나무마다 단풍잎이 다르게 나타나는 이유는 무엇일까요?
가을의 산과 들의 나무들이 단풍으로 물들게 되는 것은 생화학적인 이유가 있다고 하는데 그렇다면 나무마다 단풍잎이 다르게 나타나는 이유는 무엇일까요?
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
나무마다 단풍 색이 다른 이유는 잎 속의 색소 종류와 농도가 차이나기때문입니다.
예를들어서 소나무처럼 항상 푸른나무는 엽록소가 계속 유지되기떄문에 초록색을 띠고,
단풍나무는 카르티노이드라는 노랑 또는 주황의 색소와 안토시아닌의 빨간색을 적절히 섞어서
갖고있습니다.
은행나무는 가을이되면 엽록소가 분해되고 남아있는
카르티노이드만 많이 가지고있어 노란색으로보입니다.
감사합니다.
안녕하세요.
네, 질문해주신 것과 같이 가을에 나무마다 단풍잎이 다르게 나타나는 이유는 주로 잎 속 색소의 조성, 농도, 분해·합성 과정의 차이와 더불어 유전적 특성, 환경 조건이 서로 다르게 작용하기 때문인데요, 우선 단풍이 드는 생화학적 원리를 보면, 여름 동안 잎은 광합성을 위해 엽록소(초록색 색소)를 많이 합성하여 빛을 흡수합니다. 그러나 가을이 되어 낮이 짧아지고 기온이 떨어지면 엽록소의 분해가 촉진되고 더 이상 새롭게 합성되지 않는데요, 이때 잎에 원래 존재하던 다른 색소들이 드러나거나 새로 합성되면서 단풍이 생기는 것입니다. 예를 들어, 노란색과 주황색은 카로티노이드가 담당하며, 붉은색은 안토시아닌이라는 색소가 새롭게 합성되면서 나타납니다. 또한 나무마다 단풍 색깔이 다른 것은 바로 이 색소의 비율과 대사 경로의 차이 때문인데요 예를 들어, 은행나무나 포플러처럼 노랗게 물드는 나무는 카로티노이드가 주로 남아 눈에 잘 드러나는 경우이고, 단풍나무나 옻나무처럼 붉게 물드는 나무는 가을에 당분이 잎에 축적되면서 안토시아닌이 합성되어 나타나는 것입니다. 같은 붉은색이라도 품종과 종에 따라 안토시아닌의 농도와 종류가 달라서 진홍색, 보라색, 자주색 등 다양한 색조가 만들어집니다. 마지막으로 같은 종의 나무라도 햇빛을 많이 받는 잎과 그늘진 잎은 색깔이 달라질 수 있는데요, 햇빛을 많이 받는 부분에서는 광합성 산물이 잎에 축적되어 안토시아닌 합성이 활발해지므로 붉은빛이 강해지고, 그늘진 곳은 주로 노란색을 띠는 경우가 많습니다. 토양의 산도, 수분 공급 상태, 기온 차이 역시 색소 합성과 분해 속도에 영향을 주어 단풍의 색이 다양하게 나타나게 합니다. 감사합니다.
나무가 가지고 있는 색소의 차이 때문이니다.
단풍은 엽록소, 카로티노이드, 안토시아닌이라는 세 가지 주요 색소의 상호 작용으로 인해 발생합니다.
엽록소는 잎이 녹색으로 보이는 주된 색소이며, 광합성에 필수적입니다. 가을이 되어 기온이 내려가고 일조량이 줄어들면, 나무는 엽록소를 분해하기 시작하는데, 엽록소가 사라지면 다른 색소들이 드러나게 됩니다.
카로티노이드는 노란색이나 주황색, 갈색을 띠는 색소입니다. 엽록소가 분해되기 전부터 잎에 존재하지만, 녹색에 가려져 보이지 않다가 엽록소가 사라지면 드러나게 됩니다. 은행나무니 자작나무 등은 카로티노이드가 풍부하여 주로 노란색 단풍이 듭니다.
안토시아닌은 붉은색과 자주색을 띠는 색소입니다. 이 색소는 가을철 기온이 낮아지고 일조량이 많을 때, 잎에 축적된 당분으로 인해 새로 생성됩니다. 단풍나무, 옻나무 등은 안토시아닌을 많이 생성하여 붉은색 단풍이 드는 것입니다.
나무마다 단풍잎의 색깔이 다르게 나타나는 주된 이유는 각 나무가 가진 고유한 유전적 특성 때문입니다. 모든 나무는 잎이 떨어지는 시기에 엽록소 생산을 중단하고 잎에 남아 있는 카로티노이드나 안토시아닌과 같은 색소의 비율에 따라 노란색, 주황색, 붉은색 등 다양한 색을 띠게 되는데, 이러한 색소의 생성과 축적량은 나무의 종에 따라 유전적으로 결정되어 있습니다. 예를 들어, 은행나무는 주로 카로티노이드가 많아 노란색을 띠고, 단풍나무는 안토시아닌을 많이 생성하여 붉은색을 띠는 것이 일반적입니다.