보라색 잎을 가진 생물이 생겨난 이유는 무엇일까요? 초록색 식물과 다른 어떤 이점이 있을까요?

대부분의 식물은 초록색입니다. 적색 계열의 빛을 흡수해 사용합니다. 그러나 사랑초는 보라색입니다. 따라서 연두나 노랑색의 빛을 사용할 것입니다. 이런 식물이 생겨난 이유는 무엇일까요? 사랑초 같은 식물들이 대부분의 식물과 다른 파장을 이용하는 이유는 무엇일까요? 대부분이 초록색 잎이 가졌는데 초록색이 주는 특별한 이점이 있을까요?

4개의 답변이 있어요!

  • 사랑초처럼 보라색이나 자주색을 띠는 식물도 실제 광합성에는 청색과 적색 빛을 주로 사용하며, 연두나 노란색 빛을 주력으로 사용하는 것은 아닙니다.

    그럼에도 보라색으로 보이는 이유는 잎 속에는 녹색을 띤 엽록소가 정상적으로 존재하지만, 세포에 대량 축적된 보라색 색소인 안토시아닌이 엽록소를 겉에서 덮고 있기 때문입니다.

    안토시아닌은 일종의 자외선 차단제이자 선글라스 역할을 하여, 강한 햇빛으로부터 엽록소가 손상되는 것을 막아주고 초식 곤충의 위협을 줄여줍니다. 또한 사랑초처럼 울창한 숲의 바닥에서 자라던 식물들은 잎 뒷면에 안토시아닌층을 배치하여 통과하려는 빛을 다시 잎 안으로 반사해 빛 에너지 이용 효율을 극대화하도록 진화했습니다.

    그리고 대부분의 식물이 초록색인 이유는 엽록소가 청색·적색 빛은 흡수하고 에너지가 가장 강한 녹색 빛을 일부 반사하기 때문입니다. 녹색 빛을 적절히 반사함으로써 과열로 인한 세포 손상을 막고, 반사되고 남은 녹색 빛은 잎 깊은 곳까지 침투해 잎 전체가 균일하게 광합성을 할 수 있도록 돕는 이점이 있습니다.

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    채택된 답변
  • 안녕하세요. 이상현 전문가입니다.

    사랑초의 보라색은 엽록소가 없는것이 아니라, 안토시아닌이 초록색을 가린것이라서

    광합성 자체는 여전히 엽록소가 주로 담당하고

    안토시아닌은 강한 빛과 자외선과 산화 스트레스를 줄여주는 보호막 역할을 합니다.

    감사합니다.

  • 안녕하세요, 상냥한메뚜기254님. 이중철 전문가입니다.

    먼저, 사랑초 같은 보라색 잎 식물은 엽록소가 없는 것이 아니라, 광합성을 하는 녹색 엽록소 위에 안토시아닌이라는 붉은 보락색 색소가 풍부하게 덮여 있는 것이며, 이는 잎을 보호하고 그늘에서 생존력을 높이기 위한 진화의 결과랍니다.

    ■ 안토시아닌의 광보호 작용과 그늘 환경 적응

    보라색 식물도 일반 식물처럼 청색광과 적색광을 흡수해 정상적으로 광합성을 합니다. 다만 잎세포 속에 안토시아닌이 가득 차 있어 겉보기에 보라색으로 보이는 것인데요. 사랑초처럼 숲 바닥에 자라는 하층 식물은 나뭇가지 틈새로 쏟아지는 강한 직사광선에 노출되면 엽록소가 손상되는 광저해를 겪기 쉽습니다. 이때 안토시아닌이 천연 차단제 역할을 하여 강한 빛과 유해 산소를 없애 엽록소를 보호합니다. 또한 잎 내부로 들어온 빛을 반사하고 산란시켜 그늘진 환경에서도 빛을 알뜰하게 활용하도록 돕거든요.

    ■ 초록색 엽록소의 열 손상 방지와 광합성 안정성

    대부분의 식물이 초록색인 이유는 엽록소가 청색과 적색 파장을 흡수하고 녹색광을 주로 반사하기 때문입니다. 태양빛에서 광자 수가 가장 많은 녹색광까지 모두 흡수해 잎이 검은색이 된다면, 식물 내부의 온도가 치솟고 에너지가 넘쳐 세포가 파괴되는데요. 식물은 광합성 효율이 뛰어난 붉은빛과 푸른빛을 선택적으로 이용하고 녹색광을 적절히 반사함으로써 체온을 일정하게 식히고 전자전달계를 안정적으로 유지합니다. 과열 위험 없이 가장 안전하게 에너지를 만들기 위해 초록색으로 진화한 셈이지요.

    정리하자면,

    보라색 잎은 녹색 엽록소를 지닌 채 안토시아닌으로 강한 빛 손상을 막아내는 생존 전략이며, 대부분의 식물이 초록색을 띠는 것은 빛을 무리하게 다 흡수해 과열되는 위험을 피하고 광합성을 가장 안정적으로 유지하기 위해 최적화된 결과인 것이랍니다.

    ※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉

  • 안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

    보라색 사랑초도 광합성의 주역은 엽록소이며 보라색은 주로 안토시아닌 색소 때문입니다. 즉 연두 노랑빛만 이용하는 식물은 아닙니다 .안토시아닌은 강한 빛과 자외선 산화 스트레스로부터 잎을 보호하는데 도움이 됩니다. 초록 잎은 엽록소가 청색, 적생광을 표율적으로 흡수하고 녹색광을 상대적으로 많이 반사해 초록색으로 보입니다.