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[과학 읽어주는 언니] 붉은 단풍은 특별하다?!

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[과학 읽어주는 언니] 붉은 단풍은 특별하다?!

2018.09.26 10:00
 

모든 식물의 세포에는 광합성을 하는 엽록소와 광합성을 돕는 보조색소가 있다. 노란색을 띠는 카로티노이드와 크산토필, 붉은색을 띠는 안토시아닌 모두 보조색소에 속한다. 단풍의 색은 이 보조색소 때문에 나타난다.


보조색소 중에서도 붉은 빛을 띠는 안토시아닌은 특별하다. 카로티노이드는 모든 식물이 가진 보조색소로 그 함량에 따라 노란 빛이 얼마나 진하게 보이느냐가 결정되는 반면 안토시아닌은 가을이 되면 나무가 새롭게 만들어내는 색소다. 세포 내에 당이 많을수록 많이 합성된다. 때문에 햇빛이 많고 강수량이 많은, 즉 광합성이 잘 일어날 조건이 되는 해에 단풍이 더욱 붉게 물든다.

 

월동준비에 전력을 다해도 바쁠 때에 왜 굳이 에너지를 사용해가며 안토시아닌을 만드는 걸까.
 

세 가지 이유가 있다. 우선 안토시아닌은 뜨거운 빛으로부터 식물을 보호하는 자외선 차단 기능이 있어, 식물의 광피해를 줄인다. 

 

두 번째 기능은 ‘타감물질’을 만든다는 점이다. 타감물질은 다른 식물의 생존을 막거나 저해하는 화학물질로, 단풍나무 근처에 다른 식물들은 거의 살지 않는다. 

 

마지막은 해충을 막기 위해서다. 토마스 되링 영국 임페리얼컬리지런던대 박사팀은 진딧물이 노란색 잎보다 붉은색 잎에 6배나 적게 몰려드는 것을 확인했다.

 

과학읽어주는언니 제공
과학읽어주는언니 제공

매년 가을이 되면 국립산림과학원과 예보업체들은 단풍 시작 시기를 발표한다. 그러나 예측은 잘 맞지 않는다. 왜일까.

 

단풍 시기는 단풍이 물드는 순서를 이용해 추정할 수 있다.

 

예를 들면, 9월 말에서 10월 초에 은단풍을 시작으로 삼손단풍, 꽃단풍, 화살나무, 좁은단풍, 털단풍 등이 뒤를 잇는다. 첫 단풍의 시기만 잘 관찰하면 그 이후의 단풍 예측은 정확하다. 그러나 한 달 전에 미리 예측하지는 못한다.

 

온도, 강수량 등의 외부 조건을 대입해 얻은 회귀모델을 이용할 수도 있다.단풍 시기는 기온이 낮을수록, 강수량은 적을수록 빨라진다. 나무의 입장에서는 춥고 건조한 겨울이 빨리 왔다고 느껴, 겨울을 날 준비를 이르게 시작하는 것이다. 아넷 멘첼 독일 뮌헨공대 교수팀의 연구 결과,8~9월의 평균 온도가 1°C 높아질 때마다 단풍 시기는 최대 2일까지 늦춰졌다.


하루에 햇빛을 얼마나 받았는지(광주기)를 변수로 삼은 회귀 모델도 있다. 잎이 지기 위해서는 광주기가 임계값 이하가 돼야 한다.즉, 낮이 일정 정도 짧아져야 한다. 

 

하지만 이런 회귀 모델은 단풍 시작일을 잘 예측하지 못한다. 과거 데이터 통계에 기반한 것이기 때문에 갑자기 변하는 기후 변화에 유동적으로 대처할 수 없다.요즘과 같이 이상 기후가 계속될 때는 더더욱 예측이 어렵다. 

 

과학읽어주는언니 제공
과학읽어주는언니 제공

개화에 비해 단풍은 데이터가 많지 않다.개화는 곤충들의 짝짓기 시기 등 생태계 전반에 영향을 미치지만 단풍은 그렇지 않기 때문이다. 정확한 예측 모델이 나오기까지는 시간이 더 필요할 것 같다.

 

 

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