안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
나뭇잎 색상이 제각기 다르게 변하는 이유는 가을철 초록색 엽록소가 파괴되면서 잎 속에 원래 숨겨져 있던 색소가 드러나거나, 나무가 기온과 햇빛에 반응해 새로운 색소를 만들어내는 종류가 저마다 다르기 때문입니다.
노란색이나 주황색은 봄과 여름에는 광합성을 하는 초록색 엽록소가 매우 많아 다른 색소들이 눈에 보이지 않다가 가을이 되어 기온이 떨어지면 엽록소가 먼저 분해되어 사라지는데, 이때 잎 속에 원래부터 존재하던 노란색이나 주황색 색소인 카로티노이드와 크산토필이 드러나게 됩니다. 붉은색이나 자색은 붉은 단풍이 잎에 원래 있던 성분이 아니라, 가을에 나무가 새롭게 합성하는 색소인데, 기온이 떨어지면 나뭇잎과 줄기 사이에 떨기층이 생겨 잎에서 만들어진 당분이 줄기로 이동하지 못하고 잎 속에 갇힙니다. 이 당분이 강한 햇빛과 반응하면 붉은색 색소인 안토시아닌으로 변하게 됩니다. 갈색은 엽록소나 카로티노이드가 분해되고 붉은 안토시아닌도 특별히 만들어내지 않는 나무에서는 잎 속에 남아있던 타닌 등의 화합물이 산화하면서 칙칙한 갈색을 띱니다.
같은 나무나 한 그루 안에서도 색상이 다른 이유는 낮에 햇빛이 강하고 밤 기온이 서늘할수록 잎 속에 당분이 많이 쌓여 안토시아닌 합성이 활발해집니다. 따라서 햇빛을 직접 받는 나무 위쪽이나 외곽의 잎이 그늘진 안쪽 잎보다 훨씬 선명하고 붉게 물듭니다. 또한, 가을철 적당한 토양 수분은 잎이 오랫동안 나무에 붙어 있어 색소가 충분히 발색되도록 돕지만, 너무 건조하면 단풍이 들기도 전에 잎이 말라 갈색으로 떨어져 버립니다.