“十一”长假期间，一股强冷空气席卷全国大部分地区，北方地区气温骤降，南方地区则上演冷热大反转，气温由罕见偏高转为明显偏低。

瑟瑟冷风下，或红或黄的叶子，将这个秋天装扮得分外美丽。在欣赏美景时，不知你是否会思考：为啥秋叶有的是红色，有的却是黄色?

今天，我们就来一起了解这背后的奥秘。

叶子呈绿色与叶绿素有关

与大多数动物不同，不会“走动”的植物无法通过迅速改变自己的空间位置来寻找食物。为了获取用于生长发育的能量，植物需要利用来自太阳的光能。这种将光能转化为植物可以利用的能量的过程，被称为光合作用。

捕获光能是光合作用的第一步。植物用于捕获光能的“工具”，是能吸收可见光的色素。这些色素主要存于植物的叶片中，可以分为两类：其一是呈黄色至橙色的类胡萝卜素，含量较少;其二是叶绿素，含量较多，是光合作用捕光的“主角”。

1901年，俄国植物生理学家和化学家茨维特用独创的色谱法首次分离出叶绿素。这种方法后来被广泛应用在化学分析领域，利用它人们可以很方便地分析叶片中色素的成分和含量。

叶绿素主要吸收蓝紫光和红橙光，而绿光不被它吸收。太阳光中的绿光或被叶片反射，或穿透叶片，所以大多数叶片呈绿色。

叶子主要呈现绿色，还与光照强度有关。在春夏季节，阳光充足，光合作用强烈，这时叶绿素会被大量合成，所以叶片呈现绿色。而到了秋冬季节，北方光照减弱，叶绿素的合成效率也随之降低。

花青素苷是红叶的关键“染料”

秋天是我国北方一年中色彩最为斑斓的季节。与繁花盛开的春天、绿树成荫的夏天和银装素裹的冬天不同，北方的秋天之所以色调丰富，是因为在秋天绿叶会逐渐变色。

叶片颜色的变化与色素的类型和含量的变化有关。在叶片衰老的过程中，一些色素会逐渐减少，而一些新的色素可能会合成，所以叶片会从绿色转变为其他颜色。

在叶片衰老的过程中，捕光的叶绿素含量会下降，所以叶子的绿色也会逐渐褪去。类胡萝卜素在这一过程中也会流失，但仍有一些类胡萝卜素会保留于叶片中，这就使得一些叶片呈现出黄色。比如，毛白杨等一些植物在落叶前，其叶绿素未完全流失，叶子会呈现浅绿色或黄绿色。

一些植物的叶子之所以在落叶前会变红，是因为叶片合成了一类名为花青素苷(也被称为花色素苷)的红紫色色素。如果含有花青素苷的叶片中还残存叶绿素，叶片就会呈现褐色;如果叶片含有花青素苷和类胡萝卜素，将呈现出橙色。

有科学研究认为，花青素苷可以作为抗氧化剂，帮助植物抵御逆境;或帮助植物吸引鸟类，以散播种子。另有科学研究认为，花青素苷有“防晒霜”的功能，可以让叶子在叶绿素降解后免受太阳光的伤害。

在一些植物里，叶片的颜色变化是同步的，如一些杜鹃花科越橘属植物;而在另一些植物中，叶片颜色在不同个体、不同位置，甚至在一片叶子上的变化都是不均匀的，如银杏、元宝槭等。