단풍나무는 왜 가을에 색깔이 바뀌나는지 그 원리가 궁금합니다.

Question

나무들은 추운 겨울이 되기 전인 가을에 단풍이 드는데 단풍나무 나뭇잎이 빨간색, 노란색, 이쁜 색깔로 바뀌는 과학적 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.

식물들은 엽록소라는 물질에 의해서 잎색깔을 결정합니다. 보통의 식물은 광합성을 하기 위해 엽록체가 있는데 보통 그 엽록체의 색을 나타내는 엽록소의 종류가 몇가지가 있습니다..

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가을이 깊어지면 일조량이 작아져서 광합성량이 줄어들기 때문에 식물의 엽록소의 합성이 멈추게 됩니다. 그래서 엽록소가 쇠퇴하여 분해되어 엽록소의 색깔이 사라지고 남아있는 카로틴과 크산토필만이 남아 노랗게 보이게 됩니다..

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카로틴과 크산토필 역시 색소의 한 종류들이죠.. 다만 색깔이 노란색이라는 것 뿐입니다. 또한 단풍이 빨갛게 잎이 변하는 이유는 안토시안이라는 물질이 생겨나서 이 안토시안의 색깔인 붉은 색 때문에 그렇게 보이게 되는 것입니다.

Answer 2

나뭇잎이 초록색인 이유는 기본적으로 엽록소가 초록색이기 때문입니다.

그리고 이 엽록소는 광합성을 할 때 주로 사용되는 성분입니다.

하지만 가을, 겨울이 되면 광합성으로 얻는 에너지가 적기 때문에 나무는 엽록소를 제거합니다.

엽록소가 제거되면 초록색도 같이 제거되어 노랗거나 빨간 단풍이 되며,

노란색의 경우는 크산토필이라는 성분이 많으면 나타나게 되고

안토시아닌이라는 성분이 많은 나뭇잎은 빨간색이 나타나게 됩니다.