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작성일 2015-09-01
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몇 년 전 까지만 해도 지구 온난화라는 뉴스가 다른 나라 이야기로만 들렸었는데 9월초까지도 유난히 더웠던 올 여름을 생각해 보면 이미 우리가 피부적으로 지구의 변화를 온 몸으로 체감하고 있지 않나 싶다. 더운 날씨를 피해보고자 짙푸른 녹음을 그리워하며 산속을 헤매고 다닌 게 엊그제 같은데 벌써 온 산하가 울긋불긋 오색찬란한 단풍으로 채색되어있다. 아직은 4계절이 비교적 뚜렷한 우리나라에서는 계절변화 만큼은 분명하게 보여준다. 우리민족이 부지런하고 무엇이든 빠르게 일처리를 하는 습성도 이러한 계절변화에 미리미리 대응하지 못하면 큰 낭패를 보는 자연적인 조건과 밀접한 관련이 있음이 분명하다.
우리나라의 단풍은 9월 중순경부터 설악산과 오대산 정상에서 시작되며, 단풍은 산 아래 쪽으로 하루 약 40km씩, 남쪽으로 하루 약 25km씩 빠르게 이동한다. 11월 상순이 되면 남해안 지방의 두륜산과 국토의 최남단 제주도 한라산까지 물들게 되며 대체로 내륙지방이 해안지방보다 10일정도 빨리 단풍이 시작된다. 첫 단풍이 들었다고 할 때의 단풍은 산의 20%~30% 가량에 단풍이 드는 것을 말하며, 산의 80% 이상 단풍이 물들었을 때를 \'단풍절정기\'라 한다. 사계절 기후변화가 뚜렷한 우리나라의 단풍은 세계적 절경을 이루고 그 중 금강산의 단풍은 \'몰아(沒我)의 경지\'라고 할 정도로 유명하며, 단풍은 서서히 기온이 낮아질 때 더욱 아름다우나 급격히 기온이 떨어지면 단풍의 멋이 줄어들게 된다.
그러면 그렇게 짙푸르던 식물의 잎이 왜 갑자기 단풍이 들까? 모든 식물은 가을에만 붉은색으로 물드는 것이 아니고 붉게 물드는 경우가 3가지이다. 그 첫째가 어린잎이나 줄기가 새롭게 발생하면서 일시적으로 붉은색을 보이다 잎이나 줄기가 성장하면서 붉은색이 없어지게 된다. 바로 어린잎이나 줄기의 엽록소를 만드는 세포내의 구조가 완성되지 않았기 때문이다. 줄기로부터 당이 계속 보내져 오면서 안토시안을 형성하게 된다. 안토시안은 자외선을 잘 흡수하는 성질을 갖고 있고, 또한 안토시안을 많이 가진 조직은 표피뿐이다. 때문에 연약한 어린잎이나 줄기가 빨갛게 됨으로서 자외선의 해를 피하는 것이다. 잎이 성숙함에 따라 안토시안은 분해되어 소실되며 엽록소에 의해 녹색으로 변하게 된다.
두 번째는 잎의 성장기간 내내 계속 붉은 색을 띠는 경우인데 이러한 식물로서는 자주색 양배추, 붉은 차조기잎, 베고니아 등이 있다. 이들 식물은 정상적인 녹색 종으로부터 변종인 경우가 많은데, 안토시아닌과 공존하는 엽록소에 의해 정상적인 광합성을 해 나간다.
세 번째는 낙엽 직전에만 붉은 색으로 변하는 경우인데 가을의 단풍이 여기에 해당된다. 보통 녹색 잎은 봄부터 여름에 걸쳐 광합성으로 당이나 전분 등의 물질을 만드는데, 가을이 되면 이 물질들은 줄기나 뿌리의 저장 기관으로 보내지게 된다. 그리고 가을이 깊어감에 따라 잎에서의 물질 합성 작용은 쇠퇴하고, 엽록소와 단백질 등이 분해되어 차츰 줄기나 뿌리 쪽으로 이동해 간다. 이윽고 잎 꼭지 기저부에 분리 층이 생겨 물질이 지나다니던 길이 끊어지게 되므로 언제라도 나무에서 떨어질 수 있게 된다. 그 때문에 잎에 나머지 당의 축적이 일어나고, 이것이 안토시아닌의 생성으로 전용된다. 또한 엽록소가 붕괴하여 세포내에 아미노산이 모이고, 안토시아닌의 생성이 촉진되기도 한다. 이것이 단풍현상의 메커니즘이다.
한편 잎이 노랗게 변하는 현상은 카로티노이드 색소에 의한 것이다. 이른 봄, 어린잎이 날 때부터 카로티노이드 색소가 만들어지는데, 여름에는 엽록소의 녹색으로 덮어 가려지기 때문에 그 색깔이 보이지 않는다. 이것이 가을이 깊어지면서 엽록소가 분해됨에 따라 노란색이 표면에 나타나는 것이다. 가을철이 되면 나무는 월동준비를 위하여 나뭇잎을 떨어뜨리는데 나뭇잎이 떨어지는 원인은 나뭇잎과 가지사이에 떨켜층이 형성되기 때문이다. 떨켜층이 형성되기 시작하면 나뭇잎은 뿌리에서 충분한 물을 공급받지 못하나 반면 잎에서는 계속 햇빛을 받아 광합성을 하여 이때 생성된 양분은 떨켜층 때문에 줄기로 이동하지 못하고 잎 내에 남게 되어 이로 인하여 잎 내 산도가 증가되어 엽록소는 파괴되고 대신 엽록소 때문에 보이지 않던 카로틴(Carotene), 크산토필(Xanthophyll)과 같은 색소가 나타나고 안토시아닌(Anthocyanin)이 생성되어 나뭇잎의 색이 붉게 혹은 노랗게 보이는 것이다. 식물의 잎은 광합성작용을 하여 영양성분을 만들어내는 공장이라고 할 수 있다. 물과 이산화탄소를 원료로 하여, 엽록체에서 햇빛 에너지를 이용하여 포도당을 만든다. 이 때, 산소가 공기 중으로 방출된다. 이 광합성의 과정은 햇빛 에너지를 포도당 속에 화학적 에너지로 변화시켜 저장하는 과정이라 할 수 있다. 식물은 광합성에 의해 양분을 만들기 때문에 생산자 혹은 자가 영양 생물이라 말한다. 동물은 스스로 양분을 만들지 못하고 외부로부터 섭취해야 하기 때문에 소비자 혹은 타가 영양 생물이라 한다. 식물의 잎은 녹말을 만들어 열매, 씨앗, 뿌리 등에 저장하고 이를 동물들이 이용하는 것입니다. 그래서 식물의 잎을 영양분 생산 공장이라고 부르는 것이다.
날씨가 쌀쌀해지는 11월에 중순 이후는 벌들이 월동에 들어가기 시작해 사실상 외부활동을 하지 못하게 되어 10월은 우리나라의 꿀벌들에게는 올해 마지막 활동기간이 되는 셈이다. 이때 꿀벌은 봄이나 여름철보다 안토시아닌이 풍부한 플라보노이드를 식물로부터 얻을 수 있다. \'안토시아닌(anthocyanin)\'은 원래 꽃이나 과일, 곡류의 적색, 청색, 자색을 나타내는 플라보노이드계의 수용성 색소다. 검게 보이지만 사실은 검은색이 아니고 짙은 붉은색이나 진보라색에 가깝다. 식물에선 곤충이나 조류를 유인해 화분의 수정 및 종자의 전파에 기여한다.
이런 안토시아닌은 항산화 물질로 알려져 있다. 김태영 농촌진흥청 농촌생활연구소 연구관은 연구를 통해 “안토시아닌은 항산화 작용에 효과가 있다.”고 밝힌바 있다.
이러한 이유로 가을철의 프로폴리스는 다른 계절의 것보다 안토시아닌이 풍부하여 좀 더 연구를 진행 해 보면 새로운 효능을 찾아낼 수 있을 것으로 기대된다.
향후, 우리나라 같이 사계절이 뚜렷한 나라의 경우 계절별 프로폴리스 제품을 비록 소량이라도 특화하여 생산해 낼 수도 있지 않을까 싶다.
프로폴리스연구소 소장 허용갑
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