여름에는 잎사귀에 엽록소가 많이 있어서 다른 색깔을 가려버린다. 하지만 가을이 되어 기온이 0℃ 부근으로 떨어지면 나무는 엽록소의 생산을 중지하고 잎 안에 안토시아닌을 형성하여 붉은색으로 변한다. 안토시아닌(anthocyanin)은 고등식물의 잎, 줄기, 뿌리, 꽃, 과일 등 어느 조직에나 생기는 수용성물질이지만 주로 과일과 꽃에 많이 있다. 안토시아닌은 리트머스처럼 산·염기에 따라 색이 변한다. 잎사귀의 물이 산성이면 붉은색, 중성이면 보라색, 염기성이면 푸른 계열로 나타난다. 이것은 사과의 빛을 붉게 하며 적채를 자주색으로 만들고 제비꽃의 색깔을 청색이 되게 하는 색소이기도 하다. 단풍나무는 안토시아닌이 아주 많아서 여름에도 빨간색을 보게 된다. 그러나 대부분의 식물에서는 이 색소는 가을에만 생성된다. 안토시아닌은 당분에서 만들어지는데, 낮은 화창하고 밤에는 쌀쌀한 날씨가 계속되면 한기로 인하여 밤에 잎에서 나무로 흘러가는 당분의 이동이 줄어든다. 그러면 잎의 당분의 농도가 높아져서 붉은 단풍의 색깔이 나타나게 되는 것이다.

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