지구는 46억년의 역사를 유지해 온 하나의 생명체이다. 지구생태계는 모든 동·식물들이 다양하고 복잡하게 얽혀 있지만 상호균형을 유지하면서 안정된 먹이사슬을 이루며 살고 있다. 먹이사슬에 이상이 생기면 균형이 깨지게 되어 모든 생태계가 불안정하게 된다. 예를 들어 벼멸구를 잡으려고 농약을 과다하게 사용하게 되면 해충뿐만 아니라 메뚜기를 먹고 사는 개구리가 감소한다. 이렇게 되면 개구리를 잡아 먹고 사는 뱀도 점점 자취를 감추게 된다. 그래서 먹이사슬의 충격을 이겨내고 환경오염에 견딜 수 있는 종들만 생태계를 재구성하게 되어 결국 지구생태계는 불균형, 불안한 모습을 보이게 된다.

먹이사슬은 에너지가 이동되는 단계라고 볼 수 있다. 이는 곧 먹이사슬, 먹이 그물, 먹이 피라미드를 형성하여 생물 간의 먹고 먹히는 관계로 나타난다. 먹이사슬은 ‘생산자 - 1차 소비자 - 2차 소비자 - 3차 소비자 등의 순서로 연결되어 있다.

일반적으로 영양단계가 올라갈수록 개체의 몸의 크기는 커지나 개체 수는 감소한다. 때문에 총 생산량은 점점 작아져 피라미드를 이루게 되는데 이를 먹이 피라미드라고 한다. 또한 영양단계가 하나씩 올라갈 때마다 에너지 손실로 말미암아 이용 가능한 에너지가 급격히 감소되는데 보통 10분의 1가량이 된다고 한다. 즉 우리들이 육식을 하는 것이 채식을 하는 것보다 1단계 상승하기 때문에 에너지는 10배가량 늘어나게 된다고 할 수 있다. 따라서 채식을 하게 되면 식량부족을 10배 정도 낮출 수 있다.

지구 표면에 식물의 양이 엄청나게 많은 데 비하여 초식동물의 양은 상대적으로 적고, 육식동물의 양은 아주 적어진다는 먹이 피라미드가 이런 사실을 증명해주고 있다. 즉 이는 인류에게 식량문제를 해결할 수 있는 중요한 열쇠를 주고 있는 셈이다.

생물체에 저장된 에너지는 먹이사슬의 상위단계로 올라가면서 10% 정도만이 이용되며 나머지는 이용할 수 없는 열 등으로 손실된다. 예를 들어 태양으로부터 1,000칼로리의 열이 식물에 도달하면 식물에 저장되는 에너지는 100칼로리에 불과하다. 동물이 식물을 먹은 후에 동물에 남는 에너지는 다시 10칼로리로 줄어든다.

이런 먹이사슬에는 먹고 먹히는 관계와 유기물이 무기물로 분해하는 관계 2가지로 구분할 수 있다. 먹고 먹히는 관계는 포획성 먹이사슬로서 녹색식물이 초식동물에게 먹히고 이들은 더욱 강한 동물(육식동물)에게 먹히는 단계이다. 또한 분해하는 단계는 부패성 먹이사슬로서 유기물로부터 미생물 그리고 단계적으로 식물, 초식동물, 육식동물의 사체와 분해가 연속적으로 분해자에 의해서 이뤄지는 현상이다.

먹이사슬의 에너지는 한쪽 방향으로만 흐르게 된다. 따라서 먹이사슬의 각 단계는 에너지 면에서 바로 아래 단계의 생물에 전적으로 의존하고 있다. 인간은 초식동물 혹은 육식동물의 구실을 하지만 태양으로부터 식물에너지를 직접 합성할 수 없으므로 결국 인간은 식물로부터 필요로 하는 에너지를 얻는 셈이 된다.

녹색식물은 광합성을 통하여 당, 지방, 단백질과 같은 식품으로 이산화탄소를 동화한다. 이렇게 고정된 탄소의 일부는 생산자와 소비자의 호흡과정을 통하여 다시 이산화탄소로 변형되어 대기권으로 되돌아가게 된다. 또한 동식물의 사체에 들어 있는 탄소도 분해자의 호흡을 통하여 결국 대기권으로 되돌아가게 된다. 생산자인 식물들은 광합성을 통하여 고정된 만큼의 이산화탄소가 호흡으로 다시 대기권으로 방출되어 지구생태계는 평형을 유지할 수 있게 된다.

이와 같은 지구생태계를 인간은 지배할 수 있다는 망상에서 마구 자연을 훼손하고 ‘대량생산 - 대량소비 - 대량 폐기’라는 시장경제체제를 유지시켜 왔다. 결국 지구의 절반은 쓰레기 더미로 뒤덮히는 지구생태계를 훼손시키고 있다.

1900년대까지만 해도 세계 인구는 16억이고 인간이 지구생태계에서 차지하는 범위는 전체의 14%에 불과했다. 그런데 지난 1세기가 지나는 동안 세계인구는 5배로 늘어나 78억이 되었고 인간이 지구생태계에서 차지하는 범위는 전체의 77%로 확대되었다.

결국 사람이외 다른 생명체들의 생활공간은 거의 대부분 파괴되어 서식지를 잃은 야생 동물뿐 아니라 식물, 바이러스까지도 기후재난을 피해 인간들이 살고 있는 곳으로 침투할 수밖에 없는 실정이란다. 그래서 우리들이 살고 있는 21세기는 기후위기와 전염병 팬데믹은 세계 인류의 일상이 되고 있는 것은 ‘환경의 역습’이라고 할 수 있다. 이에 세계 인류는 지구생태계를 보전시켜 나가야 안정될 삶을 유지시켜 나갈 수 있다는 사실을 명심해야 할 것이다.