Зелёный цвет листьям придаёт хлорофилл — пигмент, который улавливает свет для фотосинтеза. С приходом осени:

• Света и тепла становится меньше — растение получает сигнал, что скоро зима.
• Перестает вырабатываться хлорофилл — пигмент начинает разрушаться быстрее, чем обновляться.
• Зелёный цвет «выцветает» — молекулы хлорофилла распадаются, и лист теряет зелёную окраску.

Жёлтые (ксантофиллы) и оранжевые (каротиноиды) пигменты присутствуют в листьях всегда, но летом их цвет «перекрывается» ярким зелёным. Когда хлорофилл разрушается, они становятся видны. Именно поэтому осенние листья жёлтые и оранжевые — это цвет пигментов, которые всё это время были «за кулисами».

Красные и багровые оттенки (антоцианы) — особый случай: они синтезируются заново осенью, когда в листе накапливаются сахара и растение готовится сбрасывать листву. Это не «исчезновение зелёного», а дополнительная защита и «прощальный» пигмент.

В преддверии зимы дерево извлекает из листьев ценные вещества (азот, фосфор) и переводит их в ствол и корни. Хлорофилл содержит много азота, поэтому его разрушают первым — так растение «собирает» ресурсы и сбрасывает ненужную листву. Также сбрасывание листьев помогает дереву избавиться от паразитов.