Los biólogos evolutivos y los fisiólogos vegetales ofrecen dos explicaciones distintas de por que la selección natural ha hecho que los colores otoñales estén tan extendidos, a pesar de su coste "en energía del árbol que no se puede recuperar". Willian Hamilton, biólogo evolutivo de la Universidad de Oxford, opina que las hojas caducas contienen un mensaje: Advierten a los insectos de que las dejen en paz, siendo una especie de señal de color.

 Hamilton piensa que, en el caso de los árboles, el mensaje visual se envía a los insectos. En otoño los insectos como los pulgones y otros escogen árboles en los que poner sus huevos. Cuando los huevos eclosionen el la primavera siguiente, las larvas se alimentan del árbol, a menudo con resultados devastadores. Los árboles advierten de su letalidad fabricando colores brillantes en el otoño. A medida que los insectos evolucionaron para evitar las hojas mas llamativas, la selección natural favoreció a los árboles que se volvían aún más llamativos.

Sam Browm comparó las hipótesis de las señales emitidas por las hojas con datos reales sobre árboles e insectos. Browm que ahora es biólogo evolutivo de la Universidad de Texas, estudió 262 especies de árboles, anotando el color de las hojas y el número de especies de pulgones especializados en ellos. Browm descubrió que los árboles con hojas otoñales llamativas tendían a ser victimas de pulgones mas especializados. La correlación respaldaba la hipótesis "De la señal de las hojas " emitida por Hamilton ya que este no sostenía  que la evolución de las señales emitidas por las hojas hiciera que todos los árboles adquirieran colores llamativos. Por el contrario, decía que sólo los árboles sometidos a un fuerte ataque experimentaron esa presión evolutiva.

Snorre Hagen, de la Universidad de Oslo, estudió una docena de abedules de montaña durante tres años, observando factores como el colorido  de las hojas cada otoño, y el nivel de daño causado por los insectos la primavera siguiente. Descubrió que los abedules con colores otoñales fuertes sufrían menos daños.

Archetti también experimenta con la hipótesis de la "Alerta de las Hojas". Trabaja con Simon Leather, entomólogo de la "Royal Society" de Londres y observaron que los pulgones ponen huevos en los árboles de frutos pequeños (como cerezos o guindos) en el Otoño. Los pulgones prefieren las hojas todavía verdes, y no las amarillas o las rojas Esta es la predicción básica de la hipótesis, que los pulgones abundan más en las hojas de tonos neutros.

En el interior de una hoja de Otoño bulle una actividad frenética. La clorofila y otros equipos moleculares necesarios para la fotosíntesis son cuidadosamente desmantelados, mientras que los nutrientes que la hoja contiene, como el nitrógeno y el fósforo, se envían al tejido del árbol, que los necesitará para crecer y reproducirse en la próxima primavera.

La hipótesis de la alerta de las hojas también suscita críticas, las más recientes de Wilkinson y de H. Martin Schaefer, biólogo evolutivo de la Universidad de Friburgo, Alemania. En un artículo para Trends in Ecology & Evolution, Schaefer y Wilkinson sostienen que los colores del otoño no envían mensajes a los insectos. Es una hipótesis errónea, aunque atractiva señala Wilkinson.

En muchos casos aparecen hojas llamativas con vivos colores en árboles sin insectos a los que advertir. "Aquí en Wisconsin, cuando las hojas cambian  de color los insectos ya se han ido", afirma. En su artículo Schaefer y Wilkinson proponen en su artículo  que los colores del Otoño sirven principalmente como pantalla solar.

 

Se dice que la Ciencia hace que el Mundo resulte abrumador y menos interesante, porque explica las cosas", concluye Wilkinson. "Pero cuando más sabe uno de las hojas otoñales, más impresionado queda".