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꽃이 붉은 이유에 대한 물리학

(1) 내부적 이유 ① 물질적 기초 ② 물리적 원리 ③ 생리적 필요 ④ 진화론적 관점

(2) 외부적 요인 ① 자연선택 ② 인공선택

" 꽃은 왜 이렇게 붉나요?” 우선 물질적인 근거가 있다. 홍화잎이든 붉은 잎이든 세포액에는 포도당에서 변환된 안토시아닌이 포함되어 있습니다. 산성이면 붉은색으로 보이고, 산성도가 강할수록 붉은색을 띤다. 알칼리성일 때는 푸른색을 띠고, 알칼리성이 높을 때에는 먹국화, 흑모란 등과 같이 남청색을 띤다. 그리고 중성일 때는 보라색이에요. 빨간색과 파란색의 생생한 색상은 모두 다양한 산-염기 반응에서 안토시아닌에 의해 표시됩니다.

또한 "전장의 노란 꽃은 특히 향기롭다"는 국화와 "금빛 녹색 꽃받침과 차가운 봄"을 가진 겨울 재스민이 있는데 둘 다 노란색입니다. 국화과 식물에는 노란색 꽃 외에도 주황색 꽃도 있습니다. 오렌지색은 감귤류, 호박류 등 과일의 색과 비슷하며, 가장 대표적인 것이 당근이므로 이 색을 표현하는 색소를 카로틴이라고 합니다.

흰 꽃은 세포액에 색소가 없기 때문이다. 국화와 같은 일부 흰색 꽃은 시들기 전에 약간 붉은색을 띠는데, 이는 이 때에도 소량의 안토시아닌이 함유되어 있음을 나타냅니다. 색상 변화의 특별한 예는 색상이 변하는 히비스커스입니다. 아침에는 흰색으로 피고, 낮에는 연한 빨간색, 오후에는 진한 빨간색으로 피어납니다. 또 다른 예로는 수국이 있는데, 처음에는 흰색으로 피다가 약간 녹색을 띠고 며칠이 지나면 히비스커스처럼 아침에는 피지 않고 저녁에는 시든다. 일반 꽃은 처음 꽃이 피었을 때는 대부분 밝고 화려하다가 점차 쇠퇴합니다.

“꽃은 왜 이렇게 빨개요?” 이것도 물리학 원리를 이용해 설명해야 한다. 햇빛은 프리즘이나 물방울에 의해 굴절되어 빨간색, 주황색, 노란색, 녹색, 청록색, 남색, 보라색의 7가지 색상으로 나뉩니다. 일곱 가지 색의 빛은 서로 다른 파장을 가지고 있는데, 빨간색은 파장이 더 짧고 보라색은 파장이 더 짧습니다. 산성 안토시아닌은 긴 붉은 빛의 파동을 반사하여 우리 눈에 보내주며, 우리는 그것이 새빨간 꽃이라는 것을 느끼게 될 것입니다. 마찬가지로 중성 안토시아닌은 보라색 광파를 반사하고, 알칼리성 안토시아닌은 청색 광파를 반사하며, 카로틴은 각각 노란색 광파와 주황색 광파를 반사하는 서로 다른 성분을 가지고 있습니다. 흰색 꽃에는 색소가 포함되어 있지 않지만 조직에는 모든 광파를 반사하는 공기가 포함되어 있습니다. 일부 꽃잎에는 표면에 더 작고 깔끔하게 배열된 유리 공 모양의 돌출부가 있어 벨벳처럼 보입니다. 이는 다이아몬드만큼 빛을 강하게 반사할 수 있으며 일부 장미 꽃과 같이 색상이 더 선명합니다.

"꽃은 왜 이렇게 빨개요?" 생리적인 요구도 있습니다. 다양한 빛의 파장에는 다양한 양의 열이 포함됩니다. 빨간색, 주황색, 노란색 빛의 파장은 더 많은 열을 포함하고 파란색과 보라색 빛은 더 짧은 파장을 가지며 더 적은 열을 포함합니다. 꽃 조직, 특히 꽃잎은 일반적으로 부드럽습니다. 야생 상태에서는 빨간색, 주황색, 노란색 꽃이 모두 햇빛이 강한 곳에서 자라며 열 함량이 높은 긴 광파를 반사하므로 화상을 입지 않으며 보호 효과가 있습니다. 푸른 꽃은 모두 숲 아래와 풀 사이에서 자랍니다. 짧은 빛의 파장을 반사하고 열 함량이 높은 약한 긴 빛의 파장을 흡수하므로 생리적 효과에 좋습니다. 또한 흰색 꽃이 피는 그늘 식물도 많이 있으며, 일부는 밤에 꽃을 피우고 빛의 파장을 모두 반사하는데, 이는 또 다른 적응 수단입니다. 자연에는 검은색 꽃이 거의 없으며, 검은색 꽃은 모든 광파와 과도한 열을 흡수하고 쉽게 손상되기 때문에 검은 반점이 있는 경우도 있습니다.

'꽃은 왜 이렇게 빨갛지?' 진화론적 관점에서 보면 발달과정이 있다. 겉씨식물의 꽃은 원래 형태대로 모두 녹색이고, 꽃밥과 꽃가루는 노란색입니다. 스펙트럼에서 녹색에 인접한 장파장 끝 부분에는 노란색, 주황색, 빨간색이 있고, 짧은 파장 끝 부분에서는 청록색, 파란색, 보라색이 있습니다. 꽃 색깔은 녹색에서 시작하여 장파 끝으로 발전하고 노란색에서 주황색으로 발전하여 최종적으로 파란색과 보라색인 단파 끝으로 발전하여 빨간색으로 나타난다고 할 수 있습니다. 빨간색은 가장 늦게 나타나는 꽃 색깔이어야 하며 진화 과정의 정점에 있으며 가장 밝고 눈부십니다.

"꽃은 왜 이렇게 붉을까?" 다윈의 자연선택 이론의 관점에서 볼 때 곤충은 중요한 역할을 했습니다. 수십억 년 전 겉씨식물이 지구에 나타났을 때는 곤충이 많지 않았습니다. 꽃은 색소가 옅고 바람에 의해 수분되며 모두 바람에 의해 수분되는 꽃입니다. 나중에 속씨식물이 나타나고 곤충이 번식했습니다. 속씨식물의 꽃에는 꽃덮이가 있는데, 꽃덮이와 화관으로 다시 나누어집니다(꽃덮이와 화관을 합쳐서 꽃잎이라고 합니다). 꽃잎은 더 이상 녹색이 아니지만 노란색, 흰색 또는 기타 색상이 더 눈에 띕니다. 모양도 더 크고, 꿀을 분비하는 꿀샘이 있는 것도 있고, 향기를 내는 것도 있는데, 이것이 곤충 수분 꽃이 됩니다. “꿀벌은 향기를 나누기 위해 수분매개자, 나비와 경쟁”하며, 곤충은 꽃의 수분과 수정의 역할을 완수합니다.

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