這要從人眼對顏色感知的原理說起。人眼能分辨色彩，實際上是對物體反射光線的識別。植物葉片里的葉綠素吸收藍光、紅光的能力很強，當陽光照到葉片上時，藍光、紅光被吸收，綠光—黃光波段的光被反射出來。人眼對綠光最敏感，所以在人眼里，葉片通常是綠色的。

秋天到來后，葉綠素的降解使得葉片吸收藍光和紅光的能力逐漸減弱，葉片中殘存的葉紅素、葉黃素開始起主導作用。葉紅素、葉黃素主要吸收藍紫光和綠光，照在葉片上的黃光、橙光和紅光則被反射出來，人眼所見便是黃橙色或紅色的樹葉。

植物生長中充滿了生存智慧。眾所周知，葉片的主要作用是進行光合作用，并將合成的有機營養輸送給樹木，以供其生長繁殖。當天氣寒冷時，葉片里的水分會結冰、細胞結構會被破壞，失去光合作用的能力，葉片表面的蒸騰作用還將進一步降低樹木的溫度。因此，為了生存，植物進化出更敏銳的機制，植物體內的光敏色素和隱花色素會根據一天內的光照時長和溫度來感知氣候變化。秋天到來，白天逐漸變短、溫度逐漸變低，光敏色素和隱花色素就會向植物發出信號，隨之，植物會迅速合成一種叫作脫落酸的植物激素，可以降解葉綠體及其中的葉綠素，將它們轉化為可以運輸的有機營養物質返還給枝干；同時，促進葉柄基部逐漸形成離層，降低葉片與母體的連接強度，準備脫落。

值得注意的是，松樹青綠挺直，無需落葉也能度過秋冬，這是因為松樹葉片的構造能抵御蒸騰作用帶來的降溫，還能合成大量抗凍劑抵抗細胞結冰。而南方氣候較溫暖，樹木更是四季常青。

作者為中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員