A növényeknek éppúgy, mint minden más élőlénynek komolyan fel kell készülniük a téli hidegre és ínségre. Ennek egyik leglátványosabb mozzanata, hogy a levelek elszíneződnek és lehullanak. A sötét időszak hosszának növekedése és a hőmérséklet csökkenése jelzi, hogy eljött az idő.
A levelekből a növények először a szárba, a vesszőkbe majd az idősebb fás részekbe és a gyökerekbe juttatják az összes tápanyagot. Ezután a levelek lehullását az abszcizinsavnak nevezett növényi hormon szabályozza. Ha a hormon áramlása a levél felől csökkenni kezd, a levélnyél és a hajtás találkozásánál kialakul egy leválasztó szövet. Ez eltömíti a kapcsolatot a növény más részeivel, a levél pedig e réteg mentén úgy hullik le, hogy nem hagy maga után durva sérülést.
Miért van erre szükség? Először is a levelek folyamatosan párologtatnak, az ehhez szükséges vizet a gyökérzet veszi fel a talajból. A fagy miatt télen ez csak minimálisan lehetséges, ezért a fáknak meg kell szabadulniuk a párologtató felülettől, különben kiszáradnának. Mivel a levelek folyamatosan vizet választanak ki, ásványi sók raktározódnak bennük. Amennyiben ezeket a növény nem használja fel, az anyagcsere melléktermékeiként visszamaradnak benne. A káros anyagoktól pedig a levél leválasztásával szabadul meg. Nem mellékes az sem, hogy a leveleken megülő hó súlyától sorra törnének le az ágak.
A feltűnő színváltozást a levelek pigmentjeinek változása idézi elő. Ezek a napsugárzás energiáját elnyelő, zöld színért felelős klorofill, a narancs színt adó karotin és a sárga xantofill. Nyáron a zöld klorofill mindent elnyom, ám ősszel, a levél és az ág közt keletkező membrán meggátolja, hogy a levélbe tápanyagok jussanak, a klorofill termelése így csökken, majd leáll.
Ekkor válik láthatóvá a lassabban bomló karotin és xantofil, amelyek a sárgás-narancs színeket kölcsönzik a levélnek. Előfordulhatnak még az antocianinok közé tartozó vegyületek is, az ilyen levelek vörösnek látszanak. Az általuk előállított szín nagyon érzékeny a pH-ra: ha a sejtnedv kellően savas, a pigmentek élénkvörös színt idéznek elő. Ha kevésbé, a szín inkább lilás lesz . Az érett alma piros és a szőlő lilás színe az antocianinoknak köszönhető.
