Do dziś istnieje wiele hipotez powstania i znaczenia barwników. Jeden z najwybitniejszych biologów ewolucyjnych XX w, William D. Hamilton, w 2000 r. oznajmił, że jesienne kolory mają odstraszać szkodniki. Swoje badania opierał m.in. na obserwacji mszyc. Twierdził, iż drzewa, które przebarwiają się w październiku, wycofując składniki odżywcze są również najzdrowsze wiosną kolejnego roku. Przeciwko jego teorii były wysnuwane argumenty, że w tym czasie owady już nie żerują, więc przystosowanie to mijałoby się z celem.
Inna, nowsza hipoteza zakłada, że czerwone i żółte barwniki (karotenoidy, antocyjany) pełnią w jesiennych liściach taką samą funkcję jak kremy z filtrem. Odkryto, że są one nadal produkowane, mimo rozkładu i wycofywania chlorofilu, gdyż chroniąc roślinę przed nadmiernym promieniowaniem i w związku z tym zniszczeniem, pozwalają na całkowite odprowadzenie składników odżywczych. Wyłapują nie tylko nadmierne ilości światła, ale i powstające wówczas szkodliwe dla komórek wolne rodniki tlenowe. Artykuł w „Trends in Ecology and Evolution" przedstawili na ten temat dwaj uczeni: Martin Schaefer i David Wilkinson. Dyskusja o przebarwianiu liści przeniosła się nawet na łamy „New York Timesa", gdyż nadal nie jest wyjaśnione dlaczego jedne drzewa się przebarwiają, a inne nie.
Opadające liście uwielbiają dzieci, spacerujące po parkach oraz fotografowie. Jakie jest uzasadnienie naukowe tego zjawisko?
Otóż w trakcie przebarwiania liści, w miejscu styku ogonka z pędem powstaje tkanka odcinająca. Przy tym procesie niemały udział ma niezwykły, gdyż jedyny gazowy hormon roślin - etylen. To hormon starzenia, odpowiedzialny również za dojrzewanie owoców. Używa się go również w chłodniach, transportując m.in. banany, tak by na sklepowe półki trafiły już dojrzałe.
Wytwarzanie etylenu zachodzi m.in. w starzejących się tkankach jesiennych liści. Działa on przeciwstawnie do innego hormonu produkowanego w liściach, stymulującej wzrost roślin auksyny. W miarę starzenia się liści auksyn ubywa, czego rezultatem jest zwiększona produkcja etylenu w strefie odcięcia. Powoduje to kolejne fizjologiczne zmiany.
Do dziś proces reakcji wywoływanych przez etylen nie jest do końca poznany. Strefa odcięcia składa się z cienkościennych komórek miękiszowych i różni się tym samym od otaczających ją pozostałych komórek (od strony łodygi tworzą ją komórki korka). Po rozpuszczeniu przez enzymy blaszki środkowej liść utrzymywany jest tylko na jednej wiązce przewodzącej. Staje się podatny na siły grawitacji i po czasie odpada sam lub z niewielką pomocą wiatru. Stąd mówimy o wirujących, jesiennych liściach na wietrze. Jednak nie wszystkie tak łatwo oderwać. U niektórych drzew. np. u dębu i buka wiązka przewodząca jest bardziej wzmocniona a przez to liść jest silniej związany z gałęzią i może pomimo obumarcia pozostać jeszcze na niej długi czas.
Inaczej procesy te przebiegają u drzew iglastych. Zredukowane liście - igły - pokryte są grubą warstwą skórki i substancji woskowej, zabezpieczając je przed niskimi temperaturami. Woda zaś jest z nich na okres zimy odprowadzana, by podczas mrozów nie doprowadzić do zamarznięcia i rozsadzenia igły. Dlatego drzewa iglaste, z wyjątkiem modrzewia, nie zrzucają igieł na okres zimy.