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나뭇잎과 풀은 왜 녹색으로 보이는지 가을에 단풍이 들면 왜 은행잎은 노랗게 변하고, 단풍잎은 왜 빨갛게 변하는지 궁금합니다.
안녕하세요!
나뭇잎과 풀은 왜 녹색으로 보이는지 가을에 단풍이 들면 왜 은행잎은 노랗게 변하고, 단풍잎은 왜 빨갛게 변하는지 궁금합니다.
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이조은 전문가입니다.
이건 식물 생리학의 이야기입니다. 나뭇잎이 초록색인 이유와 가을에 노랗거나 빨갛게 변하는 이유는 모두 '색소'의 변화로 설명할 수 있습니다.
1. 나뭇잎과 풀은 왜 초록색일까?
가장 중요한 범인은 엽록소(클로로필, chlorophyll)입니다.
식물은 햇빛을 이용해서 광합성을 합니다.
그런데 햇빛은 사실 한 가지 색이 아니라 여러 파장의 빛이 섞여 있습니다.
엽록소는 그중에서 빨간색과 파란색 계열의 빛을 비교적 잘 흡수합니다.
반대로 초록색 빛은 상대적으로 덜 흡수하고 반사하거나 통과시킵니다.
우리 눈에 들어오는 것이 주로 그 초록색 빛이기 때문에
"잎이 초록색이다."
라고 보이는 겁니다.
즉, 잎이 초록색 빛을 만들어내는 것이 아니라, 초록색 빛을 상대적으로 많이 우리 눈으로 돌려보내기 때문에 초록색으로 보이는 것입니다.
그리고 엽록소가 빛을 흡수해서 얻은 에너지가 광합성에 사용됩니다.
2. 그런데 가을이 되면 왜 색이 변할까?
날씨가 추워지고 낮의 길이가 짧아지면 많은 낙엽수는 "이제 겨울이 오겠구나." 라는 식으로 환경 변화를 감지합니다.
그러면 잎을 계속 유지하는 데 드는 에너지와 영양분을 아끼기 위해 엽록소를 분해하고 잎에서 질소 등의 영양분을 회수하기 시작합니다.
그러면서 초록색을 담당하던 엽록소가 점점 사라집니다.
그런데 잎에는 엽록소만 있는 게 아닙니다.
평소에는 엽록소가 워낙 많아서 다른 색소가 가려져 있을 뿐입니다.
그래서 엽록소가 사라지면 숨어 있던 다른 색깔들이 드러나기 시작합니다.
3. 은행잎은 왜 노랗게 변할까?
대표적인 색소가 카로티노이드(carotenoid)입니다.
카로티노이드에는 노란색과 주황색을 나타내는 색소들이 있습니다.
평소에는
초록색 엽록소 ＞ 노란색 카로티노이드
이기 때문에 우리 눈에는 그냥 초록색으로 보입니다.
가을이 되면
엽록소가 줄어들면서 카로티노이드가 많아져 노란색이나 주황색이 드러납니다.
그래서 은행잎이 초록색, 연두색, 노란색, 황금색으로 변하는 것입니다.
은행나무가 특별히 가을에 노란색 색소를 새로 왕창 만드는 것이라기보다는, 기존에 있던 카로티노이드가 엽록소가 사라지면서 눈에 띄게 되는 것이 중요한 이유입니다.
4. 그런데 단풍잎은 왜 빨갛게 될까?
붉은색의 주범은 안토시아닌(anthocyanin)이라는 색소입니다.
안토시아닌은 빨강, 자주, 보라 계열의 색을 만들어냅니다.
그런데 카로티노이드와 달리 안토시아닌은 많은 경우 가을에 잎에서 새롭게 만들어집니다.
5. 그렇다면 단풍나무는 왜 굳이 빨간색 색소를 만들까?
이게 식물학에서 상당히 흥미로운 부분입니다.
아직 모든 세부적인 이유가 완전히 하나로 정리된 것은 아니지만, 안토시아닌이 강한 빛이나 활성산소로부터 잎의 조직을 보호하고, 가을철 잎에서 영양분을 회수하는 과정에 도움을 줄 가능성이 중요한 설명 중 하나입니다.
특히 가을에는 낮은 기온 + 강한 햇빛 + 광합성 능력 감소라는 묘한 상황이 생깁니다.
광합성을 담당하는 시스템은 추워지면서 효율이 떨어지는데 햇빛은 여전히 들어옵니다.
그러면 잎 내부에서 산화 스트레스가 발생할 수 있습니다.
안토시아닌은 일종의 빛 차단막 겸 보호막처럼 작용할 수 있습니다.
그래서 단풍나무 입장에서는 "곧 버릴 잎인데 뭐하러 빨간색까지 만들어?"가 아니라 "버리기 전에 최대한 영양분을 회수하고 손상을 줄이자."라는 전략으로 이해할 수 있습니다.
6. 단풍의 색이 날씨에 따라서도 달라진다는 것
가을에 낮에는 햇빛이 좋고, 밤에는 기온이 내려가는 조건에서는 붉은색이 상당히 선명해질 수 있습니다. 왜냐하면 낮 동안 광합성으로 만들어진 당이 잎에 남고, 안토시아닌 생성과 관련된 조건이 좋아질 수 있기 때문입니다.
그래서 같은 나무라도 햇빛을 많이 받은 잎은 더 붉게, 그늘진 잎은 노란색이나 주황색에 가까운 경우가 나타날 수 있습니다.
그래서 가을 단풍을 아주 단순하게 표현하면,
여름에는 초록색 엽록소가 다른 색소들을 압도하고 있다가, 가을이 되면 엽록소가 사라지면서 잎 속에 숨어 있던 색들이 드러나고, 일부 나무는 붉은색 안토시아닌까지 새로 만들어낸다고 보시면 됩니다.
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채택된 답변안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
잎은 엽록소가 녹색빛을 반사해서 녹생으로 보이며, 가을에는 엽록소가 분해되면서 은행잎은 원래 가지고 있던 노란 카르티노이드가 드러나게 되고, 단풍잎은 붉은 안토시아닌이 생성되면서 각각 노란색과 붉은색으로 변합니다.
감사합니다.
식물 잎이 녹색으로 보이는 이유는 광합성을 하는 엽록소가 녹색 빛을 반사하기 때문입니다.
그리고 봄과 여름에는 엽록소가 왕성히 만들어져 잎이 푸르게 보이죠.
하지만, 가을이 되면 기온이 낮아지고 일조량이 줄어들어 나무가 영양분 이동을 차단하는 떨곶층을 형성하게 되고, 이 과정에서 엽록소가 파괴되며 잎의 색이 변하기 시작합니다.
은행잎의 노란색은 엽록소가 사라지면서 그동안 가려져 있던 노란색 색소인 카로티노이드가 겉으로 드러난 것입니다.
반면 단풍잎의 빨간색은 잎에 갇힌 당분이 차가운 기온과 반응하여 붉은색 색소인 안토시아닌을 합성한 것입니다.
즉, 노란색은 숨어 있던 색소가 나타나는 것이고, 빨간색은 환경 변화로 새로 만들어지는 색소 때문입니다.
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
나뭇잎이 초록색인 것은 엽록소가 햇빛을 이용해 광합성을 하기 때문입니다. 가을이 되어 기온과 일조량이 줄면 엽록소가 분해되면서 숨어 있던 노란색 주황색 색소인 카로티노이드가 드러나 은행잎이 노랗게 변합니다 .반면 단풍나무는 가을에 안토시아닌이 만들어져 잎이 붉게 보입니다. 즉 나무종류와 색소의 변화에 따라 단풍색깔이달라지는 것입니다.