단풍나무는 가을이 되면 형형색색으로 물들어 지나요?

Question

단풍나무는 가을이 되면 잎의 색이 붉거나 노랗게 변하여 주변을 아름답게 만들어 주잖아요. 그런데 왜 이렇게 단풍나무는 가을이 되면 형형색색으로 물들어 지나요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

가을철 단풍나무가 붉고 노란빛으로 물드는 것은 나무가 추운 겨울을 살아남기 위해 영양분을 회수하고 휴면을 준비하는 과정입니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.

봄과 여름 동안 잎 속에는 빛을 흡수해 영양분을 만드는 엽록소가 대량으로 존재하여 강한 초록색을 띠기 때문에 다른 색소들을 모두 가리고 있습니다. 그러나 가을이 되어 일조량이 줄어들고 기온이 떨어지면, 나무는 효율이 떨어진 광합성을 하지 않고 에너지를 아끼기 위해 잎 속의 엽록소를 스스로 파괴한 뒤 그 속의 영양분을 줄기와 뿌리로 이동시켜 저장합니다. 봄과 여름에는 엽록소의 초록색에 묻혀 보이지 않다가, 가을에 엽록소가 파괴되어 사라지자 카로티노이드라는 색소에 의해 원래부터 숨어 있던 노란 빛깔이 겉으로 드러나는 것입니다.

단풍나무 같은 붉은색은 원래 있던 색이 아니라, 나무가 가을에 새로 만들어내는 색소입니다. 잎 속에 쌓인 당분이 햇빛과 서늘한 밤기온을 만나면 화학 반응을 일으켜 안토시아닌이라는 붉은색 색소를 만들어냅니다.

결국 단풍나무의 아름다운 변화는 잎을 무작정 버리는 것이 아니라, 단 하나의 영양분도 놓치지 않고 겨울을 대비하려는 나무의 치열하고 정교한 과학적 노력입니다.

Answer 2

안녕하세요. 단풍나무가 가을에 붉은색, 노란색, 주황색 등으로 물드는 것은 기온과 일조량이 변하면서 잎의 색소와 영양분 이동이 달라지기 때문입니다. 단순히 추워져서 잎이 빨개진다라고만 설명하기에는 조금 더 복잡한 생물학적 과정이 있습니다. 우선 봄과 여름에는 잎에서 엽록소가 활발하게 만들어지는데요, 엽록소는 광합성을 담당하면서 강한 녹색을 나타내기 때문에 다른 색소가 잎에 존재하더라도 우리 눈에는 잎이 대부분 초록색으로 보입니다. 그런데 가을이 되면 낮의 길이가 짧아지고 기온이 내려가면서 단풍나무는 겨울을 준비하기 시작합니다. 이때 잎의 엽록소를 더 이상 적극적으로 유지하지 않고 분해하기 시작합니다. 그러면 여름 동안 엽록소에 가려져 있던 카로티노이드 계열의 노란색과 주황색 색소가 드러납니다. 따라서 어떤 잎은 노랗게 또는 주황색으로 변합니다.반면 붉은색 단풍은 조금 다른 과정이 추가되는데요, 일부 단풍나무에서는 가을에 잎에서 안토시아닌이라는 붉은색과 보라색 계열 색소가 새롭게 만들어집니다. 가을에는 잎에서 만들어진 당이 줄기 쪽으로 이동하는 과정이 느려지면서 잎에 당이 축적될 수 있는데, 이와 같은 환경에서 안토시아닌의 합성이 증가할 수 있습니다. 그래서 가을의 단풍은 크게 보면 엽록소 감소 → 초록색이 사라짐 → 카로티노이드가 드러남 → 노랑, 주황색 또는 엽록소 감소 + 안토시아닌 생성 증가 → 붉은색, 자주색이라는 과정을 거쳐 나타납니다. 특히 일교차가 큰 맑은 가을날에는 단풍이 더욱 선명하게 나타나는 경우가 많습니다. 낮에는 햇빛을 받아 광합성과 당 생성이 이루어지고, 밤에는 기온이 내려가면서 잎에서 만들어진 당의 이동이 제한될 수 있습니다. 이렇게 잎에 당이 축적되면 안토시아닌 생성에 유리한 조건이 만들어져 붉은색이 더욱 강해질 수 있습니다. 감사합니다.