단풍의 계절
유난히 더웠던 지난 여름에 짙푸른 녹음을 자랑하던 나무들이 어느덧 서늘한 기운과 함께 단풍으로 물들고 있다. 설악산 단풍은 10월13일 절정에 달하면서 온 산이 붉게 물들었다 한다. 기상청은 "기온이 식물의 생육 최저온도인 영상 5도 이하로 떨어지면 단풍이 시작되며 전국적으로 단풍 시작 시기는 지난해보다 1∼2일 빠를 것"이라며 "특히 요즘 일교차가 다소 크게 나타나 단풍 색깔이 평년보다 아름다울 것"이라고 예상했다. 설악산 단풍이 빠르게 남하하면서 10월15일부터는 서울 시내도 단풍으로 물들어 북한산 단풍은 10월 중순에 시작돼 10월28일께 절정에 이를 것이라고 한다. 기온과 일교차가 어떻게 식물의 녹색에 영향을 주는 걸까? 가을이 되면 나무는 잎에서 만든 당분이 줄기로 이동하지 못하게 막아버린다. 따라서 잎이 광합성을 해서 만든 당분은 계속 쌓인다. 당분이 쌓이면 잎의 산도가 증가해 녹색을 띄던 엽록소는 파괴된다. 이 과정에서 본래 잎 속에 있던 노란 색소인 카로틴(carotene)이 드러나면 노란색 단풍이 들고, 붉은 색소인 안토시아닌(anthocyanin)이 드러나면 붉게 물든다.
에너지의 근원인 엽록소
무더운 여름철, 짙푸른 녹음은 강렬하게 내려 쬐는 태양의 에너지를 식물체내의 유용한 물질로 바꾸기 위한 것이다. 에너지적으로 생각하면, 식물의 광합성(光合成, photosynthesis)을 통하여 태양의 복사에너지를 유기물인 당분(화학에너지)으로 바꾸어서 식물체내에 저장하는 현상이다. 식물은 광합성으로 얻어진 유기물의 화학에너지를 생장 등 생명현상의 영위에 사용하지만, 식물을 먹는 동물이나 동식물에 기생하는 미생물 등은 화학합성을 하고 있는 약간의 생물을 예외로 하고는 그 생존을 위한 에너지의 근원을 식물의 광합성에 의존하고 있다. 육식만 하는 사람이 녹색식물은 먹지 않는다고 해도, 가축을 키우기 위해서는 목초지가 필요한 것처럼, 그 육식을 만들기 위한 근원은 결국 식물에 이르게 된다. 식물이 태양에너지를 유기물로 변환시키는 역할을 하는 것이 바로 엽록소이기 때문에 엽록소는 지상의 모든 생명의 에너지의 근원이다.
엽록소는 헤모글로빈의 사촌
엽록소(葉綠素, 클로로필)는 그 분자 속에 한 원자의 마그네슘(Mg)을 가지고 있으며 신기하게도 인간의 적혈구(hemoglobin)와 화학구조가 거의 같은, 중심 금속원소가 엽록소가 마그네슘(Mg)인데 반하여 적혈구는 철(Fe)이 들어있는 차이뿐 이다. 따라서 엽록소는 식물의 헤모글로빈이라 할 수 있다. 가장 보편적으로 볼 수 있는 것이 엽록소a와 엽록소b이다. 대개의 식물에서는 a와 b가 약 3: 1의 비로 존재하고 있으며, 함량은 약 0.1％ 정도이다. 녹색식물은 그 잎의 세포 속에 타원형의 구조물인 엽록체가 많이 들어 있는 화합물이다. 엽록소는 그 빛깔이 녹색이기 때문에 엽록체가 녹색으로 보이고, 따라서 식물의 잎도 녹색으로 보인다. 엽록소는 엽록체의 그라나(grana) 속에 함유되어 있으며, 그라나를 구성하고 있는 단백질과 결합하고 있다. 엽록소에는 a, b, c, d, e와 박테리오 클로로필 a와 b 등 여러 가지가 알려져 있다. 이들은 모두 그 분자의 구조에서 약간의 차이에 의하여 분류 ·명명된 것이다. 엽록소는 모두 물에 녹지 않고 에테르 ·벤젠 ·클로로포름 등 유기용매에 녹는 것이 특징이다.< 저작권자 © 약국신문 무단전재 및 재배포금지 > |
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