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다음 글의 가설 A와 B에 대한 평가로 적절한 것은?
부드러운 풀들이 자라는 초본 생태계의 종 다양성은 토양의 비옥한 정도와 초식 동물의 존재 여부에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로 종 다양성은 비옥하지 않은 토양보다 비옥한 토양에서, 그리고 초식 동물이 있을 때보다 없을 때 더 클 것이라고 생각하기 쉽다. 하지만 과학자 갑은 이와 다른 견해를 제시한다. 예를 들어, 토양이 비옥하여 키 큰 식물들이 많아지면 그 아래쪽에 위치한 키 작은 식물들이 햇빛을 받을 수 없어 살 수 없게 되고 그 결과로 종 다양성이 오히려 감소한다는 것이다. 다른 한편으로, 키 큰 식물이 많은 비옥한 목초지에 초식 동물이 서식하면 키 큰 식물의 잎을 뜯어 먹어 키 작은 식물들이 햇빛을 받아 살 수 있게 되고 이로 인해 종 다양성이 커진다는 것이다.
갑은 이러한 견해를 토대로 다음과 같은 가설 A와 B를 세우고 초식 동물들이 살고 있는 목초지에 초본 생태계를 모방한 생태 모형을 제작하여 <실험>을 수행하였다.
<가 설> A: 초식 동물이 없는 초본 생태계에서는, 토양이 비옥하지 않은 경우보다 비옥한 경우에 종 다양성이 작다. B: 토양이 비옥한 초본 생태계에서는, 초식 동물이 없는 경우보다 있는 경우에 종 다양성이 크다.
<실 험>
갑은 목초지에 아래와 같은 네 가지 초본 생태 모형 1 ~4를 제작했다. 울타리를 치면 초식 동물이 들어갈 수 없어 그 안은 초식 동물이 없는 상태가 되고, 울타리를 치지 않으면 초식 동물이 들어갈 수 있어 그 안은 초식 동물이 있는 상태가 된다. 그 이외의 다른 조건은 네 가지 모형에서 모두 동일하게 했다.
○모형1: 비옥한 토양, 울타리를 침.
○모형2: 비옥한 토양, 울타리를 치지 않음.
○모형3: 비옥하지 않은 토양, 울타리를 침.
○모형4: 비옥하지 않은 토양, 울타리를 치지 않음.
갑은 일정 시간 후 각 모형의 식물 종을 조사하여 종 다양성을 수치화하였다. 수치가 높을수록 종 다양성이 크다.
- ①종 다양성 수치가 모형 1보다 모형 2에서 더 높다면, B는 약화된다.정답
- ②종 다양성 수치가 모형 1보다 모형 2에서 더 높다면, A는 강화된다.정답
- ③종 다양성 수치가 모형 3보다 모형 1에서 더 높다면, A는 약화된다.정답
- ④종 다양성 수치가 모형 3보다 모형 4에서 더 높다면, B는 강화된다.정답
- ⑤종 다양성 수치가 모형 4보다 모형 2에서 더 높다면, A는 약화된다.정답
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정답: 공식 최종정답 기준 · 검수 방식
정답 근거
모형1은 비옥·초식 동물 없음, 모형2는 비옥·있음, 모형3은 불비옥·없음, 모형4는 불비옥·있음입니다. A는 초식 동물이 없을 때 비옥할수록 다양성이 작다는 가설이므로 1과 3을 비교하여 ‘1<3’을 예측합니다. B는 비옥할 때 초식 동물이 다양성을 높인다는 가설이므로 ‘2>1’을 예측합니다.
보기별 검토
③의 ‘1>3’은 A의 예측과 반대이므로 A를 약화합니다. ① ‘2>1’은 B를 강화하므로 틀렸습니다. ② 1·2는 토양이 모두 비옥하여 A의 토양 효과를 검증하지 못합니다. ④ 3·4는 비옥하지 않으므로 B가 정한 조건 밖입니다. ⑤ 2·4에는 초식 동물이 있어 A가 정한 조건 밖입니다. 가설마다 고정하는 조건을 먼저 찾고, 그 조건이 같은 모형끼리만 비교해야 정확한 강화·약화 판단이 가능합니다.