Um zu begreifen, warum die Blätter eine entsprechende Farbe annehmen, muss man verstehen, dass Sonnenlicht aus mehreren Farbspektren zusammengesetzt ist. Das ist eindrücklich an einem Regenbogen zu sehen. Licht besteht aus den Farben Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett. Jede Farbe entspricht einer definierten Wellenlänge Licht. Wir sehen eine bestimmte Farbe, weil unsere Augen die bestimmten Wellenlängen bzw. Farben wahrnehmen, welche von der Oberfläche eines Gegenstandes reflektiert werden.

Der Farbstoff, der das Grün der Blätter bewirkt, ist das Pigment Chlorophyll. Chlorophyll ist ein wichtiger Bestandteil der Photosynthese. Das Pigment nimmt die roten, violetten, blauen und gelben Sonnenstrahlen auf und wandelt sie in Energie um. Einzig die grüne Farbe nehmen die chlorophyllhaltigen Zellen im Blatt nicht auf. Diese Farbe wird reflektiert und kommt als einzige Farbe im menschlichen Auge an. Deshalb sehen Sommerblätter grün aus!

Über die kalten und trockenen Wintermonate legen die meisten einheimischen Laubbäume eine Wachstumspause ein, um Energie zu sparen. Werden im Herbst die Tage kürzer, ist dies das Hauptsignal für Bäume ihre Photosynthese zu stoppen. Deshalb stellen manche Pflanzen die Chlorophyllproduktion ein und bauen das vorhandene Chlorophyll ab.

Neben dem Pigment Chlorophyll gibt es weitere Pigmente im Blatt, die jedoch die meiste Zeit von der großen Menge an „Grün“ überdeckt wurden. Im Zuge des Chlorophyllverlusts kommen die Farbstoffe Carotine (orange) und Xanthophylle (gelb) nun zum Vorschein. Auch diese Pigmente haben für den Menschen eine charakteristische Farbe, weil sie gewisse Wellenlängen des Sonnenlichts reflektieren.

Das Pigment Carotine verleiht den Herbstblättern ihre orange Farbe. Carotine ist unter anderem bei Karotten, Süßkartoffeln oder dem Kürbis farbgebend. Der Farbstoff Xanthophylle lässt die Blätter gelb erscheinen. Dieses Pigment ist auch bei Tieren zu bestaunen. Das Eigelb oder manche Vogelfedern sind beispielsweise durch Xanthophylle gelb gefärbt.

Das rote Pigment von Blättern entsteht erst im Herbst. Es heißt Anthocyan und dient dem empfindlichen Blattgewebe als Sonnencreme. Dies wird vor allem dann benötigt, wenn tagsüber die Sonne kräftig scheint und die Temperaturen nachts abfallen. Anthocyan hat außerdem eine höhere Giftkonzentration, die den Baum vor Schädlingen schützt.

Alle Farben der Herbstblätter sind jedoch auf das Mischverhältnis der unterschiedlichen Pigmente zurückzuführen. Deshalb hat die Eiche beispielsweise braune Blätter im Herbst.

Mit dem Abwurf der Blätter sichern Laubbäume ihr Überleben. Über die Blattoberfläche wird der Großteil des Wassers verdunstet. Würden die Blätter das knappe Wasser im Winter weiterhin verschleudern, hätten die Pflanzen keine Überlebenschance. Also sorgen die Bäume im Herbst für jede Menge „Abfall“.