나뭇잎이 빨갛고 노랗게 물드는 이유

잎이 물드는 나무

가을이 깊어질 무렵이면 나무의 잎이 노란색이나 붉은색으로 변하면서, 우리는 선명한 단풍을 즐길 수 있게 됩니다. 단풍이란 나무의 잎이 떨어지기 전에 색이 바뀌는 것입니다만, 모든 나무가 단풍하는 것은 아닙니다. 단풍은 단풍나무나 은행나무 등의 낙엽수에서 주로 일어나는 현상으로, 겨울이 오기전에 일제히 잎을 떨어뜨립니다. 한편, 소나무와 삼나무 등의 상엽수는 1년 내내 녹색잎을 유지하고 있습니다. 낙엽수처럼 일제히 잎을 떨어뜨리는 일은 없지만, 낡은 잎은 떨어지고 새로운 잎으로 바꾸어 갑니다.

나뭇잎은 녹색

식물은 광합성에 의해 무기물인 이산화탄소와 물로부터 포도당을 만들고, 그것을 바탕으로 전분이나 단백질 등 살아가는데 필요한 에너지원이나 몸을 만드는 물질을 합성하고 있습니다. 광합성은 잎 세포에 포함된 엽록체에서 수행됩니다. 식물의 잎이 녹색으로 보이는 것은 세포 내에 엽록체가 많이 존재하기 때문입니다. 엽록체에는 엽록소라는 색소가 포함되어 있습니다. 잎에는 엽록소 이외에도 카로티노이드라는 노란색, 주황색, 빨간색을 나타내는 색소가 포함되어 있습니다. 그러나 광합성을 활발히 하고 있는 봄이나 여름에는 엽록소의 색소가 많이 존재하기 때문에 잎은 전체적으로는 녹색으로 보입니다. 엽록소는 500nm 이하의 청색광과 600nm 이상의 적색광을 흡수하고 500nm에서 600nm의 녹색과 노란색 빛을 흡수하지 않고 반사합니다. 그 반사된 빛에 의해 우리 눈에 나뭇잎은 녹색이나 황록색으로 보이게 됩니다.

단풍 현상이 일어나는 이유

나뭇잎의 색이 변하는 현상중 하나를 단풍이라고 합니다만, 단풍에는 잎이 붉은색으로 변하는 것과 노란색으로 변하는 것이 있습니다. 낙엽수의 잎의 색이 녹색에서 붉은색이나 노란색으로 바뀌는 이유는, 가을이 깊어져 기온이 떨어지고 일조시간이 짧아지면서, 광합성이 일어나지 않기 때문입니다. 광합성이 일어나지 않으면 녹색을 띄게 만드는 엽록소가 줄어들어 다른 색소의 색이 나타납니다. 은행나무 등이 노랗게 변하는 것은 엽록소의 녹색을 띄게하는 클로로필의 양이 적어지면서, 원래부터 잎 속에 존재했던 황색을 띄게하는 카로티노이드의 색이 들어나게 됩니다. 한편, 단풍나무 등이 빨갛게 변하는 것은 잎이 단풍의 시기가 되면, 잎과 가지의 경계에 '떨켜'(이층)라고 불리는 세포층이 생깁니다. 이 세포층이 잎과 가지 사이의 물질의 이동을 차단하기 때문에, 광합성으로 만들어진 당분이 잎에 머무르고 당분의 농도가 올라가게 됩니다. 거기에 햇빛이 닿으면 엽록소와 당분이 반응하여 안토시아닌이라는 적색 색소가 생깁니다. 엽록소가 적고 안토시아닌의 양이 증가하면서 잎 표면이 점점 붉어집니다. 식물이 가지는 색소는 클로로필, 카로티노이드, 안토시아닌 이외의 것도 있습니다. 꽃이 다양한 색을 나타내는 것도 이렇나 색소에 의한 것입니다.