3) 에너지 법칙
4) 알짜에너지 개념

4. 재료 및 방법

5. 결과

6. 고찰

7. 참고문헌

본문내용

을 목적으로 연관되어 있는 주변 계를 위하여 효율적으로, 즉 에너지를 유용한 일로 가장 aaksg이 전환할 수 있는 계라는 것이다.
생태학에 열역학을 도입한 사람은 로트카로 그는 물리화학으로 훈련받은 사람이었다. 로트카는 생물학자들이 하나하나의 생물종에 주의를 집중하면 진화에 대해서 지나치게 좁은 시야를 가지게 된다고 느꼈다. 그는 나누어진 계에서 자연선택이 에너지 흐름에도 작용할 것이 틀림없다고 믿었는데 이것이 현재 최대효력의 원리로 알려진 개념이다.
4) 알짜에너지 개념
사람들이 알아차리지 못하고 있는 것은 에너지를 생산하는 데 에너지가 들어간다는 점인 것 같다. 아래의 그림에서 보는 바와 같이 어떤 주어진 전환체계에 의해서 생산되는 에너지 중 약간은 전환체계를 유지하기 위해서 되먹임되어야 한다. 알짜에너지(net energy)를 생산하기 위해서, 에너지 산출(A)은 그 전환체계를 지속시키는 에너지 비용(B)보다 커야 한다.
4. 재료 및 방법
재료 : 바둑돌, 공기돌, 젓가락
방법
① 공기돌 27개와 바둑돌 3개를 놓고 제한 시간(20초)동안 최대로 많이 집어낸다. 이 때 공기돌과 바둑돌이 먹이감인데, 공기돌의 에너지는 한 개 당 1이고, 바둑돌은 3이라고 가정한다.
② 포획된 바둑돌과 공기돌의 수를 체크하고 획특에너지(R)을 계산한다.
식을 이용한다. (는 공기돌과 바둑돌 10개를 잡는데 걸리는 시간을 평균내어서 구한다.) : 어떤 먹이가 가진 에너지 , : 먹이를 만나는 확률
③ 공기돌 20개, 바둑돌 10개 / 공기돌 15개, 바둑돌 15개 / 공기돌 10개, 바둑돌 20개 / 공기돌 3개, 바둑돌 27개 로 각각 실험한다.
5. 결과
<표.1> 실험자1의 결과표
<그림.1-1> 실험자1의 결과 그래프 (방법1)
<그림.1-2> 실험자1의 결과 그래프 (방법2)
<표.2> 실험자2의 결과표
<그림.2-1> 실험자2의 결과 그래프 (방법1)
<그림.2-2> 실험자2의 결과 그래프 (방법2)
<표.3> 실험자3의 결과표
<그림.3-1> 실험자3의 결과 그래프 (방법1)
<그림.3-2> 실험자3의 결과 그래프 (방법2)
6. 고찰
이번 실습은 먹이가 상이한 비율로 있을 때 개체가 취하는 먹이의 비율과 그 때 취득한 에너지를 계산해 보았다. 에너지 값을 R값으로 구했는데, 이 식을 통하여 구했다. R은 획득한 에너지를 나타내고, 는 먹이를 만나는 확률인데 우리가 눈으로 보면서 먹이를 집는 실험이었으므로 만나는 확률은 1로 가정하였다. 그리고 계산을 하는 방법이 먹이의 종류별로 구해서 R값들을 더해야 하는 것인지, 아니면 하나의 개체가 얻은 에너지를 한꺼번에 R로 계산해야 되는 것인지 정확히 알지 못해서 두 가지 방법을 모두 이용하여 R값을 계산했다. <표.1>,<표.2>,<표.3>에서 보면 실험결과 값 옆에 공기돌R, 바둑돌R, 전체R이라고 되어있는 세 개의 열들은 각각 공기돌과 바둑돌의 R을 구한 뒤 두를 합한 값을 전체R에 나타낸 것이고, 그 옆의 R열은 먹이종류로 나누어 구하지 않고 한꺼번에 구한 값이다. 먼저, 따로따로 구하는 값은 다음과 같은 과정으로 구하였다. 공기돌 R을 구할 때에는 로 계산하고 바둑돌R도 마찬가지의 식으로 구하여서 두 값을 더하였다. <그림.1-1>, <그림.2-1>, <그림.3-1>은 이와 같이 구한 R을 그래프로 나타낸 것이다.
그리고 먹이 종류별로 구하지 않고 한번에 R값을 구한 과정은 다음과 같다.
<그림.1-2>, <그림.2-2>, <그림.3-2>은 이렇게 구한 R값을 그래프로 나타낸 것이다.
각기 다른 방법으로 구한 R값의 절대적인 수치는 굉장히 차이가 많이 나지만, 그래프로 비교해 보면 비슷한 양상을 보였다. 실험자 1,2,3 모두 바둑돌의 수가 가장 많은 공기돌 3개, 바둑돌 27개인 경우에 최고치의 에너지를 획득하였다. 획득비율을 보면 공기돌이 3개만 있는 경우나 바둑돌이 3개만 있는 경우에는 실험자 3명 모두가 3개를 모두 획득하였는데, 그 외의 획득 비율에는 실험자간의 비슷한 경향이 보이지는 않는다. 실험자1은 획득비율이 일정하게 증가하거나 감소하는 모습을 보이지 않았지만 세 실험자 중에서 대체로 높은 에너지 획득률을 보여주었다. 실험자2는 바둑돌의 획득 비율이 바둑돌의 수가 늘어남에 따라 점점 감소하는 경향을 보였고, 에너지 획득도 바둑돌의 수가 늘어남에 따라 증가하는 경향이었다. 실험자3의 경우에는 획득비율과 에너지 획득 경향이 일정한 방향으로 일어나지는 않았고, 실험자들 중에서도 가장 낮은 에너지 획득을 보였다. 만약 개체군 내에 실험자1,2,3과 같은 개체들이 있다면, 실험자1이 가장 경쟁력이 높아서 생존할 확률이 높을 것이고 실험자3이 가장 경쟁력이 약해 먼저 도태될 것이다. 왜냐하면 먹이를 통한 에너지의 획득 역시 최적화 과정이므로 같은 시간 동안에 같은 먹이가 있을 때 많이 차지하지 못하는 개체는 최적화되지 못한 것이 되고, 이는 경쟁력이 약하다고 할 수 있기 때문이다.
이번 실험을 통해서 개체가 항상 먹이 한 개 당 에너지가 높은 먹이만을 포획하는 것이 아니라 먹이를 잡는 시간과 존재비율에 따라 쉽게 얻을 수 있지만 비교적 에너지가 적은 먹이와 적절히 섞어서 포획함으로써 획득에너지를 높이려고 한다는 것을 알 수 있었다. 또 개체마다 포획정도와 포획비율이 각기 달랐는데, 같은 종이라 할지라도 각 개체의 성향에 따라 다르게 먹이를 포획함을 알 수 있었다. 그리고 이러한 차이가 곧 획득한 에너지의 차이를 나타냈고, 이것이 그 상황에 최적화된 개체인지 아닌지를 판단할 수 있게 하였다. 즉 먹이의 선택은 최적화의 과정이며, 그 최적화 과정을 통해서 생존경쟁에서 살아남은 개체들의 성향으로 개체군이 진화해왔다고 할 수 있다.
7. 참고문헌
http://krdic.daum.net/dickr/view_top.do
유진오덤 지음. 이도원 외 옮김. 2001년. 「생태학」. 사이언스북스. pp.101~104, pp.132~140
김종원 외 . 2004년. 「이것이 생태학이다」. 월드사이언스. pp.53~55
Monroe W. strickberger. 김창배 외 옮김. 2004년. 「진화학」. pp.353~356

키워드

개체군,   협식성,   광식성,   단식성,   개체군 특성,   획득 에너지,   자원,   개체군 식성