푸른나뭇잎들이 나무종류에 따라 색이 다르게 변하는 이유는 뭘까요?
가을산의 풍경은 나뭇잎이 알록달록 예쁘지요. 단풍나무는 빨갛고 은행나무는 노랗고 그런데 왜 푸른나뭇잎들이 나무종류에 따라 색이 다르게 변하는 이유는 뭘까요?
안녕하세요. 과학전문가입니다.
식물체에는 엽록소(초록), 카로티노이드(노랑), 안토시안(빨강) 등의 색소가 들어 있습니다. 식물의 종류마다 이들 색소의 함량이 각각 다른데 3가지 물감을 섞으면 다양한 색깔을 만들 수 있는 것처럼 이들 색소의 비율에 따라 잎, 과일 등에서 다양한 색깔을 나타낼 수 있습니다. 빨간 잎에는 안토시아닌 색소를 더 많이 들어 있고, 초록 잎에는 엽록소가 많이 남아 있기 때문입니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
온도가 25도아래로 내려가면 엽록소의 합성이 중단되기시작하여 초록빛을 잃고 안토시아닌의 붉은색과 카르티노이드의 노란색이 남아 단풍색을 띠게됩니다.
이 두 물질의 배합비율에따라 단풍의 색이 결정됩니다.
감사합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
봄부터 여름까지 엽록소가 만들어지면서 초록 잎을 유지하였지만 가을이 되면서 이 엽록소가 더 이상 만들어지지 않습니다. 이유는 떨켜층에 의해 나뭇잎에 수분이 부족해지고 영양분이 쌓여 산성을 띠게 되면서 엽록소가 분해됩니다. 엽록소가 분해되며 노란, 주황, 빨강, 핑크 등으로 색이 바뀌어 단풍이 지는 것이죠.
또한 색이 다른 이유는 색소의 종류와 함유량이 다르기 때문입니다. 붉은색은 엽록소가 분해되며 안토시아닌을 생성하며 띠게되고, 노란색은 크산토필, 카로티노이드가 생성되면서, 갈색은 크산토필, 타닌이 생성되면서 띠게되는 색입니다.
엽록소가 분해되는 이유는 겨울 동안 나무는 에너지 소모를 최소화하고 나무 내에 있는 수분을 최소화(수분이 얼면 부피가 증가해 손상을 입기때문에)하는 작업을 시작합니다. 그 중 에너지 소모를 줄이기 위해 잎과 나뭇가지 사이에 떨켜층을 형성하여 나뭇잎에 수분 공급을 중단시키고 나뭇잎으로부터 에너지(양분) 공급을 중단 받아 나뭇잎의 농도가 올라 산화되면서 엽록소가 분해돼 단풍이 들게하며 이후에 낙엽이 되어 떨어지게 만듭니다.
나뭇잎은 빛에의해 광합성을 합니다.
빛이 부족하고 온도가 낮아지면 광합성 시간이 짧아지고 엽록소 생성이 적어지게 됩니다.
이때 나무는 나뭇잎으로 연결되어 있는 관들을 모두 닫고 겨울을 나기위해 뿌리에만 영양분을 비축 합니다.
이로인해 나뭇잎들은 영양분을 공급받지 못하고 광합성을 하지 않아 녹색을 띄지 못하게 됩니다.
녹색이 사라진 나뭇잎은 각자 원래 지니고 있는 고유의 색을 나타내기 시작 하면서 단풍이 물들게 됩니다.
시간이 지나 영양분과 수분을 공급받지 못하고 말라서 떨어지게 됩니다.
안토시아닌이 많은 나무는 빨간색 계열을
베타카로틴이 많은 나무는 오렌지색 계열을
카로티노이드가 많은 나무는 노란색 계열을 나타내게 됩니다.
나뭇잎이 초록색인 이유는 기본적으로 엽록소가 초록색이기 때문입니다.
그리고 이 엽록소는 광합성을 할 때 주로 사용되는 성분입니다.
하지만 가을이나 겨울이 되면 광합성으로 얻는 에너지가 적기 때문에 나무는 엽록소를 제거합니다.
엽록소가 제거되면 초록색도 같이 제거되어 노랗거나 빨간 단풍이 되는데,
노란색의 경우는 크산토필이라는 성분이 많으면 나타나게 되고
안토시아닌이라는 성분이 많은 나뭇잎은 빨간색이 나타나게 됩니다.