빛이 없는 곳의 먹이사슬: 동굴의 생태학이 설명하는 에너지 흐름

빛이 없는 동굴에서는 광합성이 멈추기 때문에 에너지 흐름이 지표 생태계와 다르게 작동한다. 이 글은 동굴의 생태학 관점에서 유기물 유입, 미생물 기반 생산, 분해자와 포식자까지 이어지는 먹이사슬을 통해 “빛이 없는 곳의 먹이사슬”이 유지되는 원리를 정리한다.

 

빛이 없는 곳의 먹이사슬을 이해하려면 먼저 동굴의 생태학이 전제하는 출발점을 확인해야 한다.

동굴 내부는 태양빛이 거의 도달하지 않으므로 식물이 광합성으로 1차 생산을 만드는 과정이 성립하기 어렵다. 따라서 동굴 생태계의 에너지 흐름은 “어디서 에너지가 들어오는가”라는 질문으로 시작한다. 지표에서는 식물 → 초식동물 → 육식동물로 이어지는 구조가 흔하지만, 동굴에서는 그 첫 단추가 다르다. 동굴의 생태학은 동굴 입구와 연결된 바깥 환경, 홍수나 바람이 실어 나르는 유기물, 박쥐·새 같은 동물이 남기는 배설물과 사체, 그리고 특정 환경에서 가능한 화학합성 미생물까지를 에너지의 원천으로 본다. 같은 “먹이사슬”이라도 빛이 없는 곳에서는 생산이 ‘내부에서 새로 만들어진다’기보다 ‘외부에서 들어온다’ 또는 ‘화학반응을 통해 미생물이 만든다’라는 방식으로 시작하는 점이 핵심이다.

 

동굴의 생태학에서 에너지 흐름의 대표적인 길은 크게 두 갈래로 설명할 수 있다.

첫째는 외부 기원 유기물(낙엽, 나뭇가지, 토양 유기물, 곤충 사체 등)이 동굴로 유입되는 경로다. 동굴 입구 주변은 바깥의 낙엽층과 연결되기 쉬워 미세한 유기물이 흘러들고, 강우나 홍수는 더 많은 물질을 한꺼번에 끌어들인다. 이때 유기물은 그대로 “먹이”가 되기도 하지만, 더 중요한 역할은 분해의 재료가 된다는 점이다. 빛이 없는 곳의 먹이사슬은 분해자와 미생물에 크게 의존하므로, 낙엽 한 장의 유입이 단순한 잔해가 아니라 에너지 흐름의 연료가 된다. 둘째는 박쥐 구아노(배설물) 같은 ‘동물 매개 유입’이다. 박쥐는 바깥에서 곤충을 먹고 동굴에서 쉬며 배설물을 남기는데, 이 배설물은 질소와 인을 포함한 농축된 자원이라 동굴 내부에서 생산성에 가까운 역할을 한다. 즉, 광합성 식물이 없는 대신 박쥐가 외부에서 에너지를 “운반”해 와서 동굴 내부 먹이사슬을 굴리는 셈이다. 여기에 일부 동굴에서는 황화수소, 메탄 같은 화학물질을 에너지원으로 삼는 미생물이 존재해, 화학합성 기반의 1차 생산이 에너지 흐름을 지탱하기도 한다. 동굴의 생태학이 흥미로운 이유는, 같은 어둠 속에서도 에너지의 들어오는 문이 여러 개일 수 있으며, 그 문이 바뀌면 먹이사슬의 형태도 바뀐다는 점에 있다.

 

 

빛이 없는 곳의 먹이사슬을 “누가 누구를 먹는가”만으로 그리면 중요한 부분이 빠진다.

동굴의 생태학에서는 ‘분해와 미생물 과정’이 사실상 먹이사슬의 중심축이 된다. 유기물이 들어오면 먼저 세균과 곰팡이가 이를 분해하며, 그 과정에서 미세한 유기입자와 미생물 덩어리 자체가 작은 무척추동물의 먹이가 된다. 이렇게 형성되는 미생물 기반 먹이망은 작은 절지동물, 등각류, 노래기류, 동굴성 곤충 같은 1차 소비자층을 떠받친다. 그 위로는 거미, 딱정벌레류 포식자, 동굴어류나 양서류 같은 상위 포식자가 자리할 수 있다. 다만 에너지 흐름이 제한적이기 때문에, 동굴 생물은 대체로 성장과 번식이 느리고, 먹이 섭취 기회가 적으며, 이동과 행동을 최소화하는 방향으로 적응하는 경향이 있다. 이런 특성은 먹이사슬의 “길이”에도 영향을 준다. 외부 유입이 적은 곳일수록 단계가 길게 뻗기 어렵고, 중간 단계가 단순해지며, 최상위 포식자까지 안정적으로 유지되기 힘들다. 반대로 구아노가 지속적으로 공급되는 구간이나 화학합성이 가능한 구간처럼 에너지 입력이 비교적 안정적이면, 빛이 없는 곳에서도 먹이사슬이 더 촘촘해지고 종 다양성이 높아질 수 있다. 결국 동굴의 생태학이 말하는 에너지 흐름은 “생산 → 소비”만이 아니라 “유입 → 분해 → 미생물 증식 → 소형 소비자 → 포식자”로 이어지는 과정의 연쇄로 이해하는 편이 더 정확하다.

 

 

정리하면

“빛이 없는 곳의 먹이사슬”은 동굴의 생태학이 설명하는 에너지 흐름의 특수한 형태이며, 핵심은 광합성의 부재를 외부 유입과 미생물 과정이 어떻게 보완하는가에 있다. 이 구조를 알면 동굴 보전의 기준도 달라진다. 동굴은 겉으로 보기에는 변화가 적어 보여도, 실제로는 에너지 유입이 조금만 흔들려도 먹이사슬 전체가 영향을 받는 민감한 시스템이다. 예를 들어 동굴 입구 주변의 토양과 낙엽층이 훼손되면 유기물 유입이 줄고, 박쥐 서식이 방해되면 구아노 공급이 끊기며, 관광 조명과 인위적 물질 유입은 미생물 군집을 바꿔 에너지 흐름의 균형을 깨뜨릴 수 있다. 따라서 동굴을 ‘어두운 공간’이 아니라 ‘에너지의 통로가 제한된 생태계’로 이해하는 것이 필요하다. 동굴의 생태학이 제공하는 관점은 단순한 호기심을 넘어, 작은 환경 변화가 먹이사슬을 통해 어떻게 확대되는지 설명하는 도구가 된다. 빛이 없는 곳에서도 생명이 지속되는 이유는 어둠 속에 특별한 마법이 있어서가 아니라, 제한된 에너지를 최대한 효율적으로 순환시키는 구조가 있기 때문이라는 결론에 도달한다.