Im Herbst verfärben sich die Blätter der Bäume in unterschiedliche Farben. Drei Blattfarbstoffe sind dabei für die Blattfärbung verantwortlich: das grüne Chlorophyll, die gelben Carotinoide und die roten Anthocyane.
Das grüne Chlorophyll ist für die Photosynthese notwendig: Es fängt das Sonnenlicht ein! Mit der Energie des Sonnenlichts produzieren alle Pflanzen aus Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser zum einen Zucker und zum anderen Sauerstoff (O2). Während der Zucker die Pflanze selbst mit Energie versorgt und Grundbaustein der Pflanzenfasern ist, wird der Sauerstoff von allen Tieren und uns Menschen zum Atmen benötigt. Auch Pflanzen atmen Sauerstoff, allerdings viel weniger als sie durch die Photosynthese abgeben.
Im Herbst wird in vielen Blättern das Chlorophyll abgebaut. Zum Vorschein kommen dadurch die gelben Carotinoide, die zwar immer in Blättern enthalten sind, aber zumeist vom grünen Chlorophyll überdeckt werden. Die Carotinoide schützen die Blätter vor schädlicher Sonnenstrahlung.
Die roten Anthocyane werden im Herbst von einigen Pflanzenarten produziert. Sie dienen als zusätzlicher Sonnenschutz für die Blätter. Zudem fangen sie „freie Radikale“ ab. Freie Radikale sind besonders aktive Atome oder Moleküle, die die Pflanzenzellen schädigen. Sie entstehen häufig, wenn Sonnenstrahlung die Blätter erreicht, die Photosynthese allerdings morgens durch niedrige Temperaturen noch nicht optimal funktioniert.
Im Herbst werfen dann die Bäume ihre Blätter ab, um sich vor dem Vertrocknen zu schützen. Über die Blätter verdunstet nämlich viel Wasser, das allerdings bei gefrorenen Böden nicht über die Wurzeln wieder aufgenommen werden kann. Ohne Blätter verdunstet weniger Flüssigkeit, sodass der Baum seinen Wasserhaushalt auch im Winter aufrechterhalten kann.
Viele Nadelbäume behalten ihre Nadeln auch im Winter, da sie eine dickere Schutzschicht als Laubblätter haben, die unter anderem die Verdunstung reduziert.
