En el Otoño, las hojas cambian de verde a brillantes matices de escarlata, dorado, naranja y púrpura. Entonces finalmente caen al suelo. No es una época de morir: el árbol o arbusto está preparandose para el invierno.
En el verano, cuando el período de crecimiento disminuye, una capa de células muertas se forma en la base donde el tallo une con el tronco. A esta capa se le llama la capa de separación. Esta no pasa a través de las fibras leñosas que conectan el tallo con el tronco. Estas fibras sostienen las hojas en su sitio hasta que la escarcha o el viento las arranca. Después que la hoja ha caído, la cicatriz donde la hoja estaba sujeta al tronco es sellada y protegida por la capa de separación.
Según la capa de separación se forma, la manufacturación de material alimenticio dentro de las hojas disminuye. Las células y venas en la hoja se tapan. No se produce más clorofila, y el color verde desaparece. Otros colores estaban presentes en la hoja, pero estaban escondidos ya que el verde resaltaba más. Ahora aparecen en todo su esplendor.
Todas las hojas contienen unos pigmentos amarillos llamados carotenos y lutenoides. Los pigmentos amarillos se forman en el protoplasma de las células de las hojas. Los rojos y púrpuras se deben a unos pigmentos llamados antocianinos (los antocianinos poseen la gran habilidad de actuar profundamente en el cuerpo humano para brindarle una poderosa protección. Estos fitonutrientes esenciales tienen efectos fisiológicos y farmacológicos diversos. Los antocianinos, junto con otros nutrientes que se encuentran en frutas y vegetales, brindan protección contra el estrés oxidativo y las patologías relacionadas, como por ejemplo, el cáncer, las enfermedades del corazón y las inflamaciones).
Estos se forman de la savia de las células la cual es rica en azúcar. Arces de azúcar, robles, y sicómoros tienen los colores más brillantes de púrpura y escarlata. Para desarrollar semejante alto contenido de color ellos tienen que ser expuestos a la luz solar. Los arces de azúcar que están demasiado escondidos bajo otros árboles más grandes no se vuelven rojos y sólo muestran un colorante amarillo.
A la escarcha usualmente se le da crédito por los colores del otoño, pero de hecho una temperatura particular tiene poco efecto en ello. Se requiere una combinación de condiciones del tiempo favorables. Los pigmentos rojos se forman bajo la luz solar en las hojas que han guardado azúcar. Un tiempo nublado, de lluvia o un día caliente y seco de verano evita el desarrollo del pigmento. Si días calurosos son seguidos de noches calurosas, el azúcar de las hojas se filtra hasta las porciones leñosas de la planta. Las condiciones ideales son días de sol brillantes seguidos de noches frescas.
La escarcha es mayormente responsable por liberar las hojas de las ramas. En una noche helada, cristales de hielo se forman en la capa de separación y rompen las fibras leñosas que sostienen la hoja en su lugar. Entonces cuando el hielo se derrite en el sol de la mañana, las hojas revolotean en una lluvia de escarlata y oro hasta el suelo. En algunos robles la capa de separación no se desarrolla completamente y las hojas permanecen en el árbol todo el invierno.
Los jardineros y agricultores sabios no quema las hojas caídas sino que las añade a la pila de abono. Hojas podridas (moho) son un acondicionador valuable para la tierra.
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