정답
㉠ 경쟁 배제(원리). (가)에서는 종 1이 우위(종 2를 배제). (나)·(다) 중 안정한 공존은 (다)에서 예측된다.
출제 의도
로트카-볼테라 경쟁 모델의 개체군성장정지 등위선의 상대적 위치로 경쟁 배제와 공존 여부를 판단하고, 공존이 안정하려면 종내경쟁이 종간경쟁보다 강해야 한다는 조건을 설명할 수 있는지를 평가한다.
풀이 과정
문장에서 “동일한 생태적 지위를 갖는 두 종이 계속 공존할 수 없다”는 원리는 경쟁 배제 원리이므로 ㉠은 ‘경쟁 배제’이다.
(가)에서 두 종의 성장정지 등위선을 비교하면, 종 1의 등위선 절편 \(K_1\)과 \(K_1/\alpha_{12}\)가 각각 종 2의 절편 \(K_2/\alpha_{21}\), \(K_2\)보다 모두 크게 나타나 종 1의 등위선이 원점에서 더 바깥쪽에 위치한다. 따라서 어떤 초기 개체수에서 시작하더라도 종 1이 종 2를 경쟁적으로 배제한다.
(나)와 (다) 중 ‘안정한 공존’은 두 등위선이 교차하면서, 각 종이 상대 종보다 자기 종에 의해 더 크게 제한되는 경우(즉 종내경쟁 > 종간경쟁)일 때 성립한다. 이를 절편 조건으로 쓰면 한 종에 대해 상대 종이 0일 때의 허용치가 다른 종의 허용치보다 작고, 반대로 다른 축에서는 그 반대가 되어야 하며, 교차점이 안정 평형이 된다.
$$ \text{안정 공존 조건(일반형)}\quad \frac{K_1}{\alpha_{12}} > K_2,\quad \frac{K_2}{\alpha_{21}} > K_1 $$
(다)에서는 위와 같은 형태로 절편의 대소관계가 배열되어 교차점이 안정적으로 수렴하는 공존이 예측된다. 반면 (나)는 종내경쟁보다 종간경쟁의 영향이 상대적으로 큰 배치(교차는 하지만 안정적으로 수렴하지 않는 경우)에 해당하여 안정한 공존으로 예측되지 않는다.
<풀이가 부정확할 수 있으니 반드시 교차검증 확인 바랍니다.>