예화 단풍이 들고 낙엽이 지는 이유

우리나라는 예로부터 가을 단풍이 아름답기로 유명합니다. 온대 지방에서는 가을이 되면 기온이 내려가 잎의 엽록소 파괴가 많아져 녹색이 줄어들고, 숨어있던 황색 또는 주황색 색소인 크산토필과 카로틴이 드러나 노란 단풍이나 주황색 단풍을 만듭니다. 이 단풍은 곧 낙엽이 되어 땅에 떨어지는데, 이 현상은 광합성의 촉매 역할을 하는 엽록소와 결합되어 있던 단백질이 아미노산으로 분해 되고, 아미노산이 줄기나 뿌리로 옮겨져 비축되면서 나타납니다. 광합성을 통해 새로운 잎을 만들어내는 데는 햇빛 외에도 질소, 수소, 탄소가 필요한데, 탄소는 공기 중의 이산화탄소에서, 수소는 뿌리가 흡수하는 물에서 쉽게 구할 수 있지만 질소는 구하기 어려워 축적했던 질소를 다음해 봄에 다시 성장하는데 사용합니다. 또한 식물은 필요 없는 영양분, 즉 칼슘, 규소 등을 잎에 축적해 두었다가 낙엽이 떨어질 때 이를 버리는데, 낙엽이 바로 이들의 체외 배출수단인 것입니다. 겨울에는 뿌리가 수분을 흡수하는 힘이 약해지기 때문에 잎의 증산 작용을 없애 수분 조절을 도모하는 기능도 합니다. 낙엽이 지는 시기는 일사량과 온도에 밀접한 관련이 있습니다. 일사량이 많을수록 낙엽 시기는 늦어지는데, 낮의 길이가 짧아지고 기온이 내려가는 가을이 되면 낙엽이 대량으로 떨어집니다. 너무나 두드러지고 규칙적으로 일어나는 낙엽 현상은 가을의 대표적인 계절적 특징입니다. 낙엽이 지는 가장 큰 이유는 나무의 보온을 위해서가 아니라 나무 내의 수분을 보존하기 위해서입니다. 활엽수들은 넓은 잎의 표면을 통해서 엄청난 분량의 수분이 증발합니다. 겨울에는 흙이 얼어 뿌리에 수분 공급이 중단되기 때문에 물을 보존하는 것이 매우 중요해지는데 겨울에는 활엽수들이 잎을 달고 있을 경우 치명적인 수분 감소를 초래할 것입니다. 나무는 어떻게 잎을 떨어뜨릴 시기를 아는 것일까요? 계절적인 낙엽 현상은 일조 시간의 단축과 기온 저하가 함께 작용한 결과인데, 밤과 낮, 추위의 균형이 임계점에 도달하면 활엽수는 나뭇잎과 줄기의 접합 부분에 코르크 세포의 장벽을 만들어 대응합니다. 장벽으로 인해 나무의 순환계로부터 차단된 잎은 서서히 죽어가고 결속력이 약화되면 나무에서 떨어지게 되는 것입니다.