Nelle cellule delle foglie si trovano i carotenoidi che restano invisibili sotto il verde della clorofilla. In autunno, quando le foglie si avvicinano alla fine del loro ciclo di vita, la clorofilla diminuisce e il giallo-arancione del carotene e degli altri pigmenti, che normalmente sono nascosti dal verde della clorofilla, prende il sopravvento e si rivela.
Le piante producono anche altri pigmenti, gli antociani che hanno una tinta rossastra-blu è la funzione di "crema solare" contro alcuni raggi ultravioletti. Quando la clorofilla e gli antociani coesistono, il colore delle foglie può virare verso il bronzo, come nei frassini. A concentrazioni sufficientemente elevate, gli antociani fanno invece sembrare una foglia quasi viola, come negli aceri giapponesi. Infine, i colori autunnali più grigi si formano quando le foglie sono completamente morte perché avviene la degradazione dei cloroplasti
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