지구에는 얼마나 많은 생명체가 살고 있을까: 생명체의 종별 바이오매스와 생물 다양성

지구 생명체의 바이오매스

인간 전체 바이오매스의 겨우 0.01% 차지

우리가 지구상에 얼마나 많은 생명체가 존재하느냐에 대한 질문에 답할 수 있는 몇 가지 방법이 있다. 예를 들어, 우리는 종의 수, 개체 수 또는 개별 유기체의 수를 셀 수 있다. 하지만 이러한 지표들은 생물군 간의 비교를 어렵게 만들 수 있다. 작은 유기체들은 많은 인구를 가지고 있을지 몰라도 지구 유기물 중 극히 적은 비율을 차지하고 있다. 유의미한 비교를 위해 바-온(Bar-On) 등은 바이오매스 메트릭을 사용하여 생명을 정량화했다. 이들은 생명의 핵심 구성 요소인 탄소로 바이오매스를 측정한다.

아래의 그림의 좌측은 글로벌 바이오매스의 분포를 나타내며, 우측은 그중 동물의 바이오매스를 표시한다. 이 그림을 요약하면 다음과 같다.

- 식물(주로 나무)는 지구 생명체의 지배적인 생물체로 생물총량의 82% 이상을 차지한다.
- 생물 총량 중 2위는 우리가 볼 수 없는 생명체인 작은 박테리아로 13%이다.
- 동물의 바이오매스는 불과 0.4 퍼센트다.
- 인간은 생물총량의 0.01%를 차지한다. 인간이 지구의 생물총량의 규모가 되려면 약 70조 명이 필요하다.

출처: Bar-On, Y. M., Phillips, R., & Milo, R. (2018). The biomass distribution on Earth. Proceedings of the National Academy of Sciences , 201711842. / Our World in Data

가축, 야생 포유류와 야생 조류의 10배 이상

인간은 지구 생명체의 매우 작은 부분을 차지한다. 즉, 전체 생명체의 0.01%와 동물 생물체의 2.5%이다. 그러나 인간의 책임은 자신이 사육하는 가축까지 포함한다. 인간 자체는 대단해 보이지 않을지 모르지만, 인간의 가축사육에 대한 굶주림은 동물 생명 간 균형 변화에 큰 영향을 미친다. 가축은 동물 바이오매스의 4%를 차지한다.

가축은 지구상의 모든 인간보다 더 많은 바이오매스를 차지하며, 인간의 그것보다 50% 이상 더 크다. 그리고 가축은 모든 야생동물보다 훨씬 더 많은 양의 바이오매스를 차지한다. 야생 포유류와 조류의 바이오매스는 총 0.38%에 불과하다.

바다, 육지, 그리고 심층 지하면: 생명체 서식환경 분포

생명체의 주된 서식 환경은 육지, 해양, 그리고 심층 지하면이다. 심층 지하면은 지표 또는 해저일 수 있으며, 지표면 깊숙한 곳의 서식지로 지표면으로부터 약 50m에서 수천m까지 확장된다. 대부분의 생명체는 육지에 존재하며 전체 바이오매스의 86%를 차지한다. 이것은 전체 바이오매스의 가장 높은 비율을 차지하는 식물 생명체, 특히 나무가 육지에 서식하기 때문이다. 해초와 같은 해양 식물들은 10억 톤 이하의 탄소를 구성하고 있다고 추정된다. 이는 전체 식물 바이오매스의 0.2% 미만이다. 대부분의 박테리아와 고세균은 깊은 지하에 존재하는데, 이는 지구 생물 총량의 13%가 이 환경에서 서식한다는 것을 의미한다.

바다는 면적(지구 표면적의 70% 이상)과 부피 면에서 지구를 지배하고 있음에도 불구하고 전체 바이오매스 1%의 생명체만이 서식하고 있다. 하지만 바다는 동물의 지배적 서식지다. 동물 생물 총량의 78%가 해양 환경에 살고 있다. 현미경 세포 수준에서부터 수십 헥타르에 이르는 대형 생명체에 이르기까지 크기가 다양하기 때문에, 경험이나 직관만으로는 지구상의 생명체를 이해하는 것은 불가능하다. 바다에 사는 바이러스를 예로 들어 보자. 각각의 바이러스는 작지만, 모든 바이러스를 종단으로 배치하면 1,000만 광년 동안 확장될 것이다. 그것은 우리 은하를 가로지르는 거리의 약 100배이다.

출처: Bar-On, Y. M., Phillips, R., & Milo, R. (2018). The biomass distribution on Earth. Proceedings of the National Academy of Sciences , 201711842. / Our World in Data

지구에 존재하는 종의 종류

기술된 종의 종류

총 몇 종의 종이 있는지 추정하기 전에, 우리가 알고 있는 종이 몇 종인지 확인할 필요가 있다. 이는 우리가 확인하고 이름을 붙인 종을 의미하며, 이 종은 우리는 아직 발견하거나 연구하지 못한 너무 많은 종이 있기 때문에 지구상에 존재하는 실제 종의 수의 극히 일부에 불과하다. 국제 자연 보전 연맹(IUCN) 적색 목록은 기술된 종의 수를 추적하고, 분류학자들의 최신 연구에 기초하여 매년 이 수를 업데이트한다. 2020년에 지구상에 212만 종이 등재됐다. 여기에는 105만 종의 곤충, 11,000종 이상의 조류, 11,000종 이상의 파충류, 6,000종 이상의 포유류 등이 포함된다.

출처: IUCN Red List. / Our World in Data

특히 식물이나 곰팡이 같은 덜 알려진 그룹의 기술된 수치는 너무 높을 수 있다. 이것은 기술된 몇몇 종이 중복되기 때문이다. 이미 알려진 종에 단지 별도의 이름이 주어진 경우다. 중복을 제거하기 위한 지속적인 평가 과정이 있지만, 중복된 종을 찾고 제거하는 것보다 더 빠른 속도로 새 종이 추가된다. 코스텔로 외 연구진(Costello et al, 2013)에 따르면 기술된 종의 약 20%가 중복일 것으로 추정한다. 그들의 연구 당시에 기술된 190만 종이 사실 150만 종일 수 있음을 의미한다. 만약 이 "20% 중복" 수치가 사실이라고 가정한다면, 212만 종은 실제로 170만 종에 가까울 것이다.

그럼에도 불구하고, 현재 기술된 수치든 아니면 중복을 뺀 실제 수치든 어떤 것이든 실제로 존재하는 종의 수를 다 반영하지는 못한다. 인간이 아직 발견하지 못한 많은 종이 있다는 사실은 지구 생물 다양성의 변화와 종의 멸종 속도를 이해하는 인간의 능력에 실질적인 영향을 초래한다. 만약 우리가 특정한 종이 존재한다는 것을 모른다면, 우리는 또한 그들이 곧 멸종할 수도 있고, 곧 멸종할 수도 있다는 것을 알지 못한다. 몇몇 종들은 인간이 그들의 존재를 깨닫기도 전에 불가피하게 멸종될 것이다.

실제로 몇 종의 생명체가 존재하는가?

수십 년 동안의 연구에 따르면 지구상에는 최소 3백만에서 최대 1억 종의 생명체가 존재한다. 가장 널리 인용된 연구 중 하나는 카밀라 모라와 동료들에게서 나온 것이다. 그들은 오늘날 지구상에 약 870만 종이 있다고 추정했다. 이 수치와 관련해 여전히 130만 종은 불확실하다. 아래의 도표는 이들 870만 종의 분류를 보여준다. 이 도표는 해양과 육지 서식 환경 사이의 분리를 보여준다.

다른 추정치도 존재한다. 앞의 코스텔로 등의 연구는 5 ± 3백만 종, 채프먼(2009)은 1,100만 종의 생명체를 추정한다. 훌륭한 분류 연구들 사이에서 포유류, 조류, 파충류 등의 그룹에 대해서는 일반적으로 강한 합의가 있다. 대부분의 의견 차이가 있는 곳은 곤충, 곰팡이, 그리고 다른 작은 미생물 종이다. 그러한 작고 접근하기 어려운 생명체에 대한 합의에 도달하는 것은 의심할 여지 없이 어렵다.

계	종의 수 (전체)	종의 수 (해양)	종의 수(육상)
동물	7,770,000	2,150,000	5,620,000
유색생물(Chromists)	27,500	7400	20,100
균류	611,000	5320	605,680
식물	298,000	16,600	281,400
원생동물	36,400	36,400	0
고세균류	455	1	454
박테리아	9680	1320	8360
전체 종	8,750,000	2,210,000	6,540,000

출처: Mora, C., Tittensor, D. P., Adl, S., Simpson, A. G., & Worm, B. (2011). How many species are there on Earth and in the ocean?. PLoS Biol, 9(8), e1001127.

세계는 수백만 종의 생물들이 서식하고 있다. 이들은 열대, 온대, 극지, 민물 또는 해양, 고지대 또는 저지대, 건조지 혹은 습지, 또는 두 종의 혼합 등 각각 다른 환경에 적응하고 있다. 지구상의 대부분의 장소는 적어도 몇몇 독특한 종들의 서식지이지만, 생물 다양성의 밀도는 전 세계 대륙에 걸쳐 매우 다양하다.

하지만 열대지방에는 독특한 야생동물이 엄청나게 밀집되어 있다는 것입니다. 포유류, 조류, 산호초, 양서류, 그리고 다양한 어종들의 서식지가 적도 주변에 몰려 있다. 열대림만 해도 지구 전체 종의 절반 이상이 서식하는 것으로 추정된다. 불행히도 이곳은 오늘날 야생동물에 대한 가장 큰 위협이 존재하는 곳이 되었다. 이곳은 삼림 벌채의 95%가 일어나는 곳이고, 대부분의 포유류, 조류, 양서류, 파충류가 사냥당하고 밀렵당하는 곳이다.

* 이 글은 Hannah Ritchie가 Our World in Data에 기고한 'Biodiversity and Wildlife' 의 일부를 수정, 번역한 것이다.