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단풍이 드는 이유? 사실 아직 모른다
가을이 되면 각지에서 볼수있는 단풍. 선명한 오렌지색으로 물든 나뭇잎들을 보고 있으면 "예쁘다"고 생각하며 빠져들고 맙니다. 한편 '아, 이제 겨울이 오는구나 ......'라고, 조금 쓸쓸한 기분이 되기도 합니다. 그런데 왜 단풍이 드는 것일까요? 학창시절 어렴풋하게 배웠던 것 같은 느낌이 들지만 사실 거의 대부분의 사람이 그때 배웠던 대답을 생각내지는 못할 겁니다. 음, 왜 그럴까요? <바다물이 왜 짤까?>와 마찬가지로 아주 두루뭉술하게 배웠으니까요. 사실 과학이 발전한 오늘날에도 단풍이 드는 이유는 확실하게 밝혀지지 않았습니다.
나무들은 체력을 온존하고 혹독한 겨울 기후에서 살아남기 위해 잎을 떨어뜨린다는 전략을 선택을 하게 됩니다. 그런데 그때까지 잎에 축적되어 있던 영양분이 있으므로 그걸 그대로 폐기하기는 아깝기 때문에 나무는 잎으로부터 양분을 흡수하게 되지요. 그 공정의 일부에는 잎이 녹색으로 보이게 하는 색소인 엽록소의 분해가 포함되어 있습니다. 점차 녹색이 사라지면, 원래부터 있었던 잔토필(xanthophylls)이라는 색소가 잔류하게 되는데 이 색소가 노란색과 오렌지의 중간 정도의 색상을 가지고 있어 나뭇잎이 노랗게 물드는 것처럼 보이는 겁니다.
그런데 나무 종류에 따라서는 새로운 색소를 생성하기도 하는데, 그것이 바로 오렌지와 빨간색, 보라색의 안토시아닌(anthocyanin)입니다. 왜 새롭게 색소를 생성하는지에 대해서는 알려져 있지 않습니다. 그저 잎을 버리려는 것뿐이라면 왜 일부러 나뭇잎을 붉게 물들이려고 굳이 에너지를 쓰는 것일까요? 이 안토시아닌은 북미, 아시아 지역, 남미 등을 기원하는 나무에 흔히 볼 수 있으며 유전에 의한 특징이라고 합니다. 이 현상은 과학적으로 아직 명확하게 증명된 것이 아니며, 이를 설명하기 위한 가설만이 존재합니다.
이 가설에 의하면, 붉은 색소는 자외선 차단제와 같은 역할을 수행하며 빛에 의한 손상으로부터 나뭇잎을 지킨다는 겁니다. 원래 엽록소는 빛의 광자를 흡수하여 에너지를 생성하는 존재입니다. 그런데 나무가 나뭇잎의 엽록소마저 분해시켜 흡수하게 되면 잎에는 엽록소의 비율이 저하되는 반면, 광자는 그대로 나뭇잎 세포 내에서 계속적으로 활동하죠. 이를 그대로 방치하게 되면 귀중한 양분을 회수하는데 필요한 효소가 파괴될 위험이 있으며, 나무는 붉은 색소를 보내 남아있는 광자를 흡수하여 피해를 경감시킨다는 것입니다.
상당히 그럴듯한 이야기죠? 그러나 문제는 이 논리만으로는 모든 것을 설명하지 못한다는 점입니다. 이 가설에 의하면 비슷한 기후대와 일조량을 공유하는 나무들은 종이 같다면 똑같은 색상으로 물들어야할텐데, 실제로는 같은 종이라도 나무 개체마다 울긋불긋 다채로운 색깔의 단풍이 들기 때문입니다. 그 외에도 빨갛게 물드는 가설이 있기는 하지만, 아직까지는 단풍이 드는 이유는 아무도 모릅니다. 만약 밝혀낸다면 노벨상을 받을 수 있을 지도 모르죠.
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