[생활속과학]가을이면 울긋불긋해지는 나뭇잎 '왜그럴까?'

4일 강원 태백산 일대에 붉은 단풍 빛이 감돌고 있다. 2018.10.4/뉴스1 © News1 박하림 기자

(서울=뉴스1) 최소망 기자 = 가을이 찾아온 것을 알리듯, 숲의 색깔은 노랗게 변하기도 하고 빨갛게 물들기도 한다. 왜 날씨가 서늘해지면서 푸르던 나뭇잎은 울긋불긋한 색깔로 갈아입는 것일까.

모든 식물들은 광합성을 하기 위해 잎 속에 색소를 가지고 있다. 초록색을 띠는 엽록소 외에도 노란색 계열 '카로티노이드', 붉은색 계열 '안토시아닌' 등이 있다. 카로티노이드는 날이 따뜻할 때는 엽록소에 가려서 잘 보이지 않고, 안토시아닌은 늦여름부터 활동을 시작하는 특징이 있다.

계절이 바뀌어 기온이 낮아지면서 척박한 겨울을 나기 위해 나무들은 잎으로 가던 수분과 영양분을 차단하고 줄기로만 보내게 된다. 그 결과 물과 영양소를 전달받지 못한 잎 속 엽록소는 합성되지 않고 햇빛에 분해된다. 이때 나뭇잎 속 녹색이 사라진다. 다만 분해속도가 느린 색소 카로티노이드와 안토시아닌은 한동안 본래 색을 발하게 된다. 시간이 더 흐르면 탄닌 색소로 탓에 잎은 갈색으로 변한다.

하지만 이처럼 알려진 기존 단풍이 드는 과학원리를 깨는 연구결과도 있었다. 뉴욕 콜게이트(Colgate) 대학 연구팀은 지난 2005년 붉은 단풍나무는 엽록소가 파괴된 후 남은 색소 안토시아닌이 내는 색이 아니라 나무가 추운 환경에 적응하면서 안토시아닌을 '독' 또는 '방어막'처럼 생성하기 때문이라고 주장했다. 기존에 알려진 단풍 원리와 다른 과정을 밟는다는 지적이다.

연구팀은 단풍나무의 빨간 잎과 파란 잎, 밤나무의 노란 잎과 녹색 잎을 상추 씨앗에 뿌리는 실험을 했다. 그 결과 빨간 단풍잎이 다른 잎보다 상추씨의 발아를 크게 저해시키는 것으로 확인됐다. 연구팀은 "빨간 단풍잎이 떨어지면 안토시아닌 성분이 흘러나와 땅속으로 스며들어 다른 수종의 생장을 막고, 오롯이 단풍나무만 자랄 수 있도록 종 번식을 유도하는 것"이라고 설명했다.

2018년 한반도 첫 단풍은 이미 시작했다. 설악산은 지난 9월28일, 오대산은 지난 10월1일 첫 단풍을 보였다. 한반도 산들의 단풍 절정기는 금강산 10월17일, 설악산10월20일, 북한산 10월28일, 계룡산 10월29일, 속리산10월30일, 한라산 10월30일, 지리산 11월5일로 예상된다.

somangchoi@news1.kr

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