일엽지추(一葉知秋)라, 나뭇잎 하나가 떨어짐을 보고 가을이 영긂을 안다! 그렇다, 봄철엔 모든 이가 시인이 되고 가을에는 철학가가 된다고 했지. 어느 결에 가을이 산정에서 머뭇거림 없이 슬금슬금 기어 내려왔다. 봄꽃은 남녘에서 하루에 30km속도로 내처 북상하고, 가을단풍은 거의 20km/day빠르기로 이어 남하한다고 한다. 어느 새 만산홍엽(滿山紅葉)이다! 뭇 산이 울긋불긋 가을 단풍 옷을 끼어 입었도다! 시들어 떨어지는 맥 빠진 나뭇잎이 사뭇 남루해진 내 꼬락서니와 흡사타하겠다. 황혼은 그지없이 아름다우나 그 뒤에는 캄캄한 어둠이 기다리고 있나니, 인생무상(人生無常)이라는 것.
단풍이 지는 까닭은 식물 세포의 작은 주머니, 액포에 그 비밀이 있다
식물세포의 현미경사진, 연한 녹색부분이 액포이고, 핵은 오렌지색, 밝은 녹색과 적색으로 표시된 부분이 엽록체이다.
단풍이 지는 원리는 먼저 ‘액포(液胞,vacuole)’에서 찾는다. 식물도 물질대사를 하기에 노폐물이 생긴다. 식물은 사람의 콩팥 같은 배설기가 없어서 세포 속에 액포라는 ‘작은 주머니’에 배설물을 담아뒀다가 갈잎에 넣어 내다버린다. 하여, 낙엽은 일종의 배설이다.
여기에 액포 이야기를 조금 더 보탠다. 이 현미경적인세포소기관은 늙은 세포에서는 세포의 80% 이상을 차지하며, 필요에 따라 번번이 모양을 바꾼다. 모든 식물과 균류(菌類,fungi)에 있으며 일부 원생동물과 세균에도 들었다. 말 그대로 막으로 둘러싸인 터질듯 한 작은 주머니는 물과 함께안토시아닌(anthocyanin) 색소, 당류, 유기산, 단백질, 효소와 숱한 무기물질이 들었다.
세포에 해를 주는 물질도 저장하고, 세포를 팽팽하게 부풀게 하는팽압(膨壓,turgorpressure)과pH를 일정하게 유지하며, 세포에 처 들어온 세균을 무찌르니 동물세포는리소좀(lysosome)에서 독성물질이나 쓰다 버린 것을 분해되는데 식물세포에서는 주로 이것이 담당한다. 또 엽록체를 세포 바깥쪽으로 밀어내어 햇빛에 노출하도록 한다. 흔히 액포는 버려진 것이나 저장하는 ‘똥통(桶)’ 정도로 여기기 쉬우나 그렇지 않다.
똑같아 보이는 단풍 나뭇잎도 자세히 보면 작은 잎의 개수가 다르다
너절한 허두를 빼고 바로 요점을 풀이하여 들어간다. 지금 막 당신이 맞닥뜨리고 있는 그 단풍나무의 이름은? 만물은 다 제 이름이 있고, 제 자리가 있다고 했으니…. 나무나 꽃도 제 이름을 불러주고 안아주면 더없이 좋아 날뛴다. 우릴 황홀케 하는 새빨간 단풍잎은 주로 단풍(丹楓)나무 과(科)의 것으로, 우리나라에는 크게 보아 그런 나무가 5종이 있다. 단풍나무에 가까이 다가가 자세히 들여다보면서, 다음 열쇠(key,기준)에 맞춰 그것들을 나눠보자. 잎사귀 둘레가 찢어져 뾰족뾰족 나온 낱낱의 작은 잎(열편,裂片)이 3개인 것은신나무, 5개는고로쇠나무(봄에 여기서 고로쇠액을 뽑음), 7개를단풍, 9개는당단풍, 11개인 것이섬단풍이다. 그 중에서 ‘당단풍’ 잎이 가장 붉다. 그리고 단풍나무 열매는 부메랑(boomerang) 닮은시과(翅果, 날개가 달린 과실)라서 줄기에서 떨어지면 팔랑개비처럼 뱅글뱅글 돌아 멀리멀리 퍼져 날아간다. 어쨌거나 단풍잎의 열편을 외웠다가 단풍나무들의 이름을 살갑게 불러주자 구나. 그러면 뿌리 채 확 뽑혀 후닥닥 열쌔게 당신께로 후다닥 막 달려올 것이다!
섬담풍 잎
고로쇠나무 잎
신나무 잎 <출처: NGD>
단풍 잎
단풍의 색은 갑자기 나타나는 것이 아니라, 엽록소의 녹색에 가려있던 것
그런데 앞서 말한 액포 속에 저 아름다운 단풍색이 들었다!? 터질 듯 부푼 액포에는 카로티노이드계인 화청소(花靑素,안토시아닌)에다카로틴(carotene),크산토필(xanthophyll)․타닌(tannin) 같은 색소는 물론이고 달콤한 당분도 녹아 들어있어 사탕수수나 사탕단풍에서 설탕을 뽑는다. 안토시아닌은 식물의 꽃과 열매, 잎들에 많이 들어 있으며, 산성에서는 빨강, 알칼리성(염기성)에선 파란색을 내는 색소화합물이며, 그것은 생체에서 강력한 항산화물(抗酸化物,antioxidants)로 암이나 노화 등 여러 질환에 좋다한다.
연두색인엽록체와엽록소이야기가 잠시 여기에 끼어든다. 엽록체(葉綠體,chloroplast)가 들어있으면 왜 잎이 녹색이란 말인가. 잎의 세포에는 평균 50∼200여개의 아주 작은, 현미경으로 봐야 겨우 보이는 엽록체 알갱이가 들어있다. 모양을 굳이 따진다면 원반(圓盤)꼴에 가깝고, 하등한 식물은 세포 하나에 엽록체 하나만 갖는 수도 있다. 녹색식물의 잎이 녹색인 것은 “엽록체가 녹색을 띠기 때문이다”라고 답할 것이다. 그 말도 맞다. 엽록체에는 ‘잎파랑이’라는 순우리말을 가진 싱그러운 원초(原初)의 색소인 엽록소(葉綠素,chlorophyll)가 한가득 들어있다. 잎파랑이는 다른 색은 모두 다 흡수하거나 투과하고 녹색만 반사하기에 잎이 녹색이다. 그렇구나!
식물잎의 수직 단면의 전자현미경사진, 둥근 엽록체가 보인다.
자연은 결코 갑작스런 비약을 하지 않는다고 한다. 더위가 물러나고 날씨가 썰렁해지면서 세포 속 엽록체에 켜켜이 틀어박혀있던 광합성의 본체인 녹색엽록소가 파괴되고 그것에 가려있던 카로틴, 크산토필, 타닌 같은 색소들(모두 광합성보조색소임)이 겉으로 드러나면서 잎에 물이 든다. 거듭 말하지만 이런 색소는 가을에 느닷없이 생겨난 것이 아니라, 봄여름 내내 짙은 엽록소 그늘에 묻혀 있다가 온도에 약한 엽록소가 파괴되면서 겉으로 드러난 것이다. 하여 가을단풍은 먼저 추워지는 산꼭대기에서부터 시작한다. 단풍이 지는 가장 큰 까닭은 낮은 온도에 있다는 뜻.
단풍은 안토시아닌 등 색소와 당분의 농도가 부리는 마술
달콤한 메이플 시럽은 사탕단풍 나무에서 나온다. <출처: ngd>
힘 빠진 잎사귀(액포)에 든 화청소는 가랑잎을 빨갛게 물들이고 카로틴이 많은 것은 당근 같은 황적색을, 크산토필이 풍부하면 은행잎사귀처럼 샛노랗게, 타닌이 그득하면 거무죽죽한 회갈색들을 띠게 되니 온 산이 북새통이다.
헌데, 액포에 당분이 많으면 많을수록(화청소와 당이 결합하여) 단풍색이 훨씬 더 맑고 밝다. 가을에 청명한 날이 길고, 낮과 밤의 일교차가 큰(광합성산물을 밤에는 호흡으로 소비하는데, 온도가 낮으면 호흡량이 줌) 해에는 단풍이 전에 없이 더 예쁘다고 하는데, 그것은 당이 풍성한 탓이다. 그리고 가을이 되면 잎자루 아래(기부)에 떨켜(이층,離層)가 생겨 잎에서 만들어진 당이 줄기로 내려가지 못하고 잎에 쌓이게 되는 것도 단풍이 드는 중요한 요인으로 생각한다. 그렇듯 당분이 가장 많이 든 단풍은 사탕단풍(캐나다에선 이런 나무에서 ‘maplesyrup’을 뽑음)이며, 그래서 그것이총중(叢中)에 가장 붉다. 거참, 알고 보니 사람의 눈을 홀리는 단풍색은 화청소와 여러 색소, 그리고 당분의 농도가 부린 수리수리 마술이었구나!
어디선가 잘 못 이야기 한 적이 있어서 서둘러 회개한다. 익은 고추가 붉은 것은 안토시아닌 때문이 아니고, 주로캡산틴(capsanthin)이라는 색소 탓이라는 것. 그리고 고추가 매운 맛(실은 맛이 아니고 통각임)을 내는 것은캅사이신(capsaicine,고추의 학명Capsicumannuum의Capsicum에서 따옴)이란 물질 때문이다. 호호 맵다. 얼마나 맵기에 옛날 어른들이 고초(苦草), 먹기에 고통스런 풀이라고 이름 붙였을까. 고추는 끝자락보다는 줄기 쪽이 더 맵다. 그 매운 맛은 애초부터 고추가 다른 미생물(세균, 곰팡이 바이러스)이나 곤충에 먹히지 않기 위해 만들어 놓은 자기방어물질인 것.
떨어지는 낙엽에서 미래를 준비하는 지혜를 배운다
차차 쇠하여 보잘것없이 되어버리는 조락(凋落)의 시간은 끝내 누구에게나 찾아온다.옥신(auxin)이라는 생장호르몬이 저온에 사그라지면서 나무줄기와 잎자루 아래틈새에 떨켜가 생겨나 뚝뚝 낙엽이 모두 진다. 여자들은 저 낙엽 구르는 소리에 덩달아 깔깔 웃는다고 하지! 낙엽귀근(落葉歸根)이라, 잎은 뿌리에서 생긴 것이니 전수(全數) 다시 제자리로 돌아가야 한다. 진잎은 나무의 발(뿌리)을 감싸줘서 얾을 막아주고 썩어문드러져 거름되어 선뜻 자양분이 되어준다. 만약에 가을나무들이 이파릴 떨어뜨리지 않는다면? 한겨울 추운 날씨에 아래 발치의 물이 얼어버려 물관을 타고 금세 못 올라가는데 끄트머리 잎에서는 증산이 퍼뜩퍼뜩 일어난다면 나무는 결국 말라죽는다. 나무도 휑하니 잎을 떨치고 싶어 그러는 것이 아니렷다. 녀석들이, 참으로 속 차고 똑똑하구나! 우린 그들에서 유비무환(有備無患)을 기꺼이 배운다. 말 못 하는 식물이라고 깔보지도 얕보지도 말라.
독자 여러분은 이 글에 너무 한눈팔지 말고, 다시 못 올 아리따운 ‘천년의 이 가을’을 한껏 즐겨보시라. 우리의 어머니(mother)인 자연(nature)은 정녕 눈물겹게 아름답다. 우린 자연이라는 삶의 터전이 꼭 필요하지만 자연은 우리가 필요 없다. 차라리 없는 것이 좋다! [네이버 지식백과]단풍- 가을 산의 정취 (생물산책, 권오길)
섬담풍 잎고로쇠나무 잎신나무 잎 <출처: NGD>단풍 잎
