날씨는 이미 만연한 가을입니다.
낮에는 그래도 온도가 올라가긴 하지만 아침, 저녁으로 쌀쌀함이 예사롭지가 않습니다. 사람들은 이러다 인지도 못하는 사이에 겨울이 오는 것 아니냐는 말들을 합니다.
아마 그전에 산과 들은 단풍으로 붉게 물들게 되는 것을 보게 될 것입니다.
불과 몇주전만 하더라도 길거리며 산이며 들이며 초목들이 짙은 푸른색을 뿜어내고 있었지만 우리는 경험적으로 곧 대다수의 나무들이 단풍이 들어 잎이 붉은빛이나 누런빛으로 변하게 될 것입니다.
이렇게 날씨가 추워지면 단풍이 들게 됩니다.
그런데 어떤 과학적인 원리로 나뭇잎들은 붉게 변하게 되는 것일까요. 이번 글에서는 나무들이 단풍이 드는 이유에 대해 알아보도록 하겠습니다.
광합성과 엽록체
지구상에 존재하는 많은 식물들은 대부분 광합성 작용을 합니다. 광합성은 빛 에너지를 이용하여 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)로부터 탄수화물과 산소를 생산하는 과정을 말합니다.
식물에는 엽록체가 있는데 엽록체에는 엽록소 및 다양한 색소들이 포함되어 있습니다.
[광합성 반응식]
6 CO2 + 6 H2O -–-(+ 빛 에너지)---> C6H12O6 + 6 O2
광합성은 식물에서 일어나는 반응입니다. 이 광합성을 가능하게 해주는 장치가 여러분들이 많이 들어보셨을 엽록소입니다. 엽록소는 빛을 흡수하는 색소입니다.
이 엽록소 때문에 식물의 잎은 녹색을 띄게 되는 것입니다.
그런데 엽록소에는 녹색 색소만 있는 것은 아닙니다. 카로틴(carotene), 크산토필(xanthophyll), 타닌 같은 색소도 함께 있습니다. 카로틴은 당근이나 계란 노른자에도 포함되어 있으며 주황색을 내는 색소이고 크산토필 또한 노란색을 띠는 색소입니다.
가을날 색소의 변화
가을이 되면 일조량이 줄어듭니다. 가을 겨울이 되면 나무는 건조한 공기와 햇빛 부족으로 잎이 광합성을 계속할 수 없게 됩니다.
광합성을 할 수 없게된 엽록소는 파괴되면서 엽록소에 가려져 있던 카로틴, 크산토필, 타닌 같은 색소가 드러나 보이게 되는 과정이 단풍인 것입니다.
녹색이 주황, 붉은색으로 변하는 것이 아닌 녹색이 사라지면서 녹색에 그동안 가려져 있던 다른 색들이 비로소 보이게 되는 것이라고 할 수 있습니다.
또한, 안토시아닌 이라는 물질이 생성되는데 안토시아닌에 대한 다양한 의견이 있지만 대체적으로 엽록소가 사라진 상태에서 햇빛으로부터 잎을 보호하고 나무가 마지막 남은 영양분을 축적할 수 있도록 도와준다고 알려져 있습니다.
이 안토시아닌은 ph에 따라 빨강, 파랑, 보라색을 띠게 하는 역할을 하죠.
이렇게 가을철 햇빛의 부족은 엽록소를 물러나게 하고 안토시아닌을 생성하며 엽록체 내 색소의 변화가 이루어져 가을철 우리 산천은 그렇게 울긋불긋 화려함을 뽐내게 되는 것입니다.
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