當白天變短，水銀柱開始下降的時候，上百萬美國人前往山區，凝望閃耀著緋紅、橙黃和金色樹葉的森林。這是大自然在單調的冬天來臨之前的最後放縱。
秋葉奇景美麗，但也許體現了更重要的東西。鮮豔的色彩，尤其是紅色，可能表示樹木竭力擺脫昆蟲、汙染和幹旱的傷害。美國林業局植物學家保羅·沙伯格說：“這也許是壓力的一個跡象。”
沙伯格和其他生物學家正在解決一個大多數人沒有認識到的未解之謎，即為什麼有些闊葉樹在秋天變成紅色，而非黃色或橙色。他們還試圖確定，環境因素是否影響色彩改變的時間和程度。
在東部和中西部，答案不止會引起一時的興趣。在那些地區，秋葉旅遊是樁大生意。但是目前，科學對葉子不按時變色還無能為力。天氣會影響秋葉變色的時間和程度。沙伯格說2003年偏暖，使美國東部的大部分地區樹葉變色的高峰時間晚了一周或更多。
數十年來，生物學家認為，葉子變色是樹木和其他闊葉植被準備過冬而進入休眠狀態的偶然副產品。
在春季和夏季，植物和樹葉是綠色的，因為它們產生葉綠素。葉綠素是一種利用太陽光幫助從二氧化碳、水和其他營養物質製造養料的色素。但是到了秋天，白天變短，夜晚變涼，促使植物停止光合作用，將水和養料輸入和輸出葉子的葉脈堵塞，把葉子連到樹上的細胞退化，直至葉子脫離，落到地上。
葉子在掉落之前會變色，顯露出其他色素。後者為在葉子生長季節產生的壓倒性的綠色葉綠素所掩蓋。有些樹葉因為含有葉黃素而變黃，其他樹葉因含有胡蘿卜素變成橙色。
但是很多樹木在秋天產生另一種色素——花青素，使樹葉變成紅色或紫色。科學家一度認為，花青素沒有用，隻是葉脈堵塞時困在葉子中的糖分的一種產物。美國威斯康星大學麥迪遜分校的植物生理學家威廉·霍克說，如今，“我們知道大自然比那更有效”。
在過去幾年，生物學家提出種種設想，認為花青素發揮遮光劑、防凍液、抗氧化劑和驅蟲劑的作用。如今很多科學家認為，花青素幫助樹葉免受過量陽光的傷害，使樹木在秋天能夠延長進行光合作用的時間，儲存更多養料。