나무는 가을에 왜 나뭇잎이 단풍이 지고 나면 다 떨어질까요?
주말에 초등생인 딸과 산행중에 질문제목과 같은 질문을 하는데 순간 당황스러웠습니다 어떻게 설명하면 쉽게 이해되게 할수 있을까요?
안녕하세요. 과학전문가입니다.
나무가 추운 겨울동안 휴식하고 견디기 위해서는 나뭇잎을 떼어내야 합니다.단풍이 드는 것 자체가 낙옆을 위한 과정에서 나타나는 현상이라고 설명하면 될것 같습니다.
나무와 식물에는 피토크롬이란 광수용체가 있습니다. 이 광수용체는 빛과 열은 인지하는 단백질 유전자 입니다.
이 유전자에 의해 나무는 빛을 받는 시간이 짧아지고 빛을 주위온도가 내려가면 잎으로 영양분을 공급하는 관을 닫고 겨울을 나기위해 뿌리에 영영분을 비축 합니다.
이렇게 되면 나무잎은 영광합성을 멈추고 엽록소를 생산하지 못해 잎에 녹색이 사라지게 됩니다.
잎은 옆록소가 사라지면 가지고 있던 원래 색을 보이게 됩니다. 이것이 단풍 입니다.
안토시아니이 많은 나무는 빨간색 계열의 나타내고, 베타카로틴이 많은 나무는 오렌지색을 나타내며, 잔토필이 많은 나무는 노란색 계열을 나타내게 됩니다.
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.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
단풍은 25도아래로 내려가면서 엽록소합성이 중단되어 나오는 현상입니다.
늦가을이나 겨울이되어 나무전체에 대한 수분공급이 원활하지 않으면 수분손실을 막기위해 기공이 있는 나뭇잎을 모두 떨어뜨리려고합니다.
그래서 나뭇잎과 나무사이에 떨켜라는것이 만들어져 수분공급과 양분공급을 막고 나뭇잎이 건조하게됩니다.
그래서 건조해진 나뭇잎이 부숴지며 떨어지게되고 이것을 낙엽이라고합니다.
그래서 기온이나 수분량에따라 시기가 단풍이 든후 낙엽이 지도록 자연스럽게 설정되어있는 것입니다.
감사합니다.
- 나무의 광합성은 태양에너지를 바탕으로 하는 것입니다.
그런데 겨울이 되면 상대적으로 태양에서 에너지를 얻을 수 없습니다.
따라서 식물이 잎을 가지고 있는 것보다는 없는 것이 더 이득이라고 판단합니다.
따라서 겨울에는 광합성을 통해 얻는 영양분보다 잎을 유지하는데 필요한 영양분이 많기 때문에
겨울에는 광합성을 하지 않습니다.
이러한 이유로 나뭇잎의 엽록소를 분해하는 과정에서 초록색이 점점 사라져 단풍이 들고 단풍을 떨어트리려고 합니다.